高中化学《化学反应热的计算》教学设计(共12页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上化学反应热的计算教学设计课题元化学反应热的计算总课时2班级（类型）学习目标1.理解盖斯定律的意义。2.能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。3.掌握反应热计算的几种常见方法。4.了解反应热计算的常见题型。重、难点重点：能正确运用盖斯定律解决具体问题。难点：掌握有关盖斯定律的应用。学习环节和内容学生活动教师反思第1章 化学反应与能量第三节 化学反应热的计算（第1课时）自主学习一、盖斯定律1含义：(1)不管化学反应是 完成或 完成，其反应热是 的。(2)化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关，而与反应的 无关。2意义：利用盖斯定律，可以 计算一些难以测定的 。合作探究1、盖斯定律 思考：化学反应的反应热与反应途径有关吗？与什么有关？归纳总结：反应物A变为生成物D，可以有两个途径：由A直接变成D，反应热为H；由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为H1、H2、H3.如下图所示：则有H= 2、应用：通过盖斯定律可以计算出一些不能直接测量的反应的反应热。例：已知：C(s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol求：C(s)+1/2O2(g)= CO (g) 的反应热H3【小结】盖斯定律1含义(1)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。(2)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。例如，H1、H2、H3之间有如下的关系：H1H2H3。2意义利用盖斯定律，可以间接地计算一些难以测定的反应热。例如：C(s)O2(g)=CO(g)上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的H不易测定，但是下述两个反应的H却可以直接测得：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ·mol1(2)CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJ·mol1根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的H。分析上述两个反应的关系，即知：HH1H2。则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1。【巩固练习】1已知：(1)Zn(s)1/2O2(g)=ZnO(s)H348.3 kJ·mol1(2)2Ag(s)1/2O2(g)=Ag2O(s)H31.0 kJ·mol1则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于()A317.3 kJ·mol1 B379.3 kJ·mol1C332.8 kJ·mol1 D317.3 kJ·mol12已知25、101 kPa条件下：4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H2 834.9 kJ·mol14Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s) H3 119.1 kJ·mol1由此得出的正确结论是()A等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应B等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应CO3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应DO2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应3能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ·mol1、282.5 kJ·mol1、726.7 kJ·mol1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(l) H127.4 kJ·mol1BCO(g)2H2(g)=CH3OH(l) H127.4 kJ·mol1CCO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H127.4 kJ·mol1DCO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H127.4 kJ·mol14已知火箭燃料二甲基肼(CH3NHNHCH3)的燃烧热为6 000 kJ·mol1，则30 g二甲基肼完全燃烧放出的热量为()A1 500 kJ B3 000 Kj C6 000 kJ D12 000 kJ5在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗 5 mol·L1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)的H为()A8Q kJ·mol1 B16Q kJ·mol1C8Q kJ·mol1 D16Q kJ·mol16比较下列各组热化学方程式中H的大小关系。(1)S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2 H1_H2(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2 H1_H2(3)煤作为燃料有两种途径：途径1直接燃烧 C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0途径2先制水煤气 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2>0再燃烧水煤气：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3<0 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4<0H1、H2、H3、H4的关系式是_。7发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H67.7 kJ·mol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534 kJ·mol1H2(g)F2(g)=HF(g) H269 kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(g) H242 kJ·mol1(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_；此反应用于火箭推进，除释放大量能量和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_。(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。肼和氟反应的热化学方程式为_。第三节 化学反应热的计算（第2课时）自主学习反应热计算的几种常见方法自学课本例1，例2，例3，总结计算反应热有哪几种方法？ 合作探究1根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算例1由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量，则反应：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H为()A483.6 kJ·mol1 B241.8 kJ·mol1C120.6 kJ·mol1 D241.8 kJ·mol12利用燃烧热数据，求算燃烧反应中的其它物理量例2甲烷的燃烧热H890.3 kJ·mol11 kg CH4在25，101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为()A5.56×104 kJ·mol1 B5.56×104 kJ·mol1C5.56×104 kJ D5.56×104 kJ3利用盖斯定律的计算例3已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H126.7 kJ·mol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g) H250.75 kJ·mol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H336.5 kJ·mol1则反应FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)的焓变为()A7.28 kJ·mol1 B7.28 kJ·mol1C43.68 kJ·mol1 D43.68 kJ·mol1【小结】反应热的计算：例1、利用热化学方程式求解- 归纳总结：各物质的n之比等于H之比例2、利用燃烧热求解-归纳总结：Q=燃烧热× n例3、运用盖斯定律求解-归纳总结： 1.写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质) 2. 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。 【巩固练习】知识点一盖斯定律及应用1运用盖斯定律解答问题通常有两种方法：其一，虚拟路径法：如C(s)O2(g)=CO2(g)，可设置如下：H1H2H3其二：加合(或叠加)法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。如：求P4(白磷)=4P(红磷)的热化学方程式。已知：P4(s，白磷)5O2(g)=P4O10(s) H14P(s，红磷)5O2(g)=P4O10(s) H2即可用得出白磷转化为红磷的热化学方程式。2已知：H2O(g)=H2O(l) HQ1 kJ·mol1C2H5OH(g)=C2H5OH(l) HQ2 kJ·mol1C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) HQ3 kJ·mol1若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为()A(Q1Q2Q3) Kj B0.5(Q1Q2Q3) kJC(0.5Q11.5Q20.5Q3) kJ D(3Q1Q2Q3) kJ知识点二反应热的计算3已知葡萄糖的燃烧热是H2 840 kJ·mol1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是()A26.0 kJ B51.9 kJ C155.8 kJ D467.3 kJ4已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ·mol1CO(g)O2(g)=CO2(g) H282.8 kJ·mol1现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L (标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，则燃烧前混合气体中CO的体积分数为()A80% B50% C60% D20%【综合提高】1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同2在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H23下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是()A甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1B500 、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6kJ·mol1C氯化镁溶液与氨水反应：Mg22OH=Mg(OH)2D氧化铝溶于NaOH溶液：A12O32OH=2AlOH2O4已知：(1)Fe2O3(s) C(s)=CO2(g)2Fe(s)H1234.1 kJ·mol1(2)C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJ·mol1则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s) 的H是()A824.4 kJ·mol1 B627.6 kJ·mol1 C744.7 kJ·mol1 D169.4 kJ·mol15100 g碳燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)O2(g)=CO(g)H(25)110.35 kJ·mol1，CO(g)O2(g)=CO2(g) H(25)282.57 kJ·mol1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是()A392.92 kJ B2 489.44 kJ C784.92 kJ D3 274.3 kJ6在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下： 第一步反应是_反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是_。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_。7废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g) H64.39 kJ·mol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g) H196.46 kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.84 kJ·mol1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2和H2O的热化学方程式为_。8由磷灰石主要成分Ca5(PO4)3F在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为4Ca5(PO4)3F(s)21SiO2(s)30C(s)=3P4(g)20CaSiO3(s)30CO(g)SiF4(g)H已知相同条件下：4Ca5(PO4)3F(s)3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)2CaSiO3(s)SiF4(g)H12Ca3(PO4)2(s)10C(s)=P4(g)6CaO(s)10CO(g)H2SiO2(s)CaO(s)=CaSiO3(s)H3用H1、H2和H3表示H , H_。9依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。(1)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。其热化学方程式为_。(2)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。其热化学方程式为_。(3)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。10已知25、101 kPa时下列反应的热化学方程式为：CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H1870.3 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g) H2393.5 kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(l) H3285.8 kJ·mol1则反应：2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)在该条件下的反应热H4_。11如果1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，这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题：(1)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g) H1156.6 kJ/molCH3CH=CH2(g)CH4(g)HCCH(g) H232.4 kJ/mol则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为_。(2)已知：Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g) H1532.36 kJ/molNa2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)9H2O(g) H2473.63 kJ/mol写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式_。12已知：CO(g)O2(g)=CO2(g) H283 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802.3 kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ·mol11792 L(标准状况)的CO、CH4和O2组成的混合物，在量热器中燃烧时，放出13.683 kJ热量。若向燃烧产物中再加一定量的H2使其燃烧完全，又放出9.672 kJ热量，求原混合物中各气体的体积。13化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体。这种混合气体可用于生产甲醇和合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应：CH4(g)O2(g)=CO(g)2H2(g) H136 kJ·mol1CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H2216 kJ·mol1由反应、推出总反应热为零的总反应方程式，并求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比。第三节 化学反应热的计算（第1课时）【巩固练习】1答案A解析HH1H2348.3 kJ·mol1(31.0 kJ·mol1)317.3 kJ·mol12答案A解析将两个热化学方程式叠加处理得：3O2(g)2O3(g)H284.2 kJ·mol1，所以O2变为O3的反应是吸热反应，O2的能量低，O2更稳定。3A解析根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，首先计算出目标反应的反应热H2×(285.8 kJ·mol1)(282.5 kJ·mol1)(726.7 kJ·mol1)127.4 kJ·mol1。4答案B解析二甲基肼的相对分子质量是60,30 g二甲基肼是0.5 mol，放出的热量是燃烧热的一半，即3 000 kJ。5答案D解析建立关系式：C4H104CO28KOHH1 mol 4 mol 8 mol H 5 mol·L1×0.1L QkJ则H16Q kJ·mol16答案(1)> (2)< (3)H1H2(H3H4)解析反应热的大小与反应物、生成物的状态有关，与反应物的多少有关。比较H时，应包括符号，对于放热反应，热值越大，H越小。7答案(1)2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 135.7 kJ·mol1产物无污染(2)N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g) H1 126 kJ·mol1解析写出目标反应，然后再利用题给条件计算出反应热，最后写出热化学方程式。第三节 化学反应热的计算（第2课时）合作探究1根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算例1解析已知4.5 g水蒸气生成时放热60.45 kJ，要求方程式中生成2 mol H2O(g)的H，比例关系：解得Q483.6 kJ，故H483.6 kJ·mol1。答案A2利用燃烧热数据，求算燃烧反应中的其它物理量例2解析16 g CH4燃烧放出890.3 kJ热量，1 kg CH4燃烧放出的热量为×1 000 g55 643.75 kJ5.56×104 kJ。答案C3利用盖斯定律的计算例3解析根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中，FeO、CO、Fe、CO2是要保留的，而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去：因此将×3×2得到：6FeO(s)6CO(g)6Fe(s)6CO2(g) H43.65 kJ·mol1化简：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g) H7.28 kJ·mol1答案A【巩固练习】知识点一盖斯定律及应用1运用盖斯定律解答问题答案P4(白磷)=4P(红磷)HH1H22答案D解析46 g酒精即1 mol C2H5OH(l)根据题意写出目标反应 C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H然后确定题中各反应与目标反应的关系 则H(Q3Q23Q1) kJ·mol1知识点二反应热的计算3答案A解析葡萄糖燃烧的热化学方程式是C6H12O6(s)6O2(g)6CO2(g)6H2O(l) H2 840 kJ·mol1据此建立关系式6H2OH 6×18 g 2 840 kJ 1 g x kJ解得x26.3 kJ，A选项符合题意。4答案B解析根据生成18 g液态H2O知混合气体中含1 mol H2，该反应产生的热量为 kJ285.8 kJ。CO燃烧放出的热量为710.0 kJ285.8 kJ424.2 kJ，则CO的物质的量为n(CO)1.5 mol，V(CO)%×100%50%。【综合提高】1答案C解析放热反应生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应生成物总能量高于反应物总能量，A错误；化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关，B错误；通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变，C正确；同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应条件不会影响H的值，D错误。2答案A解析令2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3根据盖斯定律，将反应反应×2即可求得反应，因此有H3H12H2，故A项正确。3答案D解析由燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在，故A项错误；N2与H2反应生成NH3为可逆反应，不能完全进行，故19.3 kJ不是0.5 mol N2与1.5 mol H2完全反应放出的热量，故B项错误；NH3·H2O为弱电解质，在书写离子方程式时，应写成化学式的形式，故C项错误；氧化铝与NaOH溶液反应，生成物是NaAlO2，故D项正确。4答案A解析×(2)(1)就可得2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)，则HH2H1824.4 kJ·mol1。5答案C解析损失的热量就是CO继续燃烧所放出的热量，因为CO占，即有的C燃烧生成了CO，所以建立关系式：CCOH12 g 1 mol 282.57 kJ gQ故Q282.57 kJ× g×784.92 kJ。6答案放热H273 kJ·mol1<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H346 kJ·mol17答案Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJ·mol1解析已知热反应方程中×得：Cu(s)2H(aq)H2O2(l)=Cu2(aq)2H2O(l) H319.68 kJ·mol1HH1×H2H364.39 kJ·mol1×(196.46 kJ·mol1)(285.84 kJ·mol1)319.68 kJ·mol18答案(1)H13H218H39答案(1)N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H67.8 kJ·mol1(2)C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H1 300 kJ·mol1(3)N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92 kJ·mol1解析根据反应热和燃烧热的定义计算出相关的热量，同时注意物质的状态，再书写相应的热化学方程式即可。10答案488.3 kJ·mol111答案(1)C3H8(g)CH3CHCH2(g)H2(g) H124.2 kJ/mol(2)Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g) H58.73 kJ/mol解析(1)由C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g) H1156.6 kJ/molCH3CH=CH2(g)CH4(g)HCCH(g) H32.4 kJ/mol可以得到C3H8(g)CH3CH=CH2(g)H2(g)HH1H2156.6 kJ/mol32.4 kJ/mol124.2 kJ/mol(2)根据盖斯定律，将题中反应得：Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g) H58.73 kJ/mol12答案V(CO)0.448LV(CH4)0.224L V(O2)1.120L解析此题涉及热化学方程式、燃烧热、物质的量、气体摩尔体积等知识点，通过运用物质的量进行燃烧热的计算，比较深入地考查分析、推理和计算能力。解此题时，首先正确理解热化学方程式中H的含义，然后根据题给数据，建立气体的体积与气体的摩尔体积、物质的量之间的关系，进而求得答案。因为当再加入H2时，放出的热量增加，所以原混合物中含过量O2的物质的量为n(O2)0.020 0 mol再求出气体的总物质的量为0.080 0 mol13答案7CH4(g)3O2(g)H2O(g)=7CO(g)15H2(g)H0V(空气)V(H2O)1007解析将×6得出的式子与相加：6CH4(g)3O2(g)=6CO(g)12H2(g)6H1216 kJ·mol17CH4(g)3O2(g)H2O(g)=7CO(g)15H2(g)H0所以总反应式为7CH4(g)3O2(g)H2O(g)=7CO(g)15H2(g)H0其中，则。专心-专注-专业