高一化学《反应热的计算》教案设计
时间：2021-08-31高一化学《反应热的计算》教案设计
高一化学教案：反应热的计算
1.高一化学盖斯定律
(1)内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的始终和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)理解
能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，没有物质的变化，就不能引发能量的变化。
(3)盖斯定律的重要意义
有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难。如果应用盖斯定律，可以间接地把它们的`反应热计算出来。
2 高一化学反应热的计算
(1)计算依据
①热化学方程式。②盖斯定律。③燃烧热的数据。
(2)计算方法
如已知
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJmol-1
②CO(g)+12O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJmol-1
若C(s)+12O2(g)===CO(g)的反应热为ΔH。
根据盖斯定律，知：
ΔH1=ΔH+ΔH2
则：ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5_kJmol-1-(-283.0_kJmol-1)=-110.5_kJmol-1。
3.根据盖斯定律计算：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 kJmol-1, CO2(g)、H2(石墨，s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.51 kJmol-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__________。
答案 C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH=-1.90 kJmol-1 石墨
解析 由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减：
C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH3=ΔH1-ΔH2=-395.41 kJmol-1+393.51 kJmol-1=-1.90 kJmol-1。即C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH=-1.90 kJmol-1 可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。
4.已知：
(1)Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s) ΔH=-348.3 kJmol-1
(2)2Ag(s)+1/2O2(g)===Ag2O(s) ΔH=-31.0 kJmol-1
则Zn(s)+Ag2O(s)===ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于( )
A.-317.3 kJmol-1 B.-379.3 kJmol-1
C. -332.8 kJmol-1 D.+317.3 kJmol-1
答案 A
解析 由已知(1)、(2)热化学方程式可知，(1)-(2)即可得到答案。
一、高一化学盖斯定律的应用
1.常用方法
(1)虚拟路径法
若反应物A变为生成物E，可以有三个途径：
①由A直接变为生成物E，反应热为ΔH
②由A经过B变成E，反应热分别为ΔH1、ΔH2。
③由A经过C变成D，再由D变成E，反应热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5如图所示：
则有ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
(2)加合法
即运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。
2.实例
如已知下列两个热化学方程式：
①P4(s，白磷)+5O2===P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJmol-1
②P(s，红磷)+54O2(g)=14P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJmol-1
要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程。
根据盖斯定律：
ΔH=ΔH1 +(—ΔH2)×4
=-2_983.2_kJmol-1+738.5_kJmol-1×4
=-29.2_kJmol (结果)
所以白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH=-29.2 kJmol-1。也可利用加合法由①-4×②得白磷转化为红磷的热化学方程式。
3.应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热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。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”“-”号必须随之改变。
【典例1】 已知下列热化学方程式：
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJmol-1
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJmol-1
(3)Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJmol-1
则FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式为( )
A. FeO+CO===Fe+CO2 ΔH=-11 kJmol-1
B. FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=-22 kJmol-1
C . FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11 kJmol-1
D. FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=+11 kJmol-1
解析 Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJmol-1①，3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJmol-1②，Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJmol-1③，将①式×3-②式得：
2Fe3O4(s)+8CO(g)===6Fe(s)+8CO2(g) ΔH=-25 kJmol-1×3+47 kJmol-1=-28 kJmol-1，
将方程式两边同除以2得：
Fe3O4(s)+4CO(g)===3Fe(s)+4CO2(g) ΔH=-14 kJmol-1④，将(④式-③式)÷3即可得出答案。所以A、B、C、D四个选项中，只有C项中的热化学方程式正确。
答案 C
【变式训练1】 S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知：①S(单斜，s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-297.16 kJmol-1
②S(正交，s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-296.83 kJmol-1
③S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3
下列说法正确的是( )
A.ΔH3=+0.33 kJmol-1
B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C.S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定
D.S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定
答案 C
二、高一化学反应热的计算
1.反应热计算的类型及方法
(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的能量计算：
ΔH=生成物的能量和-反应物的能量和。
(3)根据反应物和生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能和-生成物的键能和。
(4)根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”“减”变形后，由过程的热效应进行计算、比较。
(5)根据物质的燃烧热数值计算：
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|
(6)根据比热公式进行计算：Q=cmΔt。
2.注意事项
(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值同时做相同倍数的改变。
(2)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项，同时改变正负号;各项的化学计量数以及ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。
(3)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。
(4)求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。
【典例2】 已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8 kJmol-1、-1 411.0 kJmol-1和-1 366.8 kJmol-1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A.-44.2 kJmol-1 B.+44.2 kJmol-1
C.-330 kJmol-1 D.+330 kJmol-1
解析 解答本题可先写出相关的热化学方程式，然后根据热化学方程式进行分析、计算。根据题给各物质燃烧热数据可得相关热化学方程式为
①H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJmol-1;
②C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411.0 kJmol-1;
③C2H5OH(l)+3O2(g)===3H2O(l)+2CO2(g) ΔH=-1 366.8 kJmol-1
由②-③可得：C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH=-44.2 kJmol-1，故A选项正确。
答案 A
【变式训练2】 已知：N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7 kJmol-1①
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJmol-1②
12H2(g)+12F2(g)===HF(g) ΔH=-269 kJmol-1③
H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJmol-1④
(1)写出肼(N2H4)和NO2反应的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大，肼和氟气反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
答案 (1)2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 153.7 kJmol-1
(2)N2H4(g)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g) ΔH=-1 135 kJmol-1
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