高中化学人教版 (2019)选择性必修1反应热的计算导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1反应热的计算导学案，共11页。
新知探究(一)——盖斯定律
1.盖斯定律的内容:通过大量实验证明,一个化学反应,不管是 完成的还是分几步完成的,其反应热是 的,这就是盖斯定律。盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和 有关,而与反应的途径无关。
例:如图表示始态到终态的反应热。
2.盖斯定律的意义:应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热:
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
3.应用盖斯定律计算反应热的两种方法
对于以下两个反应:
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·ml-1
根据盖斯定律,设计合理的途径,计算出C(s)+12O2(g)CO(g)的反应热ΔH。
方法一 虚拟路径法
根据所给的两个方程式,反应C(s)+O2(g)CO2(g)可设计为如下途径:
ΔH1=ΔH+ΔH2
ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5 kJ·ml-1-(-283.0 kJ·ml-1)= 。
方法二 加和法
根据所给的两个热化学方程式,利用“加和”法求C(s)+12O2(g)CO(g)的ΔH。
根据C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
CO2(g)CO(g)+12O2(g) ΔH2=+283.0 kJ·ml-1
上述两式相加得: 。
[微点拨]
①热化学方程式同乘以某一个数时,反应热的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(带符号);③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”号必须随之改变,但数值不变。
应用化学
在载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,然后通过电解水得到O2,从而实现O2的再生。已知:
①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·ml-1
②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·ml-1
请写出甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式。
[题点多维训练]
题点(一) 盖斯定律的理解
1.下列关于盖斯定律的描述不正确的是( )
A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关
B.化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的
C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热
D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
2.根据盖斯定律判断如图所示的物质转变过程中焓变的关系正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4
B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
题点(二) 利用盖斯定律计算反应热
3.氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O。已知反应:
2Cu(s)+O2(g)2CuO(s) ΔH=-314 kJ·ml-1
2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) ΔH=-292 kJ·ml-1
则CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)的ΔH等于( )
A.-11 kJ·ml-1B.+11 kJ·ml-1
C.+22 kJ·ml-1D.-22 kJ·ml-1
4.(2024·全国甲卷·节选)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。
已知如下热化学方程式:
CH4(g)+Br2(g)CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·ml-1
3CH3Br(g)C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·ml-1
计算反应3CH4(g)+3Br2(g)C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH= kJ·ml-1。
|归纳拓展|利用盖斯定律计算ΔH的四步骤

新知探究(二)——反应热的计算
典例导学
[典例] 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+11O22Fe2O3+8SO2,在25 ℃和101 kPa时,1 ml FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ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FeS2燃烧的热化学方程式。
(2)计算理论上1 kg黄铁矿 (FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。
听课记录:
[系统融通知能]
反应热的计算5种方法
[题点多维训练]
题点(一) 根据热化学方程式计算
1.已知由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气时放出60.45 kJ的热量。
(1)写出H2燃烧的热化学方程式。
(2)计算该条件下50 g H2燃烧放出的热量。
题点(二) 根据物质的燃烧热数值计算
2.家用液化气的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常温常压下,丁烷的燃烧热ΔH=-2 900 kJ·ml-1,则1 g丁烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为 。
题点(三) 根据反应物、生成物的键能计算
3.乙烯可由乙烷裂解得到:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g),相关化学键的键能数据如下表所示,则上述反应的ΔH等于( )
A.-124 kJ·ml-1 B.+124 kJ·ml-1
C.-288 kJ·ml-1D.+288 kJ·ml-1
题点(四) 根据盖斯定律计算
4.(2025·金华期中检测)已知下列热化学方程式:
①Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=a kJ·ml-1
②Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH2=b kJ·ml-1
③3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH3=c kJ·ml-1
则反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的ΔH(单位:kJ·ml-1)为( )
A.a3+b2-c6 B.-a3+b2+c6
C.-a3-b2+c6D.-a3+b2-c6
题点(五) 根据物质的相对能量计算
5.已知1 ml几种物质的相对能量如下表所示:
工业上,常利用下列反应处理废气:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g) ΔH,试计算ΔH。

新知探究(三)——ΔH的大小比较
1.常见的几种ΔH大小的比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
例如,H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH1=-a kJ·ml-1;
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-b kJ·ml-1,其中ΔH2E(s),可知反应热大小亦不相同。
(3)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH1;
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。
(4)利用盖斯定律比较反应热大小
如:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1