高二化学预习案教学案一体化.docx
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高二化学预习案教学案一体化
高二化学预习案、教学案一体化
选修4第一章化学反应与能量
第三节化学反应热的计算(10月25日)
班级姓名
教学目标:
1.通过运用盖斯定律求有关的反应热,进一步理解反应热的概念
2.通过实例感受盖斯定律,并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要作用
教学重难点:
1.盖斯定律
2.盖斯定律的涵义
教学过程:
[引入]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。
一.盖斯定律
1.盖斯定律的定义:
。
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。
[讲]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。
2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
[科学探究]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反应的ΔH。
[例题]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=-393.5kJ/mol
CO(g)+
O2(g)=CO2(g);ΔH=-283.0kJ/mol
根据盖斯定律.可以很容易求算出C(s)+
O2(g)=CO(g)的ΔH。
∵ΔH1=
。
[预习练习1]通过计算求氢气的燃烧热:
可以通过两种途径来完成
如上图表:
已知:
H2(g)+
O2(g)=H2O(g);△H1=-241.8kJ/mol
H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ/mol
根据盖斯定律,则
△H=。
[预习练习2]实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出CH4燃烧反应的ΔH1,根据盖斯定律求ΔH4
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH1=-890.3kJ·mol-1
(1)
C(石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH2=-393·5kJ·mol-1
(2)
H2(g)+
O2(g)=H2O(l);ΔH3=-285.8kJ·mol-1(3)
C(石墨)+2H2(g)=CH4(g);ΔH4(4)
利用盖斯定律时,可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应,以此来算得所求反应的热效应。
也可以设计一个途径,使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物:
因为反应式
(1),
(2),(3)和(4)之间有以下关系:
所以ΔH4=
。
[小结]可间接计算求得某些无法直接测得的反应热,如C与O2生成CO的△H。
[预习练习3]物质的生成热可定义为由稳定单质生成1mol物质所放出的热量,如二氧化碳气体的生成热就是
的反应热.已知下列几种物质的生成热:
葡萄糖(C6H12O6):
1259kJ/molH2O
(1):
285.8kJ/molCO2:
393.5kJ/mol试计算1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水,最多可提供的能量.
解题过程:
[预习练习4]已知下列热化学方程式:
①
;△H=-25kJ/mol
②
;△H=-47kJ/mo
l
③
;△H=+19kJ/mol
写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和
的热化学方程式:
____________________________。
解题过程:
二.化学反应热的计算
题型一:
已知一定量的物质参加反应放出的热量,计算反应热,写出其热化学反应方程式。
1.将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________。
又已知:
H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙
硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。
解题过程:
2.已知充分燃
烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2bkJ/mol
B.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l);ΔH=2bkJ/mol
C.2C
2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-4bkJ/mol
D.2C2H2(g)
+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=bkJ/mol
解题过程:
题型二:
利用盖斯定律求反应热
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别反应的热效应。
(1)(s,白磷)+
(2)
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”)。
解题过程:
2.由金红石TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤为:
:
TiO2
TiCl4
Ti
已知:
①Cs+O2g=CO2g;H=3935kJ·mol1
②2COg+O2g=2CO2g;H=5
66kJ·mol1
③TiO2s+2Cl2g=TiCl4s+O2g;H=+141kJ·mol1
则TiO2s+2Cl2g+2Cs=TiCl4s+2COg的H=。
解题过程:
题型三:
根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式),进行有关反应热的计算或比较大小。
1.已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)H=285.8kJ·mol1
C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)H=2220.0kJ·mol1
实验测得氢气和丙烷的混合气体共5mol,完全燃烧时放热3847kJ,则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_______,两者放出的热量之比约为_____
A、1:
3B、3:
1C、1:
4D、5:
13
解题过程:
2.已知:
;
;
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:
3.25B.12:
3.25C.1:
1D.393.5:
241.8
解题过程:
题型四:
反应热大小比较
1.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,
的是
A.
B.
C.
D.
分析过程:
2.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
AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g)
解题过程:
题型五:
利用键能计算反应热
方法:
ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。
常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
键能常用E表示,单位是kJ/mol。
1.CH3—CH3→CH2=CH2+H2;有关化学键的键能如下。
化学键C-HC=CC-CH-H
键能(kJ/mol)414.4615.3347.4435.3试计算该反应的反应热
解题过程:
高二化学作业(10月25日)
班级姓名
1.下列关于盖斯定律的说法不正确的是( )
A.不管反应是一步完成还是分几步完成,其反应热相同
B.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
C.有些反应的反应热不能直接测得,可通过盖斯定律间接计算得到
D.根据盖斯定律,热化学方程式中△H直接相加即可得总反应热
2.已知在298K时下述反应的有关数据:
C(s)+
O2(g)===CO(g)△H1=-110.5kJ•mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g)△H2=-393.5kJ•mol-1
则C(s)+CO2(g)===2CO(g)的△H为()
A.+283.5kJ•mol-1B.+172.5kJ•mol-1
C.-172.5kJ•mol-1D.-504kJ•mol-1
解题过程:
3.相同温度下,有下列三个热化学方程式:
(1)H2(g)+
O2(g)===H2O(g)△H1=-Q1kJ•mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H1=-Q2kJ•mol-1
(3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)△H1=-Q3kJ•mol-1
则Q1、Q2、Q3的关系表示正确的是()
A.Q1=Q2Q3>Q1
C.Q3>Q2>Q1D.Q1=Q2=Q3
解题过程:
4.已知下列热化学方程式:
Zn(s)+
O2(g)===ZnO(s)△H=-Q1kJ•mol-1①
Hg(l)+
O2(g)===HgO(s)△H=-Q2kJ•mol-1②
Zn(s)+HgO(s)===Hg(l)+ZnO(s)△H=-Q3kJ•mol-1③
③中的Q3值为()
A.Q2-Q1B.Q1+Q2C.Q1-Q2D.-Q1-Q2
解题过程:
5.已知:
(1)Zn(s)+
O2(g)===ZnO(s),ΔH=-348.3kJ·mol-1,
(2)2Ag(s)+
O2(g)===Ag2O(s),ΔH=-31.0kJ·mol-1,则Zn(s)+Ag2O(s)===ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于()
A.-317.3kJ·mol-1 B.-379.3kJ·mol-1 C.-332.8kJ·mol-1 D.317.3kJ·mol-1
解题过程:
6.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
4P(白磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s)△H=-akJ•mol-1
4P(红磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s)△H=-bkJ•mol-1
若a、b均大于零,则a和b的关系为()
A.a<bB.a=bC.a>b D.无法确定
7.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH
(1)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、1411.0kJ·mol-1和1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为()
A.-44.2kJ·mol-1B.+44.2kJ·mol-1
C.-330kJ·mol-1D.+330kJ·mol-1
解题过程:
8.我国发射“神五”所用的长征2号火箭的主要燃料是偏二甲肼(C2H8N2),氧化剂是NO2,燃烧产物只有N2、CO2和H2O。
有的国家用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料。
NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。
已知:
①N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)△H=+67.7kJ•mol-1,
②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ•mol-1。
下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中正确的是( )
A.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.7kJ•mol-1
B.2N2H4(g)+2NO2(g)===2N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.7kJ•mol-1
C.N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g)△H=-1135.7kJ•mol-1
D.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ•mol-1
解题过程:
9.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol,则反应HCl(g)==
H2(g)+
Cl2(g)的△H为()
A.+184.6kJ•mol-1B.-92.3kJ•mol-1C.-369.2kJ•mol-1D.+92.3kJ•mol-1
解题过程:
10.S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知:
①S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g)△H1=-297.16kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g)△H2=-296.83kJ·mol-1
③S(单斜,s)===S(正交,s)△H3
下列说法正确的是()
A.△H3=+0.33kJ·mol-1
B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C.S(单斜,s)===S(正交,s)△H3<0,正交硫比单斜硫稳定
D.S(单斜,s)===S(正交,s)△H3>0,单斜硫比正交硫稳定
解题过程:
11.已知下列反应的反应热为:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ•mol-1
(2)C(s)+O2(g)===CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
(3)H2(g)+
O2(g)===H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1
试计算下列反应的反应热:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)△H=_____________。
解题过程:
12.已知:
2Al(s)+
O2(g)===Al2O3(s)△H=-1644.3kJ•mol-1
2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)△H=-815.88kJ•mol-1
试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式___________________________。
解题过程:
13.发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知:
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)ΔH=+67.7kJ•mol-1
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ•mol-1
H2(g)+
F2(g)==HF(g)ΔH=-269kJ•mol-1
H2(g)+
O2(g)==H2O(g)ΔH=-242kJ•mol-1
(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
(2)有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂,则反应释放能量更大,肼和氟反应的热化学方程式为 。
解题过程: