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1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第1章章 化学反应与能量化学反应与能量课课前前自自主主学学案案课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练探探究究整整合合应应用用返回返回关于化学反应热的计算(2)第1页，讲稿共68张，创作于星期日课前自主学案课前自主学案自主学自主学习习一、盖斯定律一、盖斯定律1内容内容不管化学反不管化学反应应是一步完成或分几步完成，其反是一步完成或分几步完成，其反应应热热是是_的。或者的。或者说说，化学反，化学反应应的反的反应热应热只与只与反反应应体系的体系的_有关，而与反有关，而与反应应的的_无
2、关。无关。相同相同始始态态和和终态终态途径途径第2页，讲稿共68张，创作于星期日2理解理解能量的能量的释释放或吸收是以放或吸收是以发发生生变变化的物化的物质为质为基基础础的，的，没有没有_的的变变化，就不能引化，就不能引发发_的的变变化。化。3盖斯定律的重要意盖斯定律的重要意义义有些反有些反应进应进行得很慢，有些反行得很慢，有些反应应不容易直接不容易直接发发生，有生，有些反些反应应的的产产品不品不纯纯(有副反有副反应发应发生生)，这给测这给测定反定反应热应热造成了困造成了困难难。如果。如果应应用用_，可以，可以间间接地把它接地把它们们的的_计计算出来。算出来。物物质质能量能量盖斯盖斯定律定律反
3、反应热应热第3页，讲稿共68张，创作于星期日思考感悟思考感悟1若一个化学反若一个化学反应应由始由始态转态转化化为终态为终态可通可通过过不同不同的途径的途径(如下如下图图所示所示)：第4页，讲稿共68张，创作于星期日则则H与与H1、H2、H3、H4、H5之之间间有何关有何关系？系？【提示】【提示】HH1H2H3H4H5第5页，讲稿共68张，创作于星期日二、反二、反应热应热的的计计算算1计计算依据算依据(1)_。(2)_。(3)_的数据。的数据。2计计算方法算方法热热化学方程式化学方程式盖斯定律盖斯定律燃燃烧热烧热第6页，讲稿共68张，创作于星期日第7页，讲稿共68张，创作于星期日HH2110.5
4、 kJ/mol根据盖斯定律，知：根据盖斯定律，知：H1_。则则：H_。第8页，讲稿共68张，创作于星期日思考感悟思考感悟2如何利用已知反如何利用已知反应热应热求未知反求未知反应热应热？【提示】【提示】(1)确定待求的反确定待求的反应应方程式；方程式；(2)找出待求找出待求方程式中各物方程式中各物质质出出现现在已知方程式的什么位置；在已知方程式的什么位置；(3)根据未知方程式中各物根据未知方程式中各物质计质计量数和位置的需要量数和位置的需要对对已知方程式已知方程式进进行行处处理，或理，或调调整整计计量数，或量数，或调调整反整反应应方向；方向；(4)实实行叠加并行叠加并检验检验分析的正确与否。分析
5、的正确与否。第9页，讲稿共68张，创作于星期日自主体自主体验验第10页，讲稿共68张，创作于星期日第11页，讲稿共68张，创作于星期日2(2011年年河河北北衡衡水水调调研研)人人体体内内葡葡萄萄糖糖的的消消耗耗可可用用下列下列热热化学方程式表示：化学方程式表示：C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2800.6 kJ/mol如果某人每天消耗如果某人每天消耗12540 kJ的的热热量，量，则则每天至少每天至少要要摄摄入葡萄糖的入葡萄糖的质质量量为为()第12页，讲稿共68张，创作于星期日A806 g B1000 gC1250 g D1500 g第13页，讲稿共68张，
6、创作于星期日3氢氢气气和和氧氧气气生生成成液液态态水水的的反反应应，可可以以通通过过两种途径来完成，如两种途径来完成，如图图所示：所示：第14页，讲稿共68张，创作于星期日第15页，讲稿共68张，创作于星期日解解析析：根根据据盖盖斯斯定定律律：HH1H2，所所以以H1HH2285.8 kJ/mol(44.0 kJ/mol)241.8 kJ/mol。答案：答案：H1241.8 kJ/mol第16页，讲稿共68张，创作于星期日课堂互动讲练课堂互动讲练盖斯定律盖斯定律1对对盖斯定律的理解盖斯定律的理解化学反化学反应应的反的反应热应热只与反只与反应应的始的始态态(各反各反应应物物)和和终态终态(各生成
7、物各生成物)有关，而与反有关，而与反应应的途径无关。即如果一的途径无关。即如果一个反个反应应可以分步可以分步进进行，行，则则各分步反各分步反应应的反的反应热应热之之和与和与该该反反应应一步完成一步完成时时的反的反应热应热是相同的。是相同的。第17页，讲稿共68张，创作于星期日若若反反应应物物A变变为为生生成成物物D，可可以以有有两两个个途途径径：由由A直直接接变变成成D，反反应应热热为为H；由由A经经过过B变变成成C，再再由由C变变成成D，每每步步的的反反应应热热分分别别为为H1、H2、H3。如下。如下图图所示：所示：则则有：有：HH1H2H3第18页，讲稿共68张，创作于星期日2运用盖斯定律
8、解运用盖斯定律解题题的常用方法的常用方法通常有两种方法：通常有两种方法：(1)虚虚拟拟路径法：如路径法：如C(s)O2(g)=CO2(g)，可可设设置如下：置如下：H1H2H3第19页，讲稿共68张，创作于星期日第20页，讲稿共68张，创作于星期日应应用用盖盖斯斯定定律律进进行行简简单单计计算算，关关键键在在于于设设计计反反应应过过程，同程，同时时要注意：要注意：当当热热化化学学方方程程式式乘乘以以或或除除以以某某数数时时，H也也相相应应乘以或除以某数。乘以或除以某数。当当热热化学方程式化学方程式进进行加减运算行加减运算时时，H也同也同样样要要进进行加减运算，且要行加减运算，且要带带“”“”“
9、”符号，即符号，即把把H看作一个整体看作一个整体进进行运算。行运算。第21页，讲稿共68张，创作于星期日通通过过盖斯定律盖斯定律计计算比算比较较反反应热应热的大小的大小时时，同，同样样要把要把H看作一个整体。看作一个整体。在在设计设计的反的反应过应过程中常会遇到同一物程中常会遇到同一物质质固、液、固、液、气三气三态态的相互的相互转转化，物化，物质质的状的状态态由固由固液液气气变变化化时时，会吸，会吸热热；反之会放；反之会放热热。当当设计设计的反的反应应逆向逆向进进行行时时，其反，其反应热应热与正反与正反应应的的反反应热应热数数值值相等，符号相反。相等，符号相反。第22页，讲稿共68张，创作于星
10、期日例例例例1 1第23页，讲稿共68张，创作于星期日AQ1Q2BQ1Q2CQ10。HQ1，HQ2。由由盖盖斯斯定定律律H总总HHQ1(Q2)0，则则Q1Q2。第25页，讲稿共68张，创作于星期日【答案】【答案】A【规规律方法】律方法】(1)该类题该类题目属于信息目属于信息给给予予题题。在。在解答解答该题时该题时除了明确盖斯定律的除了明确盖斯定律的应应用用规规律之外，律之外，还还应应提提炼题炼题中所中所给给信息，如信息，如“胆胆矾矾溶于水温度降低溶于水温度降低”说说明明该过该过程是吸程是吸热过热过程，故程，故H0;“无水硫酸无水硫酸铜铜溶解溶解为为溶液溶液时时放放热热Q2 kJ”说说明固体明固
11、体溶解溶解为为放放热过热过程。程。第26页，讲稿共68张，创作于星期日(2)熟熟悉悉物物质质的的气气、液液、固固三三态态与与反反应应热热的的关关系。系。第27页，讲稿共68张，创作于星期日变变式式训训练练1实实验验中中不不能能直直接接测测出出由由石石墨墨和和氢氢气气反反应应生生成成甲甲烷烷的的H，但但可可测测出出下下面面几几个个反反应应的的热热效效应应：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1C(石墨石墨)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1第28页，讲稿共68张，创作于
12、星期日根据盖斯定律求得反根据盖斯定律求得反应应C(石墨石墨)2H2(g)=CH4(g)的的H4_。解析：解析：法一：因法一：因为为反反应应式式和和之之间间有以下有以下关系：关系：2所以所以H4H22H3H1393.52(285.8)(890.3)74.8(kJmol1)第29页，讲稿共68张，创作于星期日法法二二：也也可可以以设设计计一一个个途途径径，使使反反应应物物经经过过一一些中些中间间步步骤骤最后回到最后回到产产物：物：可可见见，H4H22H3H174.8 kJmol1。答案：答案：H474.8 kJmol1第30页，讲稿共68张，创作于星期日反应热的计算反应热的计算1反反应热应热的的计
13、计算方法和算方法和类类型型(1)根根据据热热化化学学方方程程式式计计算算：反反应应热热与与反反应应物物各各物物质质的物的物质质的量成正比。的量成正比。(2)根根据据反反应应物物和和生生成成物物的的能能量量和和计计算算：H生生成成物物的能量和反的能量和反应应物的能量和。物的能量和。(3)根据反根据反应应物和生成物的物和生成物的键键能和能和计计算：算：H反反应应物的物的键键能和生成物的能和生成物的键键能和。能和。第31页，讲稿共68张，创作于星期日(4)根根据据盖盖斯斯定定律律计计算算：将将热热化化学学方方程程式式进进行行适适当当的的“加加”“”“减减”等等变变形形后后，由由过过程程的的热热效效应
14、应进进行行计计算、比算、比较较。(5)根根据据物物质质燃燃烧烧放放热热数数值值计计算算：Q(放放)n(可可燃燃物物)H。(6)根据比根据比热热公式公式进进行行计计算：算：Qcmt。第32页，讲稿共68张，创作于星期日2反反应热应热的的计计算算应应注意的注意的问题问题(1)运用运用热热化学方程式化学方程式进进行反行反应热应热的的计计算，可以从反算，可以从反应应式中各物式中各物质质的物的物质质的量、的量、质质量、量、标标准状况下气体体准状况下气体体积积、反反应热应热等等对应对应关系，列式关系，列式进进行行简单计简单计算。算。(2)注意注意热热化学方程式中化学化学方程式中化学计计量数只表示物量数只表
15、示物质质的的物物质质的量，必的量，必须须与与H相相对应对应，如果化学，如果化学计计第33页，讲稿共68张，创作于星期日量量数数加加倍倍，则则H也也要要加加倍倍。尤尤其其是是利利用用盖盖斯斯定定律律计计算算反反应应热热时时，热热化化学学方方程程式式可可以以直直接接相相加加减减，化化学学计计量数必量数必须须与与H相相对应对应。(3)热热化化学学方方程程式式中中的的反反应应热热是是指指按按所所给给形形式式反反应应完全完全时时的反的反应热应热。(4)正、逆反正、逆反应应的反的反应热应热数数值值相等，符号相反。相等，符号相反。第34页，讲稿共68张，创作于星期日 (2011年北京海淀区模年北京海淀区模拟
16、拟)化学化学键键的的键键能是能是原子原子间间形成形成1 mol化学化学键键(或其逆或其逆过过程程)时释时释放放(或吸或吸收收)的能量。以下是部分共价的能量。以下是部分共价键键键键能数据：能数据：HS：364 kJ/mol，SS：266 kJ/mol，S=O：522 kJ/mol，HO：464 kJ/mol。例例例例2 2第35页，讲稿共68张，创作于星期日第36页，讲稿共68张，创作于星期日(2)标标准准状状况况下下，将将a L H2S与与b L SO2混混合合进进行行上上述述反反应应，当当a2b时时，反反应应放放热热_kJ，当当a2b时时，硫硫化化氢氢过过量量，依依据据SO2计计算算；当当a
17、0的反的反应应有有_。第43页，讲稿共68张，创作于星期日(3)等等质质量量的的煤煤分分别别通通过过以以上上两两条条不不同同的的途途径径产产生生的可利用的的可利用的总总能量关系正确的是能量关系正确的是_。Aa比比b多多Ba比比b少少Ca与与b在理在理论论上相同上相同 D两者无法比两者无法比较较(4)根据能量守恒定律，根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之之间间的关的关系系为为_。第44页，讲稿共68张，创作于星期日解析：解析：(1)与途径与途径a相比，途径相比，途径b的的优优点主要有：煤的点主要有：煤的利用率高；利用率高；变变成气体燃料后，运成气体燃料后，运输输方便；使燃料充分方便；使燃料
18、充分燃燃烧烧。(2)上述四个反上述四个反应应中中为为放放热热反反应应，H0。(3)根据盖斯定律，等根据盖斯定律，等质质量的煤分量的煤分别别通通过过以上两条不同以上两条不同的途径的途径产产生的可利用的生的可利用的总总能量相同。能量相同。(4)根据盖斯定律可知：根据盖斯定律可知：E1E2E3E4。第45页，讲稿共68张，创作于星期日答案：答案：(1)煤的利用率高；煤的利用率高；变变成气体燃料后，运成气体燃料后，运输输方便；使燃料充分燃方便；使燃料充分燃烧烧(2)(3)C(4)E1E2E3E4第46页，讲稿共68张，创作于星期日反应热大小的比较反应热大小的比较比比较较反反应热应热的大小，一般从以下几
19、个方面考的大小，一般从以下几个方面考虑虑：1比比较较“反反应热应热”或或H的大小的大小时时，必，必须带须带“”“”“”符号；比符号；比较较“燃燃烧热烧热”“”“中和中和热热”时时，只需比，只需比较较数数值值大小即可。大小即可。2参加反参加反应应的物的物质质的量不同，的量不同，则则反反应热应热的数的数值值也也会会发发生相生相应应的的变变化，如化，如1 mol H2完全燃完全燃烧烧生成液生成液态态水水时时放出放出285.8 kJ的的热热量，量，2 mol H2完全燃完全燃烧烧生成液生成液态态水水时则时则放出放出571.6 kJ的的热热量。量。第47页，讲稿共68张，创作于星期日第48页，讲稿共68
20、张，创作于星期日4同一反同一反应应中物中物质质的聚集状的聚集状态态不同，反不同，反应热应热数数值值大大小也不同。例如，小也不同。例如，S(g)O2(g)=SO2(g)H1Q1；S(s)O2(g)=SO2(g)H2Q2，可以理解，可以理解成固成固态态硫硫变变成气成气态态硫后再硫后再发发生生变变化，而由固化，而由固态态到气到气态态是需要吸收能量的，所以是需要吸收能量的，所以Q1Q2、H1H2，故当，故当同一反同一反应应中只由于聚集状中只由于聚集状态态不同比不同比较较反反应热应热的大小的大小时时，反反应应物物为为固固态态第49页，讲稿共68张，创作于星期日时时放出的放出的热热量少，当生成物量少，当生
21、成物为为固固态时态时放出的放出的热热量量多。多。5中和中和热为热为稀溶液中稀溶液中强强酸和酸和强强碱生成碱生成1 mol H2O时时的反的反应热应热。但当酸。但当酸为浓为浓硫酸硫酸时时，由于，由于浓浓硫酸溶解放硫酸溶解放热热，此此时时生成生成1 mol H2O放出放出热热量大于量大于57.3 kJ。第50页，讲稿共68张，创作于星期日 (2011年年江江苏苏盐盐城城调调研研)下下列列各各组组热热化化学学方方程程式式中中，化化学学反反应应的的H前前者者大大于于后后者者的的是是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1 C(s)1/2O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3 S
22、(g)O2(g)=SO2(g)H4例例例例3 3第51页，讲稿共68张，创作于星期日第52页，讲稿共68张，创作于星期日A BC D【思路点【思路点拨拨】解答本解答本题题要注意以下两点：要注意以下两点：(1)依据盖斯定律，依据盖斯定律，设计设计合理的途径。合理的途径。(2)注意注意H的正的正负负号号问题问题，作出正确判断。，作出正确判断。第53页，讲稿共68张，创作于星期日【解析】【解析】第54页，讲稿共68张，创作于星期日第55页，讲稿共68张，创作于星期日因此，因此，H前者大于后者的有前者大于后者的有。【答案】【答案】C第56页，讲稿共68张，创作于星期日第57页，讲稿共68张，创作于星期
23、日2H2(g)O2(g)=2H2O(g)HQ1 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ2 kJ/molA BC D第58页，讲稿共68张，创作于星期日解析：解析：选选D。分步。分步进进行的放行的放热热反反应应，反，反应进应进行程行程度越深，放出的度越深，放出的热热量越多，即炭燃量越多，即炭燃烧烧生成生成CO2时时放放热热多，多，Q1Q2；中两式相减得中两式相减得4Al(s)2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)4Fe(s)H(Q1Q2)kJ/molQ2；水蒸气；水蒸气变变成液成液态态水要放出水要放出热热量，量，故故H2燃燃烧烧生成液生成液态态水水时时放放热热多，多，Q1Q2。第
24、59页，讲稿共68张，创作于星期日探究整合应用探究整合应用新能源的新能源的宠宠儿儿可燃冰可燃冰有有专专家家预测预测，可燃冰至少能，可燃冰至少能为为人人类类提供提供1000年的能年的能源，将来它有望替代煤、石油和天然气，成源，将来它有望替代煤、石油和天然气，成为为“21世世纪纪的新能源的新能源”。可燃冰是可燃冰是1983年被年被发现发现的，的，这这种可用火柴点燃，能种可用火柴点燃，能像蜡像蜡烛烛一一样样燃燃烧烧的天然气水合物是在海底低温、高的天然气水合物是在海底低温、高压压下形成的外形与冰相似的下形成的外形与冰相似的结结第60页，讲稿共68张，创作于星期日晶晶体体。由由于于含含有有大大量量的的甲
25、甲烷烷可可燃燃性性气气体体，可可燃燃冰冰极极易易燃燃烧烧，而而且且燃燃烧烧造造成成的的污污染染较较少少。世世界界上上可可燃燃冰冰的的总总储储量量非非常常大大，据据估估算算，其其有有机机碳碳含含量量大大约约相相当当于于全全世世界界已已知知煤煤炭炭、石石油油和和天天然然气气总总量量的的2倍倍。这这些些可可燃燃冰冰资资源源可可满满足足人人类类未未来来1000年年的的需需要要。世世界界上上已已发发现现的的可可燃燃冰冰分分布布区区多多达达116处处，其其矿矿层层之之厚厚、规规模模之之大大，是是常常规规的的天天然然气田无法比气田无法比拟拟的。的。第61页，讲稿共68张，创作于星期日天然可燃冰呈固天然可燃冰
26、呈固态态，不会像石油开采那，不会像石油开采那样样自自喷喷流流出。出。为为了了获获取取这这种清种清洁洁能源，世界上能源，世界上许许多国家都多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。科学家在研究天然可燃冰的开采方法。科学家们认为们认为，一旦开采技一旦开采技术获术获得突破性得突破性进进展，那么可燃冰立刻展，那么可燃冰立刻就会成就会成为为主要能源。相反，如果开采不当，后果主要能源。相反，如果开采不当，后果将是灾将是灾难难性的。在性的。在导导致全球气候致全球气候变变暖方面，甲暖方面，甲烷烷所起的作用比二氧化碳要大所起的作用比二氧化碳要大1020倍；而可燃冰倍；而可燃冰矿矿藏哪怕受到最小的破坏，都藏哪怕受到最小
27、的破坏，都第62页，讲稿共68张，创作于星期日足以足以导导致甲致甲烷烷气体的大量泄漏，从而引起气体的大量泄漏，从而引起强强烈的烈的温室效温室效应应。另外，。另外，陆缘陆缘海海边边的可燃冰开采起来十的可燃冰开采起来十分困分困难难，一旦，一旦发发生井生井喷喷事故，就会造成海事故，就会造成海啸啸、海、海底滑坡、海水毒化等灾害。所以，可燃冰的开底滑坡、海水毒化等灾害。所以，可燃冰的开发发利用就像一柄利用就像一柄“双刃双刃剑剑”，需要慎重，需要慎重对对待。待。第63页，讲稿共68张，创作于星期日 可燃冰中可燃冰中蕴蕴藏着大量的甲藏着大量的甲烷烷，有望成，有望成为为未来未来新能源。已知新能源。已知1 mo
28、l CH4气体完全燃气体完全燃烧烧生成生成CO2气气体和液体和液态态H2O时时放出的放出的热热量量为为890.3 kJ，当它不完，当它不完全燃全燃烧烧生成生成CO气体和液气体和液态态H2O时时，放出的，放出的热热量量为为519 kJ。如果。如果1 mol CH4在在n g O2中燃中燃烧烧生成生成CO、CO2气体和液气体和液态态H2O，放出，放出731.25 kJ热热量。量。例例例例第64页，讲稿共68张，创作于星期日(1)写出表示甲写出表示甲烷烷燃燃烧热烧热的的热热化学方程式。化学方程式。(2)写出甲写出甲烷烷气体不完全燃气体不完全燃烧烧的的热热化学方程式。化学方程式。(3)计计算算n的的值
29、值。【解析】【解析】(1)1 mol CH4完全燃完全燃烧烧生成生成CO2气体和液气体和液态态水放出的水放出的热热量就是量就是CH4的燃的燃烧热烧热，所以表示甲，所以表示甲烷烷燃燃烧热烧热的的热热化学方程式化学方程式为为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/mol。第65页，讲稿共68张，创作于星期日第66页，讲稿共68张，创作于星期日【答案】【答案】见见解析解析第67页，讲稿共68张，创作于星期日山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第1章章 化学反应与能量化学反应与能量课课前前自自主主学学案案课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练探探究究整整合合应应用用返回返回感感谢谢大大家家观观看看第68页，讲稿共68张，创作于星期日