逍遥学能 2013-08-29 15:55
一. 教学内容：
盖斯定律 化学反应及其能量变化复习
二. 教学目标
1. 了解反应的途径、反应体系。
2. 从能量守恒定律角度理解盖斯定律。
3. 复习回顾反应热及其相关知识。
三. 教学重点、难点
难点：反应热的有关计算
四. 知识分析
（一）盖斯定律：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。换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。应用盖斯定律可以间接地计算出反应热。
说明：
1. 化学反应不管是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。如果一个反应可以分几步完成，则各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。
（二）化学反应及其能量变化复习：
说明：
1. 反应热：在化学反应过程中所释放或吸收的能量都可以用热量（或换成相应的热量）来表示，叫反应热，又称“焓变”，符号用△H表示，单位一般采用kJ/mol
当△H为“＋”或△H>０时，为吸热反应。
2. 中和热和燃烧热：
燃烧热：在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。一般情况下，完全燃烧时，一般情况C生成CO2；H生成水；S生成SO2。中和热、燃烧热的单位一般用kJ／mol表示。
3. 热化学方程式：能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式。书写热化学方程式时要注意以下几点：状态、物质的量、反应热的单位及符号、条件等。
4. 反应热和中和热的测定：
中和热的测定时同样要注意保温、隔热，要用强酸与强碱的稀溶液在室温下进行，测量温度时一定要读出最高点时的温度，计算时要将测量的热量换算成生成1mol水时所放出的能量。
5. 反应热的计算：
燃烧热的计算：一定量的可燃物燃烧放出的总热量＝燃烧热×可燃物的物质的量。
【典型例题
例1. 按照盖斯定律，结合下列反应方程式，回答问题。已知：
（2）NH3（g）＋H2O（l）＝NH3?H2O（aq） △H＝－35.1kJ?mol－1
（4）NH3（aq）＋ HCl（aq）＝ NH4Cl（aq） △H＝－52.3kJ?mol－1
则第（5）个方程式中的反应热是
解析：根据盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。因此，本题中，起始物为固体氯化铵和水，最终物质为氯化铵溶液，中间的氨气、氯化氢气体、盐酸溶液、氨水溶液等都是中间产物，在分析时要想法去除中间产物，保留起始物和最终物质。则反应：⑸＝⑵＋⑶＋⑷－⑴，即：△H＝－52.3kJ?mol－1－72.3kJ?mol－1－35.1kJ?mol－1－（－176kJ?mol－1）＝16.3kJ?mol－1
答案：△H＝＋16.3 kJ?mol－1
例2. 已知火箭发射时可用肼（N2H4）作燃料，二氧化氮作氧化剂，这两者反应生成氮气和水蒸汽。且： ①N2（g）＋2O2（g）＝2NO2g） △H1＝＋67.7kJ?mol－1
②N2H4（g）＋O2（g）＝ N2（g）＋2H2O（g） △H2＝－534kJ?mol－1
（1）1mol气态肼和NO2完全反应时放出的热量
N2H4（g）＋ NO（2g）＝3/2 N2（g）＋2 H2O（g） △H3；根据盖斯定律，一个反应仅与其始态和终态有关，而与其过程无关，则存在：②－①÷2＝③，即：△H2－△H1÷2＝△H3＝－567.85 kJ?mol－1
答案：1mol气态肼和NO2完全反应时放出的热量为567.85 kJ
N2H4（g）＋ NO2g）＝3/2 N2（g）＋2 H2O（g） △H3＝－567.85 kJ?mol－1
例3. 写出下列热化学方程式：
（2）0.5molCH4（g）完全燃烧生成CO2（g）和H2O （l）时，放出445kJ的热量
NaOH（aq） ＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝－57.4kJ/mol
例4. 某人浸泡在盛有60.0升水的浴盆中，在１小时内，人体所散发出的热量使水温从30℃上升到31.5℃（假设人体体温保持恒定，且热量没有损失），该人一天可以释放多少热量？1克脂肪燃烧放出39.7J的热量，如果该人在一天所需要的热量以摄入脂肪来计算，则他一天至少需要摄入多少克脂肪？已知水的比热容为4.2kJ•（kg•℃）－1
解析： 本题是有关反应热的综合计算题，人体一天散发的热量可用Q＝cm△t计算，则某人一天散发的热量为：4.2kJ•（kg•℃）－1•60kg•1.5℃•24＝9072 kJ；
则有：1：39.7kJ＝x：9072kJ，可得：x＝228.5g
答案：该人一天可以释放9072kJ的热量；他一天至少需要摄入228.5g脂肪。
【模拟试题】
一、选择题
1. 下列叙述正确的是
B. 放热反应不需要从外界吸收任何能量就能发生
D. 化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
2. “可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温的条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是
B. “可燃冰”是一种比较洁净的能源
D. “可燃冰”的主要成分是甲烷
3. 近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是
B. 降低汽油成本
D. 铅资源短缺
4. 同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中热量数值最小的是
B. 2A（g）＋ B（g ）＝2C （g） △H2
D. 2A（l）＋ B（l ）＝2C（l） △H4
5. 下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是
B. S（s）＋ 3/2O2（g ）＝SO3（s） △H2
D. 2CO（g）＋ O2（g ）＝2CO2（g） △H4
6. 已知在1×105 Pa，298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是
B. 2H2（g）＋ O2（g ）＝2H2O（l） △H＝－484 kJ/mol
D. 2H2（g）＋ O2（g ）＝2H2O（g） △H＝＋484 kJ/mol
7. 已知299 K时，合成氨反应 N2 （g）＋ 3H2（g ） 2NH3（g）△H＝－92.0 kJ/mol，将此温度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失）
A、392.92kJ B、2489.44kJ
N2H4（g）＋O2（g）＝ N2（g）＋ 2H2O（g） △H＝－534kJ?mol－1
A、100.3kJ B、567.85kJ
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） △H＝－Q2kJ?mol－1
常温下，取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况），经完全燃烧后恢复到常温，放出的热量（单位：kJ）为 （ ）
C、0.4Q1＋0.1Q3 D、0.4Q1＋0.2Q3
11. 充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q，完全吸收它生成的CO2生成正盐，需要5mol?L－1 的KOH溶液100mL ，则丁烷的燃烧热为 （ ）
C、4Q D、2Q
12. 已知下列热化学方程式：Zn（S）＋1/2 O2（g）＝ZnO（S）△H1； Hg（l）＋1/2 O2（g）＝HgO（S）△H2；则Zn（S）＋ HgO（S）＝Hg（l）＋ ZnO（S），△H值为 （ ）
C、△H1－△H2 D、－△H1－△H2
13. 已知H2（g）＋ Cl2（g）＝2HCl（g） △H＝－184.6kJ?mol－1，则HCl（g）＝1/2H2（g）＋1/2Cl2（g）的△H为 （ ）
C、－369.2kJ?mol－1 D、＋92.3kJ?mol－1
14. 已知：A（g）＋B（g）＝C（g）△H1；D（g）＋B（g）＝E（g）△H2；若A、D混合气体1mol完全与B反应，放出热△H3，则A、D的物质的量之比是（ ）
B、（△H3－△H2 ）:（△H1－△H3）
D、（△H1－△H2 ）:（△H3－△H2）
15. 已知①2C（S）＋ O2（g）＝2CO（g）△H＝－221.0 kJ?mol－1 ，②2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）
△H＝－483.6kJ?mol－1则制备水煤气的反应C（S）＋H2O（g）＝CO（g）＋H2（g） 的△H为 （ ）
C、－352.kJ?mol－1 D、＋131.3kJ?mol－1
16. 科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的，已知在常温常压下，1molC（石墨）完全燃烧生成CO2气体，放热393.5kJ，1molCO完全燃烧生成CO2气体放热283.0kJ，一步到位说法正确的是 （ ）
B. C（石墨，Ｓ）不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时放热283.0kJ
C. C（石墨）和CO2（g）反应生成CO（g）的反应是吸热反应
①< height:20.25pt' > △H＝－381kJ/mol
△H＝＋381 kJ/mol
A. 两个反应都是置换反应 B. 反应②是放热反应
A. 标况下，燃烧1mol S放出的热量为297.23 kJ
C. S（g）＋ O2（g ）＝SO2（g） 放出的热量小于297.23 kJ
（1）图中a，b分别代表什么意义？
。
已知20℃时，22.7g硝化甘油分解放出的热量为154kJ，则每生成1mol气体伴随放出的热量为 kJ.
21. 质量为8.00g的某气体，含有3.01×1023个分子，其分子是由碳和氢两种元素构成，实验测得1mol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳，能放出890kJ热量。推出该气体的化学式，并写出其完全燃烧的热化学方程式。
22. （1）据了解，我国兴建的三峡工程提供的水力发电功率相当于3000万kW的火力发电站。因此，三峡建设将有助于控制（ ）
（2）已知1 g碳粉在氧气中完全燃烧放出的热量是32.8 kJ（与1g 原煤相当），试写出相关的热化学方程式： 。
CH4（g）＋ 2O2（g ）＝2H2O（l）＋ CO2（g） △H＝－890 kJ/mol
一定量的CH4和CO的混合气体完全燃烧时，放出的热量为262.9 kJ，生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收，可得到50 g白色沉淀。求混合气体中CH4 和CO的体积比。
【试题答案】
1. C 2. C 3. C 4. A 5. C
6. A 7. C 8. C 9. B 10. A
11. A 12. C 13. D 14. B 15. D
16. CD 17. BC 18. AC
19. （1）活化能，反应热；（2）放热，<0；
20. 硫磺的燃烧热为:放出298.37 kJ/mol
S（s）＋ O2（g ）＝SO2（g） △H＝－298.37 kJ/mol
CH4（g）＋ 2O2（g）＝2H2O（l）＋CO2（g） △H＝－890 kJ/mol
22. （1）AD （2）C（s）＋O2（g）＝CO2 （g） △H＝－393.6 kJ/mol
（3）解：设每天要消耗原煤为x吨
3×107 kW×24 h×3.6×103 kJ/（kW?h）＝x÷12×393.6×50％
CaCO3 ~ CO2
100 1
50g x x＝0.5 mol
解出a＝0.2 mol b＝0.3 mol
a/b＝2/3