第三节 化学反应热的计算
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第一章化学反应与能量第三节化学反应热的计算教学目标:1.巩固化学反应热效应与反应的焓变之间的关系2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
教学重点、难点:用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
教学方法:比喻、交流、练习。
课时安排:两课时教学过程:第一课时[复习]上两节课内容。
[导课]在化学科研中,经常要测量化学反应所放出或吸收的热量,但是某些物质的反应热,由于种种原因不能直接测得,只能通过化学计算的方式间接获得。
在生产中,对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用,也需要反应热计算,为方便反应热计算,我们来学习盖斯定律。
[板书]第三节化学反应热的计算一、盖斯定律[讲解]1840年,盖斯(G.H.Hess,瑞士化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
[投影][讲解]根据图示从山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来说明盖斯定律。
(学生自学相关内容后讲解)[板书]1、盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
[讲述]盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。
有些反应的反应热虽然无法直接测得,但利用盖斯定律不难间接计算求得。
[板书]2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义[问题]对于反应:C(s)+ O2(g)=CO(g)因为C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成,因此这个反应的ΔH无法直接测得,请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案,求得反应的ΔH。
[师生共同分析]我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热:C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/molCO(g)+ O2(g)=CO2(g);ΔH=-283.0 kJ/mol根据盖斯定律.可以很容易求算出C(s)+ O2(g)=CO(g)的ΔH。
第三节盖斯定律化学反应热的计算中和热:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热。
强酸与强碱反应生成可溶性盐的热化学方程式为:H+(aq)+ OH- (aq) == H2O(l) △H= -57.3kJ/mol盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。
假设反应体系的始态为S,终态为L,若S→L,△H﹤0;则L→S,△H﹥0。
1、100g碳燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且C(s)+1/2 O2(g)==CO(g)△H=-110.35 kJ·mol-1,CO(g)+1/2 O2(g)===CO2(g) △H=—282.57kJ·mol-1与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是( )A、392.92kJB、2489.44kJC、784.92kJD、3274.3kJ2、火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,这两者反应生成氮气和水蒸汽。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ·mol-1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ·mol-1则1mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为( )A、100.3kJB、567.85kJC、500.15kJD、601.7kJ3、已知:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) △H=-Q1kJ·mol-1H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=-Q2kJ·mol-1H2(g)+O2(g)==2H2O(l) △H=-Q3kJ·mol-1常温下,取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况),经完全燃烧后恢复到到常温,放出的热量(单位:kJ)为( )A、0.4Q1+0.05Q3B、0.4Q1+0.05Q2C、0.4Q1+0.1Q3D、0.4Q1+0.2Q34、充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q,完全吸收它生成的CO2生成正盐,需要5mol·L-1的kOH溶液100mL ,则丁烷的燃烧热为( )A、16QB、8QC、4QD、2Q5、已知胆矾溶于水时溶液温度降低。
第三节 化学反应热的计算1.盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
2.盖斯定律的应用例1.写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa 时)说明: (1)可以在书中查找需要的数据 (2)并告诉大家你设计的理由。
查燃烧热表知:①C(石墨,s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 1=-393.5kJ/mol②C(金刚石,s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 2=-395.0kJ/mol例2.已知下列各反应的焓变①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O 2(g)=CaCO 3(s) △H 1 = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O 2(g)=CaO(s) △H 2= -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O 2(g)=CO 2(g) △H 3 = -393.5 kJ/mol 试求:④CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)的焓变例3.按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题,已知: ①NH 3(g)+HCl(g)=NH 4Cl(s) △H 1=-176kJ/mol ②NH 3(g)=NH 3(aq) △H 2=-35.1kJ/mol ③HCl(g) =HCl(aq) △H 3=-72.3kJ/mol④NH 3(aq)+ HCl(aq)=NH 4Cl(aq) △H 4=-52.3kJ/mol ⑤NH 4Cl(s)= NH 4Cl(aq) △H 5=?则第⑤个方程式中的反应热△H 是________。
例4.已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式正确的是 ( )A. 2C 2H 2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2H 2O(l); ΔH =-4b kJ / molB. C 2H 2(g)+5/2O 2(g)=2CO 2(g)+H 2O(l); ΔH =+2b kJ / molC. C 2H 2(g)+5/2O 2(g)=2CO 2(g)+H 2O(l); ΔH =-2b kJ / molD. 2C 2H 2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2H 2O(l); ΔH =—b kJ / mol 例5.由金红石(TiO 2)制取单质Ti ,涉及到的步骤为:TiO 2TiCl 4Ti 已知:① C (s )+O 2(g )=CO 2(g ); ∆H =-393.5 kJ·mol -1 ② CO (g )+1/2O 2(g )=CO 2(g ); ∆H =-283 kJ·mol -1 ③ TiO 2(s )+2Cl 2(g )=TiCl 4(s )+O 2(g ); ∆H =+141 kJ·mol -1则TiO 2(s )+2Cl 2(g )+2C (s )=TiCl 4(s )+2CO (g )的∆H = 。