年级_高二_科目__化学_必修____(选修4) 第_1_章化学反应与能量__ 第2节_ 燃烧热 能源 班级________姓名_____________小组评价___________教师评价___________ 使用日期____________ 第1章 第3节 化学反应热的计算导学案(1)
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【学习目标】
1. 了解盖斯定律的含义
2. 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算
3. 通过盖斯定律及其应用的教学,明确盖斯定律在科学研究中的重要意义,领回学习科
学知识的重要性,培养科学素质。 【重点难点】
盖斯定律的含义 用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 【使用说明&学法指导】
认真阅读教材P11-P12重要知识,勾画课本,熟练燃烧热化学方程式的书写,用红笔将疑难问题进行标注。 【预习案】 盖斯定律
(1)内容:不管化学反应是一步或_________完成,其反应热是_________的。或者说,化学反应的反应热只与反应体系的_________和_________有关,而与反应的_________无关。
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=
(2)解释:能量的释放或吸收是以________的物质为基础的,两者密不可分,但以________为主。
(3)应用:对于进行得______________的反应,不容易_________反应,________即有_________的反应,_________反应热有困难,如果应用_________,就可以_________地把它们的反应热计算出来。 【探究案】
碳不完全燃烧生成一氧化碳,但同时不可避免地会生成少量二氧化碳,因此用实验的方
1
法不可能准确地测量出一氧化碳的生成热。如何得到一氧化碳的生成热呢? (1)查出碳完全燃烧生成二氧化碳的生成热ΔH1),写出相关的热化学方程式:
(2)查出一氧化碳的燃烧热(ΔH2),写出相关的热化学方程式:
(3)分析上述两个反应的关系,有下图:
根据盖斯定律,ΔH1=ΔH3+ΔH2
ΔH3=ΔH 1-ΔH2
这样就可以求出C(s)+
△H3
CO(g) + 1O2(g) 2△H2 C(s) + O2(g) △H1 CO2(g) 1O2(g)====CO(g)的反应热ΔH 3= kJ·mol-1。 2写出相关的热化学方程式为: 。 [归纳]
计算的步骤:
找出能量守恒的等量的关系
找起点 找终点 过程 列式 注意配平 求解 图1 A C A→B→C A→C △H1+△H2=△H3 在具体实例中要注意 图2 【课堂练习1】① 2C(s)+ O2(g)= 2CO(g) △H1= - 221kJ/mol
② 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) △H2 = - 484kJ/mol
则C(S)+H2O(g) = CO(g)+H2 (g) 的△H为____________________________。 【课堂练习2】①CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= -283 kJ/mol ②H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= -286 kJ/mol ③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算: ④2CO(g)+ 4 H2(g) = H2O(l)+ C2H5OH (l) 的ΔH 【课堂练习3】已知下列热化学方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJ·mol-1
2
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJ·mol-1 (3)Fe3O4(s)+CO(g) ====3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式:____________________ __________
【课堂练习4】有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得: ①已知:C(石墨,s)+O2(g)== C02(g) △H1=一393.5 kJ·mol
2H2(g)+ 02(g)== 2H20(1) △H2=一572 kl·mol 2C2H2(g)+502(g)== 4C02(g)+2H20(1) △H3=一2598 kJ·mol
则由C(石墨,s)和H2(g)反应生成lmol C2H2(g)时△H== kJ·mol。 ②已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧至反应物耗尽时放出xkJ热量。单质碳的燃烧热为Y kJ·mol,则1 mol C与02反应生成C0的反应热△H= kJ·mol。 【训练案】
1.下列关于盖斯定律描述不正确的是( )
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.盖斯定律遵守能量守恒定律
C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难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.已知在25 ℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
-1
-1
-1
-1-1
-1
25O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-48.40 kJ·mol-1 225B. C8H18(l)+O2(g) ====8CO2(g)+9H2O(l);ΔH=-5 518kJ·mol-1
225C. C8H18(l)+O2(g) ====8CO2(g)+9H2O;ΔH=+5 518kJ·mol-1
225D. C8H18(l)+O2(g) ====8CO2(g)+9H2O(l);ΔH=-48.40 kJ·mol-1
2A. C8H18(l)+
3.已知下列热化学方程式:
1
Zn(s)+O2(g)===ZnO(s) ΔH1=-351.1 kJ/mol
21
Hg(l)+O2(g)===HgO(s) ΔH2=-90.7 kJ/mol
2
由此可知Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l) ΔH3,其中ΔH3的值是( ) A. 441.8 B.254.8 C.-438.9 D.260.4
1
4.已知: H2(g)+ O2(g)== H2O(g) △H1 == -241.8kJ/mol 2H2O(g) == H2O(l) △H2== -44.0kJ/mol
3
则氢气的燃烧热为 。
5.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的反应热(ΔH4),利用下列已知数据,根据盖斯定律求算ΔH4 等于 。 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)+ 1/2 O2(g)== H2O(l) ΔH3 == -285.8kJ·mol-1 ③ C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH4 ④
6.已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石,s)+O2(g)====CO2(g)ΔH=-395.41 kJ·mol-1,C(石墨,s)+O2(g) ====CO2(g) ΔH=-393.51 kJ·mol-1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为____________________________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为____________________________。若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol 在O2中完全燃烧,产生热量为QkJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为_________(用含Q的代数式表示)。
7.发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料,用二氧化氮为氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)====2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1 ① N2H4(g)+O2(g) ====N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1 ② 试计算1 mol 肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_________kJ,写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式:__________________________________________。 已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)====3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1 8.根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为____________________________,C3H8的燃烧热为______________。 (2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为______________。 (3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol ,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是______________。
【疑点反馈】(通过本课探究、训练后你还有哪些没有搞懂的知识,请记录下来)
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