資源簡(jiǎn)介

應(yīng)用課
第一章 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
第5課時(shí) 反應(yīng)熱的綜合應(yīng)用一
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
掌握蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的技巧
【學(xué)習(xí)活動(dòng)】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)：掌握蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的技巧。 任務(wù)：根據(jù)蓋斯定律的運(yùn)用技巧，完成針對(duì)訓(xùn)練。 1.運(yùn)用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加” 一調(diào)：根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式，調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學(xué)方程式。 二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號(hào)。 三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 一加：將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH相加。 2．運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng) (1)熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。 (2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。 (3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。 【針對(duì)訓(xùn)練1】已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式完成下列問題： (1)通過計(jì)算說明等質(zhì)量的H2、C、CH4完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是 。 (2)根據(jù)以上反應(yīng)，則C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的焓變?chǔ)＝ 。 (3)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式： 。 【針對(duì)訓(xùn)練2】以H2合成尿素CO(NH2)2的有關(guān)熱化學(xué)方程式有： ①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH1＝－92.4 kJ·mol－1 ②NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　ΔH2＝－79.7 kJ·mol－1 ③NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH3＝＋72.5 kJ·mol－1 則N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為 。 【針對(duì)訓(xùn)練3】汽車尾氣中排放的NOx和CO污染環(huán)境，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx和CO的排放。 已知：①2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1 ②N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1 ③2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝－116.5 kJ·mol－1 回答下列問題： (1)CO的摩爾燃燒焓為 。若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，則1 mol NO(g) 中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為 kJ。 (2)CO將NO2還原為單質(zhì)的熱化學(xué)方程式為 。 【針對(duì)訓(xùn)練4】研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。 (1)工業(yè)上采用高溫?zé)岱纸釮2S的方法制取H2，在膜反應(yīng)器中分離H2，發(fā)生的反應(yīng)為 2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH 已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)　ΔH1； ②2S(g)S2(g)　ΔH2。 則ΔH＝ (用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。 (2)土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下： 1 mol H2S(g)全部氧化為SO(aq)的熱化學(xué)方程式為 。 【針對(duì)訓(xùn)練5】C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。 (1)CO2的重整用CO2和H2為原料可得到CH4燃料。 已知： ①CH4 (g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ·mol－1 ②CH4 (g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝＋205 kJ·mol－1 則CO2重整的熱化學(xué)方程式為 _。 (2)已知部分物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式如下： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·mol－1 “二次轉(zhuǎn)化”時(shí)CH4和O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為 。 (3)NH3是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的NH3轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬ィ湎嚓P(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： 反應(yīng)Ⅰ：NH3(aq)＋HClO(aq)===NH2Cl(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝a kJ·mol－1； 反應(yīng)Ⅱ：NH2Cl(aq)＋HClO(aq)===NHCl2(aq) ＋H2O(l) ΔH2＝b kJ·mol－1； 反應(yīng)Ⅲ：2NHCl2(aq)＋H2O(l)===N2(g)＋HClO(aq)＋3HCl(aq)　ΔH3＝c kJ·mol－1。 則2NH3(aq)＋3HClO(aq)===N2(g)＋3HCl(aq)＋3H2O(l) ΔH＝___ _kJ·mol－1。 (4)已知：①2CO(g)＋SO2(g)===S(l)＋2CO2(g)　ΔH1＝－37.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) ΔH2＝＋45.0 kJ·mol－1 ③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝－566.0 kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－484.0 kJ·mol－1 寫出液態(tài)硫(S)燃燒的熱化學(xué)方程式__ 。
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫出思維導(dǎo)圖
2應(yīng)用課
第一章 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
第5課時(shí) 反應(yīng)熱的綜合應(yīng)用一
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
掌握蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的技巧
【學(xué)習(xí)活動(dòng)】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)：掌握蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的技巧。 任務(wù)：根據(jù)蓋斯定律的運(yùn)用技巧，完成針對(duì)訓(xùn)練。 1.運(yùn)用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加” 一調(diào)：根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式，調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學(xué)方程式。 二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號(hào)。 三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 一加：將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH相加。 2．運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng) (1)熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。 (2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。 (3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。 【針對(duì)訓(xùn)練1】已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式完成下列問題： (1)通過計(jì)算說明等質(zhì)量的H2、C、CH4完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是__H2____。 (2)根據(jù)以上反應(yīng)，則C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的焓變?chǔ)＝ －74.8 kJ·mol－1 。 (3)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式：_CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802.3 kJ·mol－1_。 解析：(1)設(shè)H2、C、CH4的質(zhì)量都為1 g，完全燃燒時(shí)放出熱量分別是 kJ＝142.9 kJ、 kJ＝32.8 kJ、 kJ≈55.6 kJ，最大值應(yīng)為142.9 kJ，所以相同質(zhì)量的H2、C、CH4完全燃燒時(shí)，放出熱量最多的是H2。 (2)①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 根據(jù)蓋斯定律①＋③－②得到反應(yīng)C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的焓變?chǔ)＝－571.6 kJ·mol－1＋(－393.5 kJ·mol－1)－(－890.3 kJ·mol－1)＝－74.8 kJ·mol－1。 (3)甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)， ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ②H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1 根據(jù)蓋斯定律，①＋②×2得：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1＋(＋44.0 kJ·mol－1)×2＝－802.3 kJ·mol－1。 【針對(duì)訓(xùn)練2】以H2合成尿素CO(NH2)2的有關(guān)熱化學(xué)方程式有： ①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH1＝－92.4 kJ·mol－1 ②NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　ΔH2＝－79.7 kJ·mol－1 ③NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH3＝＋72.5 kJ·mol－1 則N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為___N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－179.3 kJ·mol－1____。 解析：則根據(jù)蓋斯定律可知①＋②×2＋③即得到N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－179.3 kJ·mol－1。 【針對(duì)訓(xùn)練3】汽車尾氣中排放的NOx和CO污染環(huán)境，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx和CO的排放。 已知：①2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1 ②N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1 ③2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝－116.5 kJ·mol－1 回答下列問題： (1)CO的摩爾燃燒焓為__ΔH＝－283 kJ·mol－1______。若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，則1 mol NO(g) 中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為___631.75___kJ。 (2)CO將NO2還原為單質(zhì)的熱化學(xué)方程式為__2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－1 196 kJ·mol－1__。 解析：(1)摩爾燃燒焓是指在25 ℃，101 kPa時(shí)，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量，根據(jù)反應(yīng)①可知CO的摩爾燃燒焓為＝283 kJ·mol－1；反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能總和減去生成物鍵能總和，1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，根據(jù)N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1可知，1 mol NO(g)中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為：＝631.75 kJ·mol－1。 (2)根據(jù)蓋斯定律，①×2－②－③可得：2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝(－566.0×2－180.5＋116.5) kJ·mol－1＝－1 196 kJ·mol－1。 【針對(duì)訓(xùn)練4】研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。 (1)工業(yè)上采用高溫?zé)岱纸釮2S的方法制取H2，在膜反應(yīng)器中分離H2，發(fā)生的反應(yīng)為 2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH 已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)　ΔH1； ②2S(g)S2(g)　ΔH2。 則ΔH＝___2ΔH1＋ΔH2_____(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。 (2)土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下： 1 mol H2S(g)全部氧化為SO(aq)的熱化學(xué)方程式為 _____H2S(g)＋2O2(g)===SO(aq)＋2H＋(aq) ΔH＝－806.39 kJ·mol－1___________。 解析：(1)已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)　ΔH1 ②2S(g)S2(g)　ΔH2 反應(yīng)：2H2S(g)2H2 (g)＋S2(g)可以根據(jù)①×2＋②得到。 (2)由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為H2S(g)＋0.5O2(g)===S(s)＋H2O(g)　ΔH＝－221.19 kJ·mol－1； 第二步反應(yīng)為S(s)＋1.5O2(g)＋H2O(g)===2H＋(aq)＋SO(aq)　ΔH＝－585.20 kJ·mol－1； 依據(jù)蓋斯定律，第一步與第二步方程式相加得：H2S(g)＋2O2(g)===SO(aq)＋2H＋(aq)　ΔH＝－806.39 kJ·mol－1。 【針對(duì)訓(xùn)練5】C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。 (1)CO2的重整用CO2和H2為原料可得到CH4燃料。 已知： ①CH4 (g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ·mol－1 ②CH4 (g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝＋205 kJ·mol－1 則CO2重整的熱化學(xué)方程式為_ CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－163 kJ·mol－1__。 (2)已知部分物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式如下： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·mol－1 “二次轉(zhuǎn)化”時(shí)CH4和O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為 2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－70 kJ·mol－1 __。 (3)NH3是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的NH3轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬ィ湎嚓P(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： 反應(yīng)Ⅰ：NH3(aq)＋HClO(aq)===NH2Cl(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝a kJ·mol－1； 反應(yīng)Ⅱ：NH2Cl(aq)＋HClO(aq)===NHCl2(aq) ＋H2O(l) ΔH2＝b kJ·mol－1； 反應(yīng)Ⅲ：2NHCl2(aq)＋H2O(l)===N2(g)＋HClO(aq)＋3HCl(aq)　ΔH3＝c kJ·mol－1。 則2NH3(aq)＋3HClO(aq)===N2(g)＋3HCl(aq)＋3H2O(l) ΔH＝___2a＋2b＋c_____kJ·mol－1。 (4)已知：①2CO(g)＋SO2(g)===S(l)＋2CO2(g)　ΔH1＝－37.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) ΔH2＝＋45.0 kJ·mol－1 ③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝－566.0 kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－484.0 kJ·mol－1 寫出液態(tài)硫(S)燃燒的熱化學(xué)方程式_S(l)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－529.0 kJ·mol－1_。 解析：(1)由已知：①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ·mol－1，②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝＋205 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，①－②×2得CO2重整的熱化學(xué)方程式為CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝－163 kJ·mol－1。 (2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1 　① 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 　② CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJ·mol－1　③ 將2×③－2×①－②得，2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－70 kJ·mol－1。 (3)反應(yīng)Ⅰ×2＋反應(yīng)Ⅱ×2＋反應(yīng)Ⅲ，得出目標(biāo)方程式的ΔH＝(2a＋2b＋c) kJ·mol－1。 (4)②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g)　ΔH2＝＋45.0 kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－484.0 kJ·mo1－1 根據(jù)蓋斯定律，④－②得液態(tài)硫(S)燃燒的熱化學(xué)方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－529.0 kJ·mol－1。
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫出思維導(dǎo)圖
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