高中魯科版化學(xué)1.1 《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》課件 第2課時(shí)選修4

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第2課時(shí)反應(yīng)焓變的計(jì)算 1 了解焓變的比較方法及焓變的簡單計(jì)算 2 理解蓋斯定律的含義 能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算 課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航 1 蓋斯定律的內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)的 有關(guān) 與反應(yīng)的途徑無關(guān) 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)無論是一步完成還是分幾步完成 其反應(yīng) 都是一樣的 如圖所示 始態(tài)和終態(tài) 焓變 H 或 H1 H2 H3 H4 H5 2 蓋斯定律的科學(xué)意義對于無法或較難通過實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)焓變的反應(yīng) 可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算求得 3 蓋斯定律的應(yīng)用若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到 則該化學(xué)反應(yīng)的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)焓變的 代數(shù)和 2 原創(chuàng)題 已知2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 H2O l H2O g H QkJ mol 1 則Q為 A 44B 44C 88D 88 3 在298K 100kPa時(shí) 已知 2H2O g O2 g 2H2 g H1 Cl2 g H2 g 2HCl g H2 2Cl2 g 2H2O g 4HCl g O2 g H3 則 H3與 H1和 H2間的關(guān)系正確的是 A H3 H1 2 H2B H3 H1 H2C H3 H1 2 H2D H3 H1 H2解析 選A 由蓋斯定律 2 探究導(dǎo)引1書寫熱化學(xué)方程式時(shí)為何要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 提示 物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)伴隨能量的變化 探究導(dǎo)引2比較反應(yīng)焓變時(shí) 是比較其代數(shù)值還是絕對值 提示 比較反應(yīng)焓變的大小時(shí) 可根據(jù)蓋斯定律比較 但要注意比較的是 H還是熱量 比較 H時(shí) 比的是其代數(shù)值 要帶正 負(fù)號(hào)進(jìn)行比較 在比較兩個(gè)反應(yīng)熱效應(yīng)的大小時(shí) 應(yīng)取 H的絕對值比較 要點(diǎn)歸納1 比較方法 1 吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng) H 0 放熱反應(yīng) H 0 故吸熱反應(yīng)的反應(yīng)熱一定大于放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱 2 反應(yīng)物或生成物狀態(tài)不同的反應(yīng)因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同 反應(yīng)熱亦不同 3 化學(xué)計(jì)量數(shù)不同的反應(yīng)對于同一反應(yīng) 化學(xué)計(jì)量數(shù)越大 吸收或放出的熱量就越多 4 運(yùn)用蓋斯定律列等式作差比較對于一些不便于直接比較的反應(yīng)或過程 可以設(shè)計(jì)循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖 然后利用蓋斯定律列等式 作差比較它們的大小 2 H大小比較的應(yīng)用 1 比較物質(zhì)穩(wěn)定性的強(qiáng)弱 2 應(yīng)用反應(yīng)熱的大小可以判斷金屬 非金屬的活潑性 因?yàn)榻饘僭邮ル娮訒r(shí) 會(huì)吸收能量 吸熱越少 越易失去電子 金屬越活潑 非金屬原子得到電子時(shí) 會(huì)放出能量 放熱越多 非金屬越活潑 即時(shí)應(yīng)用1 2011 宿州高二質(zhì)檢 在同溫同壓下 下列各組熱化學(xué)方程式中 Q2 Q1的是 雙選 A 2H2 g O2 g 2H2O g H Q12H2 g O2 g 2H2O l H Q2B S g O2 g SO2 g H Q1S s O2 g SO2 g H Q2 C C s 1 2O2 g CO g H Q1C s O2 g CO2 g H Q2D H2 g Cl2 g 2HCl g H Q11 2H2 g 1 2Cl2 g HCl g H Q2 解析 選AC 本題考查 H的比較 注意比較的是 H的大小 A項(xiàng)兩方程式中只有H2O的狀態(tài)不相同 生成液態(tài)水會(huì)放出更多的熱量 故Q1Q2 C項(xiàng)中第一個(gè)方程式為碳的不完全燃燒 第二個(gè)方程式為等量碳的完全燃燒 完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多 Q2 Q1 D項(xiàng)中第一個(gè)方程式系數(shù)是第二個(gè)方程式的2倍 H也應(yīng)為其2倍 Q1 Q2 本題也可借助蓋斯定律求兩方程式之差來解決 探究導(dǎo)引3利用蓋斯定律應(yīng)注意哪些問題 提示 利用蓋斯定律應(yīng)注意以下的幾點(diǎn) 一個(gè)熱化學(xué)方程式中分子式前的系數(shù)同時(shí)擴(kuò)大一定的倍數(shù)時(shí) 焓變也相應(yīng)地?cái)U(kuò)大相同的倍數(shù) 若將一個(gè)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物與生成物互換 則焓變的正負(fù)號(hào)也相應(yīng)地改變 若熱化學(xué)方程式相加 則焓變也相加 若熱化學(xué)方程式相減 則焓變也相減 要點(diǎn)歸納1 根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算 焓變與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比 如 2H2 g O2 g 2H2O l H1 571 6kJ mol 1 生成2molH2O l H 571 6kJ mol 1 生成1molH2O l H 285 8kJ mol 1 2 根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算 H E生成物 E反應(yīng)物 3 依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過程中的能量變化計(jì)算 H 反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量 生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量 4 根據(jù)蓋斯定律的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài) 各反應(yīng)物 和終態(tài) 各生成物 有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) 即如果一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行 則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的 應(yīng)用蓋斯定律常用以下兩種方法 2 合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑如由圖可得 H H1 H2 5 根據(jù)比熱公式求算 Q c m T 即時(shí)應(yīng)用 由此可知C s H2O g CO g H2 g H3則 H3等于 A 131 3kJ mol 1B 131 3kJ mol 1C 373 1kJ mol 1D 373 1kJ mol 1 發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼 N2H4 為燃料 用二氧化氮為氧化劑 這兩種物質(zhì)反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 7kJ mol 1 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H2 534kJ mol 1試計(jì)算1mol肼與二氧化氮完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為 kJ 寫出肼與二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 解析 由題意可知N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 7kJ mol 1 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H2 534kJ mol 1 根據(jù)蓋斯定律 反應(yīng)物中消去O2可得到N2H4和NO2的反應(yīng) 令 2 得2N2H4 g N2 g 2N2 g 4H2O g 2NO2 g H 2 H2 H1整理得2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O g H 2 H2 H1 534kJ mol 1 2 67 7kJ mol 1 1135 7kJ mol 1 則1molN2H4與NO2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為567 85kJ 規(guī)律方法 運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法 1 虛擬路徑法如C s O2 g CO2 g 可設(shè)置如下 H1 H2 H3 2012 鄭州一中高二期中考試 已知25 101kPa條件下 4Al s 3O2 g 2Al2O3 s H 2834 9kJ mol 1 4Al s 2O3 g 2Al2O3 s H 3119 1kJ mol 1由此得出的正確結(jié)論是 A 等質(zhì)量的O2比O3能量低 由O2變O3為吸熱反應(yīng)B 等質(zhì)量的O2比O3能量低 由O2變O3為放熱反應(yīng)C O3比O2穩(wěn)定 由O2變O3為吸熱反應(yīng)D O2比O3穩(wěn)定 由O2變O3為放熱反應(yīng) 解析 據(jù)蓋斯定律 式 式得 3O2 g 2O3 g H 284 2kJ mol 1即等質(zhì)量的O2比O3能量低 O2比O3穩(wěn)定 O2變O3為吸熱反應(yīng) 答案 A 經(jīng)典案例 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一 煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為 C H2O g CO H2 C s CO g 和H2 g 完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol 1 H2 g 1 2O2 g H2O g H2 242 0kJ mol 1 CO g 1 2O2 g CO2 g H3 283 0kJ mol 1 試回答 1 請你根據(jù)以上數(shù)據(jù) 寫出C s 與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式 2 比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知 1molCO g 和1molH2 g 完全燃燒放出的熱量之和 比1molC s 完全燃燒放出的熱量 填 多 或 少 甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為 煤炭燃燒時(shí)加少量水 可以使煤炭燃燒放出更多的熱量 乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出了下列循環(huán)圖 請你寫出 H1 H2 H3 H4之間存在的關(guān)系式 乙同學(xué)據(jù)此認(rèn)為 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒 放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量相同 請分析 甲 乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是 填 甲 或 乙 同學(xué) 另一同學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤觀點(diǎn)的原因是 3 請分析將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒有哪些優(yōu)點(diǎn) 解析 1 2 1molCO和1molH2完全燃燒共放熱 Q1 242 0kJ 283 0kJ 525 0kJ1molC完全燃燒放熱Q2 393 5kJ Q1 Q2由于反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 與途徑無關(guān) 所以 H1 H2 H3 H4 由能量守恒可知 乙同學(xué)的觀點(diǎn)正確 因?yàn)殡m然由比較的數(shù)據(jù)得出1molCO和1molH2完全燃燒放熱的和比1molC完全燃燒放熱多 但甲同學(xué)違背了能量守恒 忽視了C s H2O g CO g H2 g 為吸熱反應(yīng) 3 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒 一方面提高了燃燒效率 另一方面減少了污染 答案 1 C s H2O g CO g H2 g H 131 5kJ mol 1 2 多 H1 H2 H3 H4乙忽視了C與水蒸氣反應(yīng)時(shí)需吸熱 3 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是燃料更易充分燃燒 提高了燃燒效率 減少了能源的浪費(fèi) 另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在燃料燃燒過程中減少了SO2 粉塵等污染物的排放 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全