第一单元 化学反应中的热效应教案3

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。

1

【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）+O2（g）=CO（g）的反应焓变。

2—1C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g）

△H1

= –393.5kJ•mol

1—1CO （g） + O2（g）= CO2（g）

△H2 =–283.0kJ•mol

2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

2将上述两步反应相加得总反应为：

1C（s，石墨）+O2（g）=CO（g） △H3

= ？

2根据盖斯定律，△H3

=△H1

+ △H2

′

=–393.5kJ•mol—1 —1+ 283.0kJ•mol—1 =–110.5kJ•mol

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

2【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

2 —1—1

51—1P（s，红磷）+ O2（g）= P4O10（S） △H2 = –738.5kJ•mol

44△H=△H1–4△H2 =–29.2 kJ•mol

【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—1—1

N2H4（g）+ O2（g） == N2（g）+ H2O（g） △H2 = –534kJ•mol

△H=△H1–2△H2=–1135.7 kJ•mol

【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—1

Zn（s） + O2（g）== ZnO（s）

△H1

= –351.1kJ•mol21—1 Hg（s） + O2（g）== HgO（s）

△H2=–90.7kJ•mol

2△H

=△H1

–△H2- 260.4 kJ•mol

【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，S—S 266kJ•mol，S=O 522kJ•mol，H—O 464kJ•mol。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

【练习】以下是部分共价键键能数据：P—P

198kJ•mol，P—O360kJ•mol，O=O 498kJ•mol。

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

3 —1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1S8分子结构

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29832P(s，红磷)（2）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镁/800C/ArTi TiCl40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

1③ 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＝ 。

1答案：80 kJ·mol

4

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

1H2(g)O2(g)H2O(l)2；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。 7、

已知CH4（g）+2O2（g）==

CO2（g）+2H2O（l）；ΔH1＝－Q1kJ·mol

，2H2(g)O2(g)＝－12H2O（g）；△H2＝－Q2

kJ·mol，2H2(g)O2(g)＝2H2O（l）；△H3＝－Q3

kJ·mol。

1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。

5

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， 的是（QQ ）

21A. 2H2(g)O2(g)2H2O(g) HQ1kJ/mol

2H2(g)O2(g)2H2O(l) HQ2kJ/mol

B. S(g)O2(g)SO2(g) HQ1kJ/mol

S(s)O2(g)SO2(g) HQ2kJ/mol

C(s)C.1O2(g)CO(g)2 HQ1kJ/mol

C(s)O2(g)CO2(g) HQ2kJ/mol

D.H2(g)Cl2(g)2HCl(g) HQ1kJ/mol

11H2(g)Cl2(g)HCl(g)2

2 HQ2kJ/mol

3. 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

6

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， H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）；ΔH==

bkJ·mol，

2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH== ckJ·mol，

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1×10Pa，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 5－1－1－1B. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH= -484kJ·mol－1 C. H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） ΔH= +242kJ·mol

D. 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH= + 484kJ·mol

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。

7 －1－1

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

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

C. -1-1

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

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

8

参考答案

1. C258H18（l）+2O2（g）= 8CO2（g）+9H2O（l）；△H=－5518kJ/mol 2. AC 3. C 4. H12（g）+2O2（g）= H2O（l）；△H＝－285.8kJ/mol 5. C 6. D 7. C（S）＋H12O（g）== CO（g）＋H2（g）；ΔH＝+131.28 kJ·mol

8. A 9. A 10. CD 11. BD 12. C

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