1.2.2 反应热计算 课件--高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章 化学反应的热效应第二节第2课时 反应热的计算还记得反应热吗？课前小忆1、反应热的定义？2、如何计算反应热呢？在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量△H=生成物的总能量-反应物的总能量。还有哪些计算反应热的方法呢？题型一：根据化学方程式计算计算依据：对于相同的反应，反应热与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照化学计量数与ΔH的关系计算反应热。若没有给出热化学方程式，可先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热。 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。设它在人体组织中氧化的热化学方程式：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g) +6H2O(l) △H= - 2800kJ/mol。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。 1mol葡萄糖完全氧化，放出2800kJ的热量Q=n×ΔHn=100g÷180g/mol=0.556molQ=0.556mol×(-2800KJ/mol)=1557KJ答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量为1557KJ【课堂练习1】课本P16 例2【变式训练】氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为_________________kJ(用含有a和b的代数式表示)。 计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式，然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热，此时可应用盖斯定律进行计算。题型二：根据盖斯定律计算 焦炭与水蒸气反应,甲烷与水蒸气反应均是工业上制取氢气的重要方法。这两个反应的热化学方程式分别为：①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1= +131.5kJ/mol②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2= +205.9kJ/mol试计算： ③CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H。ΔH＝ΔH2 －ΔH1 =+205.9KJ/mol-131.5KJ/mol =+74.4KJ/mol ③=②-① 【课堂练习2】课本P16例题3【课堂练习3】 CH4­CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4­CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)══2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)══CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1C(s)＋O2(g)══CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1C(s)＋1/2O2(g)══CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1该催化重整反应的ΔH＝______kJ·mol－1。+247　【变式训练】黑火药是中国古代的四大发明之一，爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1S(s)＋2K(s)=K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1则x为(　　)A．3a＋b－c　　　B．c－3a－b　　　C．a＋b－c　　　D．c－a－bA题型三：根据反应物和生成物的键能计算(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，即ΔH＝∑E反－∑E生(E表示键能)。(2)计算关键：正确找出反应物和生成物所含化学键的数目，如1个H2O分子中含有2个共价键，1个NH3分子中含有3个共价键等。要注意晶体结构中化学键的情况，常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键，1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键，1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键，1 mol金刚石含有2 mol C—C键，1 mol SiO2含有4 mol Si—O键。如反应3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。【课堂练习4 】（2021浙江）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：则2O(g)=O2(g)的ΔH为（ ）428 kJ·mol-1 B. -428 kJ·mol-1C. 498 kJ·mol-1 D. -498 kJ·mol-1ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)= -482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/molD题型四：根据反应物和生成物的能量计算（稳定性）【课堂练习5 】 理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g) HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 (　　)A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1C．反应物的键能大于生成物的活化能D．使用催化剂，可以改变反应的反应热根据公式：ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。D　根据燃烧热计算：紧扣燃烧热的定义，反应物的量为“1 mol”，生成物为稳定的氧化物。Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。题型五：根据燃烧热计算【课堂练习6 】已知氢气和丙烷的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－2220.0 kJ·mol－1 。实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847 kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比约是（ ）A．1∶3 B．3∶1 C．1∶4　 　D．5∶13 B　 x + y = 5(571.6/2)(x) + 2220y = 3847V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3.75 moly = 1.25 mol解1 （列方程计算）设H2、C3H8的物质的量分别为x，y解2 ( 巧解）5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，H2 的物质的量必大于3mol。∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ,超过总放热量 3847 kJn (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2选 B反应热的计算常用的解题方法： (1)列方程法：思路是先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与反应热间的关系直接求算反应热。 (2)估算法：根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出热量，大致估算各成分的比例。此法主要应用于解答选择题，根据题给信息找出大致范围，便可以此为依据找出答案，此法解题快速、简便。(3)十字交叉法：混合物燃烧放热求比例问题，既可以采用常规的列方程组法，又可以采用十字交叉法。(4)将热化学方程式看做数学中的代数方程，扩大或缩小一定倍数后，直接加减或移项变形，得到需要的热化学反应，再以此为依据计算求解或比较反应热大小等。题型六：根据温度的变化计算【课堂练习7】 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50mL0.55molLNaOH溶液完全反应测得中和反应的反应热数据如下：计算生成1molH2O的反应热1.753.23.0m = V酸ρ酸＋V碱ρ碱 V酸=V碱 =50 mL； ρ酸=ρ碱=1 g/cm3、C=4.18 J/(g·℃)。Q =cm△t=4.18 ×10-3 ×(50+50)(t2 - t1)kJ = 0.418×3.1kJ=1.2958kJ生成1molH2O的反应热舍去Q =cm△t (1)运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。反应热的计算应注意的问题： (2)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质的状态由“固→液→气”变化时，会吸热；反之会放热。(3)注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与ΔH 相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH 也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与ΔH 相对应(4)热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。(5)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =-ckJ/mol∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =+ckJ/mol题型七：根据图像计算【课堂练习8】已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是(　　)A.每生成2分子AB吸收b kJ热量B.该反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量B解析　观察题给图像可以得到，上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。小结——反应热的计算感谢您的观看【课堂练习1 】【例题1】黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一,反应的化学方程式为:4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2在25℃和101kPa时,1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用,大大降低了生产成本,对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。(1)请写出表示FeS2燃烧热的热化学方程式。(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。注意：质量、物质的量、反应热和热量的换算和单位6398KJ