经典之作学案(新人教版选修4)第一章第三节化学反应热计算学案

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第三节 化学反应热的计算 （学案）

【重、难点】: 盖斯定律的应用 一、盖斯定律

1、概念： 。

或者说化学反应的反应热只与 有关，而与 无关，这就是盖斯定律。

2、对盖斯定律的图示理解

如由A 到B 可以设计如下两个途径：，

途径一：A-→B(△H) 途径二：A--→C—→B(△H l +△H 2)

则焓变△H 、△H 1 、△H 2的关系可以表示为 即两个热化学方程式相加减时，△H 也可同时相加减。

3、盖斯定律是哪些自然规律的必然结果？

是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。 4、盖斯定律的应用

如：图1和图2中，△H 1、△H 1、△H 3三者之间的关系分别如何？

找出能量守恒的等量的关系（填写表中空白）

5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，但可通过间接的方法测定。

例题1、试利用298K 时下列反应焓变的实验数据，

C(s)+ O 2 (g)=CO 2(g) △H 1= －393.5 KJ·mol

-1 反应1 CO(g)+ 1/2O 2 (g)=CO 2(g) △H 2= －283.0 KJ·mol -1

反应2

计算在此温度下C(s)+1/2 O 2 (g)=CO(g)的反应焓变△H 3. 反应3

方法1：以盖斯定律原理求解， 以要求的反应为基准 （1）找起点C(s), （2）终点是CO 2(g),

（3）总共经历了两个反应 C→CO 2；C→CO→CO 2。

（4）也就说C→CO 2的焓变为C→CO；CO→CO 2之和。 则△H 1=△H 3+△H 2

（5）求解：C→CO △H 3=△H 1— △H 2= －110.5 KJ·mol -1

方法2：利用方程组求解, 即两个热化学方程式相加减时，△H 可同时相加减。 （1） 找出头、尾 ，同上。 （2） 找出中间产物 CO 2 ，

（3） 利用方程组消去中间产物， 反应1－反应2＝反应3 （4） 列式： △H 1—△H 2=△H 3 (5) 求解可得△H 3=△H 1— △H 2= － 110.5 KJ·mol -1 利用方程组求解 , 是常用的解题方法。 归纳：利用方程组求解的解题步骤

①.确定待求的反应方程式；

②.找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；

③.根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向（此时△H 要改变符号）；

④.实施叠加并检验上述分析的正确与否。

练习1、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。” 利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。

（1）P 4 (s,白磷) +5O 2(g)=P 4O 10(s) △H 1= － 2983.2 KJ·mol

-1

（2）P (s,红磷) +5/4O 2(g)=1/4P 4O 10(s) △H 2= －738.5KJ·mol -1

则白磷转化为红磷的热化学方程式_______ ______。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。

练习2、试验中不能直接测出由石墨和氢气合成甲烷反应的△H 4 ，但可测出C （石墨）、H 2、和CH 4的燃烧热，

请根据盖斯定律求△H 4

CH 4(g)＋2O 2(g) = CO 2(g)＋ 2H 2O(l) ΔH 1= －890.3 kJ ／mol ① C(石墨，s)+O 2(g) = CO 2(g) △H 2= 一393.5 kJ·mol

-1

②

H 2(g)+1/2O 2(g)= H 2O(l) △H 3= －285.8 kJ/ mol ③ C(石墨，s)+ 2H 2(g) = CH 4(g) △H 4 ④

△H 4 = 巩 固 练 习

1、已知：Zn （s ）+ 1/2 O 2（g ）= ZnO （s ） △H 1= —351.1kJ/mol

Hg （l ）+ 1/2 O 2（g ）= HgO （s ） △H

2= —90.7kJ/mol 则反应Zn （s ）+HgO （s ）= ZnO （s ）+Hg （l ）的焓变是（ ）

A ．—441.8 kJ/mol

B ．—254.6 kJ/mol

C ．—438.9 kJ/mol

D ．—260.4 kJ/mol 2、已知 ①.2C(s)+ O 2(g) ===2CO(g)△H= －221.0 KJ·mol -1

，

②.2H 2(g) +O 2(g) ==2H 2O(g)△H= －483.6KJ·mol -1

则制备水煤气的反应C(s)+H 2O(g) ==CO(g) +H 2(g)的△H 为 ( ) A 、+262.6KJ·mol -1

B 、+131.3KJ·mol

-1

C 、－352.KJ·mol -1

D 、－131.3KJ·mol

-1

3、 已知：由金红石(TiO 2)制取单质Ti ，涉及到的步骤为：TiO 2

TiCl 4−−

−−→−Ar

C /800/0

镁Ti

2

① C(s)+O 2(g) = CO 2(g) ∆H= －393.5kJ/mol ② 2CO(g)+O 2(g)=== 2CO 2(g) ∆H= －566kJ/mol ； ③ TiO 2(s)+2Cl 2(g)===TiCl 4(g)+O 2( g) ∆H= +141kJ/mol 则 TiO 2(s)+2Cl 2(g)+2C(s) =TiCl 4(s)+2CO(g)的∆H 为: （ ）

A. －313.5kJ/mol

B. +313.5kJ/mol

C. －80.0kJ/mol

D. +80.0kJ/mol

4、已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为：CuSO 4·5H 2O (S)==CuSO 4（S ）+5H 2O （l ）△

H=+Q 1KJ·mol -1

。室温下，若将1mol 无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q 2KJ ，则 （ ） A 、Q 1 >Q 2 B 、Q 1=Q 2 C 、Q 1

5、灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同分异构体。

已知：①.Sn (s 、白)+2HC1 (aq) = Sn 2 C1(aq) + H 2(g) △H 1

②. Sn (s 、灰)+2HC1 (aq) = Sn 2 C1(aq) + H 2(g) △H 2

③. Sn (s 、灰) Sn (s 、白) △H 3= +2.1 kJ/mol

下列说法正确的是 （ ）

A . △H 1> △H 2 B. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应

C. 锡在常温下以灰锡状态存在

D.锡制品长期处于低于13.2℃的环境中会自然毁坏

6.发射”嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:

①1222()()H g O g +===2()H O l ∆H 1285=-.8 1

kJ mol -⋅ ②2()H g ===2()H l ∆H 20=-.92 1

kJ mol -⋅ ③2()O g ===2()O l ∆H 36=-.84 1

kJ mol -⋅ ④2()H O l ===2()H O g ∆H 444=+.0 1

kJ mol -⋅

则反应1222()()

H l O l +===2()H O g 的反应热∆H 为… ( ) A.+237.46 1kJ mol -⋅ B.-474.92 1

kJ mol -⋅ C.-118.73 1

kJ mol -⋅ D.-237.46 1

kJ mol -⋅

7.已知H 2(g)、C 2H 4(g)和C 2H 5OH(1)的燃烧热分别是285.8kJ·mol -1

、1 411.0kJ·mol -1

和1 366.8 kJ·mol -1

，则由C 2H 4(g)和H 2O(l)反应生成C 2H 5OH(l)的△H 为（ ）

A. －44.2 kJ·mol -1

B. +44.2 kJ·mol -1

C. －330 kJ·mol -1

D. +330 kJ·mol -1

8、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，但可通过间接的方法测定。现根据下列的5个反应(由氨气、HCl 和水制备NH 4C1水溶液)。请判断反应④的反应热为： _________________ 。

①.NH 3(g)+HCl(g)=NH 4Cl(s) △H= －176kJ/mol ②.NH 3(g)+H 2O(l)=NH 3(aq) △H= －35.1kJ ／mol ③.HCl(g)+H 2O(l)=HCl(aq) △H= －72.3kJ ／mol ④.NH 4C1(s)+H 2O(1)=NH 4C1(aq)

⑤.NH 3(aq)+HCl(aq)=NH 4C1(aq) △H= －52.3kJ ／mol

9、有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得： 已知：C(石墨，s)+O 2(g)=====CO 2(g) △H 1== 一393.5 kJ·mol -1

2H 2(g)+ O 2(g)===2H 2O(1) △H 2== 一571.6 kl·mol -1 2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2(g)+2H 2O(1) △H 3=== 一2599.2 kJ·mol -1

则由C(石墨，s)和H 2(g)反应生成lmol C 2H 2(g)时△H== kJ·mol -1

。 10.用22H O 和24H SO 的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:

()2()Cu s H aq ++===22()()Cu aq H g ++ ∆H= +64.391kJ mol -⋅ ① 222()H O l ===222()()H O l O g + ∆H=-196.46 1kJ mol -⋅ ②

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2()()H g O g +===2()H O l ∆H=-285.8 1

kJ mol -⋅ ③ 在24H SO 溶液中Cu 与22H O 反应生成2Cu +

和2H O 的热化学方程式为

。

11.把煤作为燃料可通过下列两种途径: 请回答下列问题:

途径Ⅰ C(s)+O 2(g)CO 2(g) ΔH 1<0 ①

途径Ⅱ 先制成水煤气: C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g) ΔH 2>0 ②

再燃烧水煤气:2CO(g)+O 2(g)2CO 2(g) ΔH 3<0 ③ 2H 2(g)+O 2(g)2H 2O(g) ΔH 4<0 ④ (1)途径Ⅰ放出的热量理论上 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。 (2)ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4的数学关系式是 。

(3)由于制取水煤气的反应里，反应物所具有的总能量 (填“>”、“==”、“<”)生成物所具有的总能量，因此在化学反应里，反应物就需要 能量才能转化为生成物，因此其反应条件为 （4）简述煤通过途径II 作为燃料的意义

(5) 已知下列反应的反应热: CH 3COOH(l)+2O 2(g)

2CO 2(g)+2H 2O ΔH 1=-870.3 kJ ·mol -1

C(s)+O 2(g)

CO 2(g) ΔH 2=-393.5 kJ ·mol

-1

H 2(g)+O 2(g)H 2O(l) ΔH 3=-285.8 kJ ·mol -1

则反应2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)

CH 3COOH(l)的反应热为( )。 A.ΔH=+488.3 kJ ·mol -1 B.ΔH=-244.15 kJ ·mol -1

C.ΔH=-977.6 kJ ·mol -1

D.ΔH=-488.3 kJ ·mol -1

(6)已知下列各组热化学方程式 ①Fe 2O 3(s)+3CO(g)

2Fe(s)+3CO 2(g) ΔH 1=-25 kJ ·mol -1

②3Fe 2O 3(s)+CO(g)2Fe 3O 4(s)+CO 2(g) ΔH 2=-47 kJ ·mol -1 ③Fe 3O 4(s)+CO(g)

3FeO(s)+CO 2(g) ΔH 3=+640 kJ ·mol -1

请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe 和CO 2(g)的热化学方程式 。