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1.3《化学反应热的计算》同步学案（人教版化学选修4）

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：人教版
- 适用学校：不限
- 所需点数：1点
- 资料来源：收集
- 资料作者：
- 资料大小：239.45KB
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- 更新时间：2010-12-27 21:02:07
- 上传时间：2010-12-27 21:03:04
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※资料简介※
第三节化学反应热的计算
重难点一盖斯定律的应用
1．盖斯定律的应用
反应热的热效应只与始态和终态有关，就像登山至山顶一样，不管选择哪一条路线，山的海拔是不变的。
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH；②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。如下图所示：
则有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
如：已知下列两个热化学方程式：
①P4(白磷，s)+5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1=-2 983.2 kJ/mol
②P(红磷，s)+ O2(g)=== P4O10(s)
ΔH2=-738.5 kJ/mol
要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程：
根据盖斯定律
ΔH=ΔH1+(-ΔH2)×4=-2 983.2 kJ/mol+738.5 kJ/mol×4=-29.2 kJ/mol
所以白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH=-29.2 kJ/m ol。
2．应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”、“-”号必须随之改变。
重难点二反应热计算的类型及方法
1．根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
2．根据反应物和生成物的能量和计算：
ΔH＝生成物的能量和－反应物的能量和。
3．根据反应物和生成物的键能和计算：
ΔH＝反应物的键能和－生成物的键能和。
4．根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”、“减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。
5．根据物质燃烧放热数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×ΔH。
6．根据比热公式进行计算：Q＝cmΔT。
特别提醒　反应热计算的注意事项
(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。
(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。
(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
(4)求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，
最后应该恰好消耗完。
例1 　18 40年，瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应方程式，回答问题。
已知：
(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH＝－176 kJ/mol
(2)NH3(g)＋H2O(l)===NH3•H2O(aq)
ΔH＝－35.1 kJ/mol
(3)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq)
ΔH＝－72.3 kJ/mol
(4)NH3•H2O(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)
ΔH＝－52.3 kJ/mol
(5)NH4Cl(s)＋2H2O(l)===NH4Cl(aq)　ΔH＝Q
则第(5)个方程式中的反应热是__________。
答案　＋16.3 kJ/mol
解析　考查盖斯定律的理解运用。
本题可用“加合法”，也可用“虚拟路径法”。
a．加合法
(4)＋(3)＋(2)－(1)与(5)相比较得反应热是＋16.3 kJ/mol。
b．虚拟路径法
设计反应的虚拟过程
则有：－35.1 kJ/mol＋(－72.3 kJ/mol)＋(－52.3 kJ/mol)＋176 kJ/mol＝ΔH　ΔH＝＋16.3 kJ/mol。
利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法。
(1)加合法：根据需要将化学方程式进行代数转换，应注意各物质的计量数与ΔH的数值同等倍数的改变，ΔH的符号也作相应的改变。
(2)虚拟途径法
①先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。
②同种元素形成不同的单质(称为同素异形体)具有不同的能量，因此涉及书写该类单质的热化学方程式不仅要注明单质的聚集状态，还要注明同素异形体的名称。
例2 　(1)CH3－CH3―→CH2===CH2＋H2，其中有关化学键的键能如下：
化学键 C－H
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。
(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)= ==CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－Q1 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－Q2 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－Q3 kJ/mol
常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，放出的热量为________kJ。
答案　(1)＋125.6 kJ/mol　(2)0.4Q1＋0.45Q3－0.4Q2
解析　(1)ΔH＝[6E(C－H)＋E(C－C)]－[E(C＝C)＋4E(C－H)＋E(H－H)]＝(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol＝＋125.6 kJ/mol
(2)n(CH4)＝0.5 mol×45＝0.4 mol，n(H2)＝0.5 mol×15＝0.1 mol。0.4 mol CH4 燃烧时放出的热量为0.4Q1 kJ，此时生成0.8 mol H2O(g)。0.1 mol H2燃烧时放出的热量为0.05Q3 kJ，此时生成0.1 mol H2O (l)。根据盖斯定律导出，H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝Q2－Q3 2 kJ/mol。
0．8 mol H2O(g)转化为0.8 mol H2O(l)时放出的能量为：0.8 mol×(－Q2－Q3 2) kJ/mol＝(0.4Q1－0.4Q2 ) kJ。混合气体完全燃烧时，放出的总热量为：
0．4Q1 kJ＋0.05Q3 kJ＋(0.4Q3－0.4Q2) kJ＝(0.4Q1＋0.45Q3－0.4Q2) kJ
在解答化学键的键能与反应热之类的试题时，需要弄清每种反应物分子和生成物分子中所含有的共价键数目，这是求解的关键所在。运用盖斯定律进行反应热的计算是高考的要求，解答该类题通常可将给出的几个热化学方程式进行适当的组合，也可求出同一物质不同状态
之间转化时对应的热化学方程式。
1．放出983.8 kJ的热量
点拨　C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ/mol。
2．5 mol C 完全燃烧，ΔH＝ 2.5 mol×(－393.5 kJ/mol) ＝－983.8 kJ/mol。
2．3.5 mol H2
点拨　H2(g)燃烧热ΔH＝－285.8 kJ/mol，要使H2完全燃烧生成液态水，得到1 000 kJ的热量，需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol＝3.5 mol。
3．燃烧热为296 kJ/mol
点拨　S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH
32 g/mol ΔH
4 g －37 kJ
ΔH＝32g/mol×(－37 kJ)÷4 g＝－296 kJ/mol
4．燃烧热为889.6 kJ/mol
点拨
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH
16 g/mol ΔH
1.00 g －55.6 kJ
ΔH＝16 g/mol×(－55.6 kJ)÷1.00 g＝－889.6 kJ/mol
5．3 884.4 kJ，C2H2放出的热量多。
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