第一单元 化学反应中的热效应课时教案

第一单元

化学反应中的热效应

第三课时

反应热的计算

一、教学目标

1、深刻理解基本概念，如反应热、焓变、燃烧热、盖斯定律等。

2、根据热化学方程式进行有关的计算

二、教学重点、难点

1、盖斯定律在计算中的应用

三、教学方法：讲授法

四、教学过程

【复习提问】

1、什么是热化学方程式？书写热化学方程式要注意哪些要点？

2、

写出下列反应的热化学方程式

（1）1molC2H5OH(l)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量。

。

（2）18g葡萄糖与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，

放出280.4kJ热量。

。

【讲解】化学反应的反应热，有的能够测量，有的不能测量。比如将一些生成不稳定物质的化学反应，例有C

CO，CO或多或少的要转化为CO2，还有一些反应进行的比较慢，要几天，几个月，几年，甚至几十年，肯定不能测量。对于这样的反应热，我们就要进行计算才能得到。这节课我们就来讲讲反应焓变的计算。

【板书】一、反应焓变的计算

【讲解】反应焓变之所以能够有计算得出，要归功于瑞士科学家盖斯提出的盖斯定律，我们来看看该定律的内容。

【板书】（一）盖斯定律：

1、内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。

【讲解】这就说明对于化学反应，只要其反应物和反应产物确定了，不管它中间

经历了多少步，反应焓变总是一定的。好比一个人登山，不管他选择什么途径，只要他从山脚到了山顶，他攀爬的高度总是一定的。这也说明了反应焓变有点像物理学中的矢量。究其原因是焓是一个状态函数。

【板书】2、理解要点：

（1）反应焓变（反应热效应）只与始态（反应物）、终态（生成物）有关，与反应过程无关。

（2）焓变（反应热）总值一定。

【投影】

反应物

△H3 b △H4 c △H1 a △H2 生成物

△H5 △H

△H = △H1

+ △H2

= △H3 + △H4 + △H5

【讲解】下面就结合例题，利用盖斯定律来求反应焓变。

【板书】（二）焓变的计算方法

1、利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式相加减

【例1】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下

1C（s，石墨）+2O2（g）=CO（g）的反应焓变。

C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g）

△H1

= –393.5kJ•mol—1

1CO （g）

+ 2O2（g）= CO2（g）

△H2 =–283.0kJ•mol—1

解：设此反应分两步进行：

第一步：C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g）

△H1

= –393.5kJ•mol—1

1第二步：CO2（g）= CO（g）+ O2（g）

△H2

′= –△H2 = 283.0kJ•mol—1

2将上述两步反应相加得总反应为：

1C（s，石墨）+2O2（g）=CO（g）

△H3

=

？

根据盖斯定律，△H3

=△H1

+ △H2

′

=–393.5kJ•mol—1

+ 283.0kJ•mol—1

=–110.5kJ•mol—1

1答：298KC（s，石墨）+2O2（g）=CO（g）的△H为–110.5kJ•mol—1。

【例2】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下P4（s，白磷）= 4P（

s，红磷）的反应焓变。

P4（s，白磷）+ 5O2（g）= P4O10（S）

△H1

= –2983.2kJ•mol—1

51P（s，红磷）+ 4O2（g）= 4P4O10（S）

△H2 = –738.5kJ•mol—1

△H=△H1–4△H2 =–29.2 kJ•mol—1

【练习1】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下

2N2H4(g) + 2NO2(g) == 3N2(g) + 4H2O(g)的反应焓变。

N2（g）

+ 2O2（g）

== 2NO2（g）

△H1

=

+ 67.7kJ•mol—1

N2H4（g）+ O2（g）

== N2（g）+ H2O（g）

△H2 = –534kJ•mol—1

△H=△H1–2△H2=–1135.7 kJ•mol—1

【练习2】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下

Zn（s）+ HgO（s）

==

ZnO（s）+ Hg（l）的反应焓变。

1

Zn（s）

+ 2O2（g）== ZnO（s）

△H1

= –351.1kJ•mol—1

1

Hg（s）

+ 2O2（g）== HgO（s）

△H2=–90.7kJ•mol—1

△H

=△H1

–△H2- 260.4 kJ•mol—1

【讲解】下面我们看看用另外一种方法来求反应焓变的方法

【板书】2、利用化学键的键能求焓变

【讲解】首先，我们要知道什么是键能。

【板书】（1）键能：原子间形成（或断裂）1mol化学键时释放（或吸收）的能量。

（2）△H

= ∑ (反应物的键能）

—∑(反应产物的键能) 【例1】以下是部分共价键键能数据：H—S

364kJ•mol—1，S—S

266kJ•mol—1，S=O

522kJ•mol—1，H—O 464kJ•mol—1。试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。

2H2S(g) + SO2(g) == 3S(g) + 2H2O(g)

△H = ？

–1484kJ•mol—1

【练习】以下是部分共价键键能数据：P—P

198kJ•mol—1，P—O360kJ•mol—1，O=O 498kJ•mol—1。

试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。

P4(s,白磷) + 3O2(g) == P4O6(s)

△H = ？

–1638kJ•mol—1

氧原子

磷原子

P4

分子结构

P4O6

分子结构

五、课堂小练

1、已知25℃和101KP时

① CO（g）+ 1/2 O2（g）====CO2（g）ΔH1 = －283.0 kJ/mol ② H2（g）+ 1/2 O2（g）====H2O（l）ΔH2= －285.8 kJ/mol ③ C2H5OH（l）+ 3 O2（g）==== 2 CO2（g）+ 3 H2O（l）ΔH3=-1370kJ/mol 试计算2CO（g）＋4 H2（g）==== H2O（l）＋C2H5OH（l）的ΔH4

答案：－339.2 kJ/mol

解析：考察盖斯定律的应用。

.kJ/mol

2、（1）P4（s，白磷）+5O2(g)P4O10(s)H129832S8分子结构

（2）P(s，红磷)51O2(g)P4O10(s)H27385.kJ/mol

44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”）。

答案：P4(s，白磷)4P（s，红磷）H29.2kJ/mol；红磷；低

解析：考察利用热化学方程式来比较物质的能量。

3、由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：

TiO2Ti

TiCl4镁/8000C/Ar已知：① Cs＋O2g＝CO2g

H1＝3935 kJ·mol1

② 2COg＋O2g＝2CO2g

H2＝566 kJ·mol1

③ TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g

H3＝+141 kJ·mol1

则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝

。

答案：80 kJ·mol1

解析：利用热化学方程式可加减的方法来解题。

4、

已知：C(s)O2(g)CO2(g)；H393.5kJ/mol

H(g)122O2(g)H2O(l)；H241.8kJ/mol

欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为

A. 2:3.25

B. 12:3.25

C. 1:1

D. 393.5:241.8 答案：B 解析：利用能量和反应热的转化公式来计算。

5、

氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：

H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）

△H＝－285.8kJ/mol CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）

△H＝－283.0kJ/mol C8H18（l）＋25/2O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（l）

△H＝－5518kJ/mol CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）

△H＝－89.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是（A. H2（g）

B. CO（g）

C. C8H18（l）

D. CH4（g）

答案：D 解析：考察等质量可燃物放热多少的比较。

6、CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。

化学键

C－H

C＝C

C－C

H－H 键能（kJ/mol）

414.4

615.3

347.4

435.3 试计算该反应的反应热

答案：+125.6 kJ/mol。

）

解析：根据键能计算反应热的方法。

2H2(g)O2(g)7、

已知CH（+2O（（+2H2O（l）；ΔH1＝－Q1kJ·mol－1

，4g）2g）== CO2g）mol，2H2(g)O2(g)＝2H2O（l）；△H3＝－Q3

＝2H2O（g）；△H2＝－Q2

kJ·1mol。

kJ·1常温下，取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为

。

答案：（0.4Q1+0.05Q3）KJ 解析：考察混合气体的计算。

8、下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是（

）

① C（s）＋O2（g）===CO2（g）；△H1

C（s）＋O2（g）===CO（g）；△H2

② S（s）＋O2（g）===SO2（g）；△H3

S（g）＋O2（g）===SO2（g）；△H4

1③ H2（g）＋2O2（g）===H2O（l）；△H5

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；△H6

④ CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）△H7

；CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）△H8

A. ①

B. ④

C. ②③④

D. ①②③

答案：C

解析：考察反应热的比较方法。

【课后作业】

1. C8H18的燃烧热为5518kJ/mol，用燃烧热的热化学方程式表示则为__________。

2. 在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q

2



Q

1

的是（

）

A. 2H2(g)O2(g)2H2O(g)

HQ1kJ/mo

l2H2(g)O2(g)2H2O(l)

HQ2kJ/mo

lB. S(g)O2(g)SO2(g)

HQ1kJ/mo

l

S(s)O2(g)SO2(g)

HQ2kJ/mo

lC(s)1O2(g)CO(g)2

HQ1kJ/mo

lC.

C(s)O2(g)CO2(g)

HQ2kJ/mo

lD.H2(g)Cl2(g)2HCl(g)

HQ1kJ/mo

l11H2(g)Cl2(g)HCl(g)2

2

HQ2kJ/mo

l3. 下列说法正确的是（

）

A. 在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热

B. 酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热

C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D. 在稀溶液中，1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ 4. 在101kPa时，H2与1.00mol O2完全燃烧，生成2.00mol液态水，放出571.6kJ的热量，表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为____________。

5. 已知反应X+Y= M+N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的（

）

A. X的能量一定高于M

B. Y的能量一定高于N C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

6. 今有如下三个热化学方程式：

H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；ΔH＝aKJ·mol－1，

H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）；ΔH==

bkJ·mol－1，

2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH== ckJ·mol－1，

关于它们的下列表述正确的是（

）

A. 它们都是吸热反应

B. a、b和c均为正值

C. a==

b

D. 2b== c 7. 1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94KJ热量，此反应的热化学方程式为

8. 已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，

下列热化学方程式正确的是（

）

A. H2O（g）=H2（g）+1/2O2（g）

ΔH= +242kJ·mol－1 B. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）

ΔH= -484kJ·mol－1 C. H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）

ΔH= +242kJ·mol－1

D. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）

ΔH= + 484kJ·mol－1

9. 下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（

）

A. 碳酸钙受热分解

B. 乙醇燃烧

C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. 氧化钙溶于水

10. 下列说法中正确的是（

）

A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应；

B. 放热反应在常温下一定很容易发生；

C. 反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小；

D. 吸热反应在一定条件下也能发生。

11. 已知A（g）+B（g）=C（g）

△H1，

D（g）+B（g）=E（g）

△H2。若A和D混合气体1mol完全与B反应，放热△H3，则A和D物质的量之比为（

）

A.（△H2-△H3）：（△H1-△H3）

B.（△H3-△H2）：（△H1-△H3）

C.（△H3-△H2）：（△H3-△H1）

D.（△H1-△H3）：（△H3-△H1）

12. 2mol Cl2与足量H2反应生成HCl气，放出369.2 kJ的热量其正确的热化学方程式是（

）

A. H2 +Cl2 ==2HCl ；

△H = -369.2kJ. mol-1

B. 2H2（g）+ 2Cl2（g）== 4HCl ；△H = -369.2kJ.mol-1

11H2（g）+Cl2（g）==HCl（g）；△H = -92.3kJ.mol-1

22D. H2（g）+Cl2（g）= 2HCl（g）；△H = -369.2kJ.mol-1

C.

参考答案

1. C8H18（l）+2. AC 3. C 4. H2（g）+5. C 6. D mol

7. C（S）＋H2O（g）== CO（g）＋H2（g）；ΔH＝+131.28 kJ·125O2（g）= 8CO2（g）+9H2O（l）；△H=－5518kJ/mol 21O2（g）= H2O（l）；△H＝－285.8kJ/mol 28. A 9. A 10. CD 11. BD 12. C