资源简介

(共24张PPT)
第一章
化学反应的热效应
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
第2课时 反应热的计算与大小比较
本节重点
反应热的计算方法
高中化学选择性必修1(
在生产中对于燃料的燃烧、反应条件的控制以及“废热”的利用，需要进行反应热的计算。
1．根据热化学方程式计算
例1　蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则320 g“可燃冰”(分子式为CH4·8H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为__________。
2 mol
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
1 mol (放出的热量) 890.3 kJ
2 mol kJ
成正比
1 780.6 kJ
主题1:反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
【小结】1.热化学方程式的性质：
①热化学方程式可以进行方向改变，方向改变时，反应热数值不变，符号相反。
②热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数。
③热化学方程式可以叠加，叠加时，物质和反应物同时叠加。
2.计算依据：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的ΔH求反应热。
aA(g)　＋　bB(g) = cC(g)　＋　dD(g)　　ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) |Q|
则n(A)/a= n(B)/b=n(C)/c=n(D)/d=|Q|/|ΔH|
主题1:反应热的计算
2、根据燃烧热计算
6.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·mol－1、282.5 kJ·mol－1、726.7 kJ·mol－1。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(　　)
A．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
B．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
C．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
D．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
A
主题1:反应热的计算
【解析】　根据题给三种物质的燃烧热可以写出：
H2(g)＋1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1①
CO(g)＋1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH2＝－282.5 kJ·mol－1②
CH3OH(l)＋3/2O2(g) = CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－726.7 kJ·mol－1③
运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：
CO(g)＋2H2(g) = CH3OH(l)　ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3
＝2×(－285.8 kJ·mol－1)＋(－282.5 kJ·mol－1)－(－726.7 kJ·mol－1)
＝－127.4 kJ·mol－1。
3．根据盖斯定律计算
3.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是－285.8 kJ· mol－1、
－1411.0 kJ·mol－1和－1366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A．－44.2 kJ· mol－1　　　　 B．＋44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ· mol－1 D．＋330 kJ· mol－1
【解析】 由题意可知
C2H4(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1411.0 kJ·mol－1①
C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1366.8 kJ·mol－1②
将上述两个热化学方程式相减①－②，
C2H4(g)-C2H5OH(l)＝－H2O(l) ΔH＝-1411.0 kJ·mol－1＋1366.8 kJ·mol－1＝－44.2 kJ·mol－1，整理得：C2H4(g)＋H2O(l)＝C2H5OH(l)　ΔH＝－44.2 kJ·mol－1。
主题1:反应热的计算
3．根据盖斯定律计算
4.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g)　ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－196.46 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2 O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，1 mol Cu与1 mol H2O2完全反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于(　　)
A.－417.91 kJ·mol－1 B.－319.68 kJ·mol－1
B.＋546.69 kJ·mol－1 D.－448.46 kJ·mol－1
B
【解析】　将已知的三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由①＋②×1/2＋③得热化学方程式Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－319.68 kJ·mol－1。
主题1:反应热的计算
3．根据盖斯定律计算
特别提示
利用盖斯定律计算ΔH时要注意
(1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中只在已知化学方程式中出现一次的物质，并依据该物质调整已知化学方程式的方向(同侧相加，异侧相减)和化学计量数。
(3)每个已知化学方程式只能调整一次。
(4)ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。
主题1:反应热的计算
4、根据化学键的变化
利用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
主题1:反应热的计算
4、根据化学键的变化
8.已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)，根据下表列举的化学键的键能数据，判断该反应的反应热(ΔH)为(　　)
C
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/kJ·mol－1 460 360 436 431 176 347
A.＋412 kJ·mol－1 B.－412 kJ·mol－1 C.＋236 kJ·mol－1 D.－236 kJ·mol－1
【解析】ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。
主题1:反应热的计算
5．根据图像计算
放热反应
吸热反应
主题1:反应热的计算
5．根据图像计算
例4　碳燃烧的过程如图所示：
则下列说法正确的是
A.1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的能量
B.CO2(g)===C(g)＋O2(g)　ΔH＝﹢393.5 kJ·mol－1
C.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
D.等量的碳燃烧C(s)―→CO2(g)过程比C(s)―→CO(g)―→CO2(g)过程释放的能量多
放热反应
总能量反应物大于生成物的
√
根据盖斯定律可知，反应的反应热只与始态和终态有关，与过程无关
主题1:反应热的计算
问题探究
试比较以下各组反应的ΔH的大小？
H2(g)＋O2(g)==H2O(g) ΔH1； H2O(g)==H2(g)＋O2(g) ΔH2
ΔH1 ΔH2
(2) H2(g)＋O2(g)==H2O(g) ΔH1； 2H2(g)＋O2(g)==2H2O(g) ΔH3
ΔH1 ΔH3
(3) H2O(g)==H2(g)＋O2(g) ΔH2； 2H2O(g)==2H2(g)＋O2(g) ΔH4
ΔH2 ΔH4
放热反应 小于0
吸热反应 大于0
小于
2ΔH1= ΔH3，注意放热反应，ΔH均小于0
大于
2ΔH2= ΔH4，注意吸热反应，ΔH均大于0
小于
主题2:反应热大小的比较
1.看ΔH的符号
吸热反应ΔH>0，放热反应ΔH<0，ΔH(吸热反应) > ΔH (放热反应)。
2.看化学计量数
同一反应：ΔH与化学计量数成正比；同时还要注意正负号。
例如 H2(g)＋O2(g)==H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
可判断：b＝2a，所以ΔH1>ΔH2。
主题2:反应热大小的比较
问题探究
试比较以下各组反应的ΔH的大小？
(4) H2(g)＋O2(g)==H2O(g) ΔH1； H2(g)＋O2(g)==H2O(l) ΔH2；
ΔH1 ΔH2
(5) 2H2(l)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH3； 2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH4
ΔH3 ΔH4
均为放热反应，产物聚集状态不同。
生成液态水放热更多
大于
均为放热反应，反应物聚集状态不同。
气态氢气放热更多
大于
主题2:反应热大小的比较
3.看物质的聚集状态
(1)同一反应，生成物的聚集状态不同
如：A(g)＋B(g)==C(g)　ΔH1＜0
A(g)＋B(g)==C(l)　 ΔH2＜0
热量：Q1＜Q2
放热反应，则ΔH1＞ΔH2
(2)同一反应，反应物的聚集状态不同
如：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
热量：Q1>Q2
放热反应，则ΔH1<ΔH2
主题2:反应热大小的比较
4.看反应之间的联系
例如 C(s)＋O2(g)==CO2(g)　ΔH1；
C(s)＋O2(g)==CO(g) ΔH2；
ΔH1 ΔH2
炭的充分燃烧放热 更多， │ΔH1│>│ΔH2│
小于
5.注意可逆反应的ΔH
将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放热98.3 kJ；
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则Q 98.3。
可逆反应不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|
大于
主题2:反应热大小的比较
归纳总结
(1)ΔH的大小比较时包含“＋”“－”的比较。
(2)物质的聚集状态、化学计量数不同，则ΔH不同。
(3)先画出物质的能量(E)的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”，进行比较。
(4)可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。
主题2:反应热大小的比较
课堂检测
1.根据以下三个热化学方程式：
2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(　　)
A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2 C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
A
【解析】　假设已知三个方程式分别为①、②、③，则①、②相比可知①为H2S完全燃烧的热化学方程式，故放出热量比②多，即Q1>Q2；②、③相比H2O的状态不同，因为等量的水，H2O(l)比H2O(g)能量低，故放出热量Q2>Q3，则有Q1>Q2>Q3。
课堂检测
2.已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1
C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
根据上述反应所得出的结论正确的是
A.ΔH1＝ΔH2 B.ΔH1＞ΔH2
C.ΔH1＜ΔH2 D.金刚石比石墨稳定
等量的金刚石和石墨，金刚石的能量高
金刚石燃烧放热多
则ΔH1＜ΔH2＜0
能量越低越稳定
C
课堂检测
3.下列选项中ΔH2＞ΔH1的是
A.H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1； H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(l)　ΔH2
B.H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2
C.已知2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH＜0
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH1； 2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH2
D.已知：弱酸电离时吸热
HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH1
CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH2
HCl(g)能量高于HCl(l)，所以生成HCl(g)放热少，两反应热均为负值，故ΔH1＞ΔH2
分解反应的ΔH1为正值，燃烧反应的ΔH2为负值，故ΔH1＞ΔH2
ΔH＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2＜ΔH1
均为负值，则ΔH2＞ΔH1
该反应比盐酸与氢氧化钠溶液反应放热少
弱酸电离时吸热
D
课堂小结
Thank you for watching

展开更多......

收起↑