化学反应原理 反应热的测量与计算能源的充分利用

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1、导学案2　反应热的测量与计算能源的充分利用1．反应热的测量（参照书本）(1)仪器——量热计(2)原理：中和反应的反应热ΔH＝－cmΔt①c：为体系的比热容，指单位质量的物质温度升高1℃所需吸收的能量。②Δt：反应后与反应前的温度差。(3)在测定中和热时，常用NaOH溶液与盐酸、KOH溶液与盐酸、NaOH溶液与硝酸的稀溶液进行探究实验。三个反应的反应热是否相同？为什么？【答案】　相同。均为强酸强碱的中和反应，实质均为H＋＋OH－===H2O。2．反应热的计算(1)盖斯定律①内容：一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成

2、，其总的热效应完全相同，即化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。如图所示：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5②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。③应用：利用已知反应焓变求未知反应焓变。若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。一、盖斯定律的应用1．盖斯定律的应用方法(1)常用方法①虚拟路径法若反应物A变为生

3、成物D，可以有两种途径：a．由A直接变成D，反应热为ΔH；b．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。如图所示：则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3②加合法即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。(2)实例已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH1＝－483.6kJ·mol－1。②H2O(g)===H2O(l)　ΔH2＝－44.0kJ·mol－1。请利用上述两种方法计算H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的ΔH。答案　(1)要计算H2(g)＋O2(g)

4、===H2O(l)的ΔH，可虚拟如下过程：根据盖斯定律：ΔH＝＋ΔH2＝kJ·mol－1＋(－44.0kJ·mol－1)＝－285.8kJ·mol－1。(2)利用加合法，可由①×＋②得：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－12．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或除以某一个数时，反应热数值也必须乘以或除以该数。(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)热化学方程式中的反应热指反应按所给形式完全进行时的反应热。(4)正、逆反应

5、的反应热数值相等，符号相反。【典例导悟1】　单质碳很难与氢气直接化合生成CH4，CH4直接分解生成C和H2也较难用实验法测定反应过程中的能量变化，已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1利用盖斯定律，写出C(s，石墨)与H2合成CH4的热化学方程式。解析　C(s，石墨)与H2合成CH4的热化学方程式为：C(s，石

6、墨)＋2H2(g)===CH4(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－393.5kJ·mol－1－571.6kJ·mol－1＋890kJ·mol－1＝－75.1kJ·mol－1二、反应焓变的计算方法1．根据热化学方程式计算反应热与参加反应的各物质的物质的量成正比。2．根据化学键断裂和形成过程中的能量变化来计算焓变等于破坏旧化学键吸收的能量与形成新化学键放出的能量之差。ΔH＝E(反应物的化学键断裂吸收的总能量)－E(生成物的化学键形成放出的总能量)。3．根据物质所具有的能量计算ΔH＝E(生成物的能量和)－E(反应物的能量和)

7、。4．根据盖斯定律进行计算运用盖斯定律时可从以下几方面入手：(1)根据盖斯定律的实质，分析给定反应与所求反应物质与焓变的关系。(2)运用解题技能，将已知热化学方程式进行变换、加减得到总反应的热化学方程式。5．根据Q＝－cm(T2－T1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．已知下列热化学方程式：Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)　ΔH1＝－351.1kJ/molHg(l)＋O2(g)===HgO(s)　ΔH2＝－90.7kJ/mol由此可知反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH3的值是(

8、　　)A．－441.8kJ/molB．－254.6kJ/molC．－438.9kJ/molD．－260.4kJ/mol【答案】　D　ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－260.4kJ/mol2．已知298K、101kPa条件下：①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9kJ·mol－1②4Al(s