高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算优秀学案
展开1、盖斯定律的内容
2、盖斯定律的意义
3、盖斯定律的应用
【学习重难点】
重点:盖斯定律的理解及应用
难点:盖斯定律的理解及应用
【自主预习】
请结合以下数据计算H2的燃烧热 ,写出表示H2燃烧热的热化学方程式?
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8kJ/ml
②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ/ml
燃烧热为△H=△H1+△H2= -285.8kJ/ml H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/ml
盖斯定律:1840年,盖斯(G.H.Hess,俄国化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律: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。也就是说,化学反应的_焓变___只与反应的_始态__和__终态___有关,而与具体反应进行的__过程___无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是__相同_____的,这就是盖斯定律。
【合作探究】
一.盖斯定律的内容
1盖斯定律: 如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。
【写一写】
(图 1)ΔH = _ΔH1 + ΔH2 + ΔH3____________
(图 2)ΔH = _ΔH1+ΔH2 = ΔH3+ΔH4+ΔH5____
反应焓变的关系
【知识检测】
【典例1】很难直接测得C(s) + 1/2O2(g) = CO (g) 的反应热,但我们可通过盖斯定律获得它的反应热数据。已知①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·ml-1
(三者的关系如图)
应用盖斯定律求解:
ΔH1=ΔH+ΔH2 则:
ΔH =ΔH1-ΔH2
=-393.5 kJ·ml-1-(-283.0 kJ·ml-1)
=-110.5 kJ·ml-1。
【变式1】环戊二烯( )是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶等生产。回答下列问题:
已知:
(g)= (g)+H2(g) ① ΔH1= +100.3 kJ·ml −1
H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ② ΔH2= −11.0 kJ·ml −1 对于反应:
(g)+ I2(g)= (g)+2HI(g) ③ ΔH3=___+89.3________kJ·ml −1。
【合作探究】
二.盖斯定律的意义
【思考讨论1】说一说盖斯定律在生产和科学研究中的意义?
有些反应,因为某些原因,导致反应热难以直接测定,如:
(1)有些反应进行得很慢
(2)有些反应不容易直接发生
(3)有些反应的产品不纯(有副反应发生)
但可以用盖斯定律间接求得
【知识检测】
【典例2】下列关于盖斯定律描述不正确的是( A )
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
【合作探究】
三.盖斯定律的应用
【典例3】已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·ml-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·ml-1。
则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH为( D )
A.+262.6 kJ·ml-1 B.-131.3 kJ·ml-1
C.-352.3 kJ·ml-1 D.+131.3 kJ·ml-1
【思考讨论2】热化学反应方程式加和的方法,目标方程式如何通过“四则运算式”导出?
方法总结:写出目标方程式,确定“过渡物质”(要消去的物质),
然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四则运算式”。
【思考讨论3】利用盖斯定律求反应热的步骤:
(1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。
(2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置,明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。
“同边相减,不同边相加”(消元)
(3)根据方程式的运算方式得出△H的计算方式
(△H必须带符号进行计算)。
【典例4】已知:
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·ml-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·ml-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ·ml-1
试计算④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH
【解析】①×2+②×4-③=④
ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3
=-283.2 kJ·ml-1×2-285.8 kJ·ml-1×4+1 370 kJ·ml-1
=-339.6 kJ·ml-1
【巩固练习】
1、(1)已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1=-221.0 kJ·ml-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.6kJ·ml-1
则制备水煤气的反应③C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的△H等于_+131.3 kJ·ml-1
(2)已知反应:
①H2(g) + O2(g) = H2O(g) ΔH1
② N2(g) + O2(g) = NO2(g) ΔH2
③ N2(g) + H2(g) =NH3(g) ΔH3
则反应2NH3(g) + O2(g) =2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=___3ΔH1 + 2ΔH2 - 2ΔH3
2、近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:
(2)Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+1/2Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·ml− 1
CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH2=−20 kJ·ml− 1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=−121 kJ·ml− 1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的 ΔH= ___− 116kJ·ml− 1
3、石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( c )
4、NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l) = HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH= −116.1 kJ·ml−1
3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH= +75.9 kJ·ml−1
求反应3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的 ΔH= ___−136.2 kJ·ml−1
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