高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) 4 反應(yīng)熱的計(jì)算學(xué)案 蘇教版選修4.doc

《高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) 4 反應(yīng)熱的計(jì)算學(xué)案 蘇教版選修4.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) 4 反應(yīng)熱的計(jì)算學(xué)案 蘇教版選修4.doc（3頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

反應(yīng)熱的計(jì)算 【考點(diǎn)精講】 反應(yīng)熱的計(jì)算是化學(xué)概念和化學(xué)計(jì)算的一個(gè)結(jié)合點(diǎn)。反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)的條件、反應(yīng)物、生成物的種類、狀態(tài)及物質(zhì)的量有關(guān)。 反應(yīng)熱計(jì)算的類型及方法： （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算：反應(yīng)熱與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比。 （2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算：ΔH＝生成物的能量和－反應(yīng)物的能量和。 （3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計(jì)算：通常人們把拆開(kāi)1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能通常用E表示，單位為kJ/mol或kJmol－1。 方法：ΔH＝∑E（反應(yīng)物）－∑E（生成物），即ΔH等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和之差。 如反應(yīng)H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝E（H—H）＋E（Cl—Cl）－2E（H—Cl）。 （4）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。可以采用虛擬路徑法或方程式加合法計(jì)算。 （5）根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算： Q（放）＝n（可燃物）｜ΔH｜。 （6）根據(jù)比熱公式進(jìn)行計(jì)算：Q＝cmΔt。 【典例精析】 例題1在一定條件下，甲烷與一氧化碳的燃燒的熱化學(xué)方程式分別為： CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）△H ＝－890kJ/mol 2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）△H＝－566.0kJ/mol 一定量的甲烷與一氧化碳的混合氣完全燃燒時(shí)，放出的熱量為262.9 kJ，生成的CO2用過(guò)量的飽和石灰水完全吸收，可得到50g白色沉淀。求混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比。 思路導(dǎo)航：由所給熱化學(xué)方程式可知，甲烷與一氧化碳的燃燒熱分別為890kJ/mol、283kJ/mol。 設(shè)混合氣體中甲烷與一氧化碳的物質(zhì)的量分別為x mol和y mol。 50g白色沉淀即0.5mol的碳酸鈣，由碳的守恒可知：x＋y＝0.5 兩氣體燃燒放出的熱量可列等式：890x＋283y＝262.9 解得：x＝0.2mol y＝0.3mol 故混合氣體中甲烷和一氧化碳的體積比為2：3。 答案：2：3 例題2 化學(xué)反應(yīng)的能量變化（ΔH）與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)（鍵能可以簡(jiǎn)單地理解為斷開(kāi)1mol化學(xué)鍵時(shí)所需吸收的能量），下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學(xué)鍵 P—P P—O O＝O P＝O 鍵能kJ/mol 197 360 499 a 已知白磷（P4）的燃燒熱為2378.0kJ/mol，白磷完全燃燒的產(chǎn)物（P4O10）的結(jié)構(gòu)如下圖所示，則上表中a＝kJ/mol。 思路導(dǎo)航：1mol白磷（P4）燃燒的熱化學(xué)方程式為P4（s）＋5O2（g）＝P4O10（s）ΔH＝－2378.0kJ/mol，需斷 6molP—P和5molO＝O，形成12molP—O和4molP＝O，所以（4a＋12360）－（6197＋5499）＝2378，解得a＝433.75 kJ/mol。 答案：433.75 例題3 （1）用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　 ΔＨ＝－574 kJmol－1 CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　 ΔＨ＝－1160 kJmol－1 若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4還原NO2至N2，放出的熱量為　　　　　kJ。 （2）已知：C3H8（g）＝CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g）△H1＝ +156.6kJmol－1 CH3CH＝CH2（g）＝CH4（g）＋HC≡CH（g）△H2＝ +32.4kJmol－1 則相同條件下，反應(yīng)C3H8（g）＝CH3CH＝CH2（g）＋H2（g）的△H＝kJmol－1。 （3）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：已知1molH2O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?molH2O（l）時(shí)放出44.0kJ熱量。寫(xiě)出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 物質(zhì) 燃燒熱（kJmol－1） H2（g） －285.8 CO（g） －283.0 CH4（g） －890.3 思路導(dǎo)航：（1）根據(jù)蓋斯定律可知，①＋②即得到CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867 kJmol－1。標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4的物質(zhì)的量為0.2 mol，放出的熱量為0.2 mol867 kJmol－1＝173.4 kJ。 （2）同樣根據(jù)蓋斯定律可知，①－②即得到C3H8（g）＝CH3CH＝CH2（g）＋H2（g），所以該反應(yīng)的△H＝＋156.6kJmol－1－32.4kJmol－1＝＋124.2kJ/mol。 （3）根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱可知，①H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）ΔＨ＝－285.8 kJmol－1、 ②CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）　ΔＨ＝－283.0 kJmol－1、 ③CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）　ΔＨ＝－890.3 kJmol－1、 ④ H2O（g）＝H2O（l）△H＝－44.0 kJ/mol。 所以根據(jù)蓋斯定律可知，③＋④－①3－②即得到 CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g） ?H＝－206.1 kJ/mol。 答案：（1）173.4 （2）＋124.2 （3）CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g） ?H＝－206.1 kJ/mol 【總結(jié)提升】 反應(yīng)熱計(jì)算的注意事項(xiàng) （1）反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其反應(yīng)熱數(shù)值同時(shí)做相同倍數(shù)的改變。 （2）熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)，同時(shí)改變正負(fù)號(hào)；各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)以及ΔH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。 （3）根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。 （4）求總反應(yīng)的反應(yīng)熱，不能不假思索地將各步反應(yīng)的反應(yīng)熱簡(jiǎn)單相加。不論一步進(jìn)行還是分步進(jìn)行，始態(tài)和終態(tài)完全一致，蓋斯定律才成立。某些物質(zhì)只是在分步反應(yīng)中暫時(shí)出現(xiàn)，最后應(yīng)該恰好消耗完?！　? 例題利用蓋斯定律解答下列各小題 （1）已知反應(yīng)：H2（g）＋O2（g）＝H2O（g） △H1 N2（g）＋2O2＝2NO2（g） △H2 N2（g）＋H2（g）＝NH3（g） △H3 利用上述三個(gè)反應(yīng)，計(jì)算4NH3（g）＋7O2（g）＝4NO2（g）＋6H2O（g）的反應(yīng)焓變?yōu)椋ㄓ煤鱄1、△H2、△H3的式子表示）。 （2）已知：CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g） ΔH＝＋206.2 kJmol－1 CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝＋247.4 kJmol－1 則以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CO2（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為：。 思路導(dǎo)航：（1）考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。根據(jù)蓋斯定律可知，①6＋②2－③4即得到4NH3（g）＋7O2（g）＝4NO2（g）＋6H2O（g），所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱是△H＝6△H1 ＋ 2△H2－4△H3 。 （2）根據(jù)蓋斯定律可知，①2－②即得到CH4（g）＋2H2O（g）＝CO2（g）＋4H2（g），所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱是△H＝＋206.2 kJmol－12－247.4 kJmol－1＝＋165.0 kJmol－1。 答案：（1）6△H1＋2△H2－4△H3 （2）CH4（g）＋2H2O（g）＝CO2（g）＋4H2（g） ΔH＝＋165.0 kJmol－1。