【选修四】化学反应热的计算学习指导
= -393.5 KJ·mol-1 + 283.0 KJ·mol-1
= -110.5 KJ·mol-1
方法2:以盖斯定律原理求解,从反应的能量角度分析(见右图)。
1、找起点C(s);
2、终点是CO2(g);
3、总共经历了两个反应:C→CO→CO2;
也就说C→CO2的焓变为C→CO;CO→CO2之和。
则△H1 =△H3 +△H2
4、求解:C→CO △H3 =△H1-△H2=-110.5 KJ·mol-1
方法3:利用化学方程式的加合性分析。
1、找起点C(s);
2、终点是CO(g);
3、找出中间产物:CO2;
4、利用方程组消去中间产物:反应1-反应2=反应3,反应过程中遵循质量守恒和能量守恒。
列式:△H1-△H2=△H3
求解可得。
2 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,根据盖斯定律求:
C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH1=-890.3kJ·mol-1 (1)
C(石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH2=-393·5kJ·mol-1 (2)
H2(g)+
O2(g)=H2O(l);ΔH3=-285.8kJ·mol-1 (3)
解析:利用盖斯定律时,可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应,以此来算得所求反应的热效应。也可以设计一个途径,使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物:

因为反应式(1),(2),(3)之间有以下关系:
(2)+(3)×2-(1)= [C(石墨)+2H2(g)=CH4(g)]
所以 ΔH=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ·mol-1+2(-285.8) kJ·mol-1-(-890.3) kJ·mol-1=-74.8kJ·mol-1
3 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C6H12O6(s)+6O2(g)= 6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 800 kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
若某短跑运动员的体重为72 kg,起跑时能以1/7s冲出1m远。若能量全部由消耗体内的葡萄糖提供,则该运动员起跑时冲出1m远将消耗多少克葡萄糖?
[解] 根据题意,葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。
100 g葡萄糖的物质的量为:n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1=0.556mol。1mol C6H12O6完全燃烧放出 2 800 kJ的热量,0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为:
0.556 mol×2800 kJ/mol=1560 kJ。
该运动员该时段的加速度为a=2S/t2=98m/s2,故1/7s时的速度:v1=v0+at=0+98m/s2×1/7s=14m/s这段时间消耗的能量E=1/2mv12=7056J=7.056kJ,于是m(C6H12O6)=7.056kJ/2800kJ.mol-1×180g.mol-1=0.45g。
【课堂练习】
1、下列热化学方程式中,△H能正确表示物质的燃烧热的是
A.CO(g) +1/2O2(g) ==CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol
B.C(s) +1/2O2(g) ==CO(g) △H=-110.5 kJ/mol
C.H2(g) +1/2O2(g)==H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol
D.2C8H18(l) +25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l) △H=-11036 kJ/mol
2、已知: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·mol-1。现将一定量的稀盐酸、浓硫酸、稀醋酸分别和1L 1mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,其反应热分别为△H1、△H2、△H3,则△H1、△H2和△H3的大小关系为
A.△H1==△H2>△H3 B.△H3>△H2>△H1
C.△H3>△H1>△H2 D.△H2>△H1>△H3
3、已知⑴ H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
⑵ 2 H2(g)+ O2(g)=2 H2O(g) △H2=b kJ·mol-1
⑶ H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) △H1=c kJ·mol-1
⑷ 2 H2(g)+ O2(g)=2 H2O(l) △H2=d kJ·mol
= -110.5 KJ·mol-1
方法2:以盖斯定律原理求解,从反应的能量角度分析(见右图)。
1、找起点C(s);
2、终点是CO2(g);
3、总共经历了两个反应:C→CO→CO2;
也就说C→CO2的焓变为C→CO;CO→CO2之和。
则△H1 =△H3 +△H2
4、求解:C→CO △H3 =△H1-△H2=-110.5 KJ·mol-1
方法3:利用化学方程式的加合性分析。
1、找起点C(s);
2、终点是CO(g);
3、找出中间产物:CO2;
4、利用方程组消去中间产物:反应1-反应2=反应3,反应过程中遵循质量守恒和能量守恒。
列式:△H1-△H2=△H3
求解可得。
C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH1=-890.3kJ·mol-1 (1)
C(石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH2=-393·5kJ·mol-1 (2)
H2(g)+
解析:利用盖斯定律时,可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应,以此来算得所求反应的热效应。也可以设计一个途径,使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物:

因为反应式(1),(2),(3)之间有以下关系:
(2)+(3)×2-(1)= [C(石墨)+2H2(g)=CH4(g)]
所以 ΔH=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ·mol-1+2(-285.8) kJ·mol-1-(-890.3) kJ·mol-1=-74.8kJ·mol-1
若某短跑运动员的体重为72 kg,起跑时能以1/7s冲出1m远。若能量全部由消耗体内的葡萄糖提供,则该运动员起跑时冲出1m远将消耗多少克葡萄糖?
[解] 根据题意,葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。
100 g葡萄糖的物质的量为:n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1=0.556mol。1mol C6H12O6完全燃烧放出 2 800 kJ的热量,0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为:
0.556 mol×2800 kJ/mol=1560 kJ。
该运动员该时段的加速度为a=2S/t2=98m/s2,故1/7s时的速度:v1=v0+at=0+98m/s2×1/7s=14m/s这段时间消耗的能量E=1/2mv12=7056J=7.056kJ,于是m(C6H12O6)=7.056kJ/2800kJ.mol-1×180g.mol-1=0.45g。
【课堂练习】
1、下列热化学方程式中,△H能正确表示物质的燃烧热的是
A.CO(g) +1/2O2(g) ==CO2(g) △H=-283.0 kJ/mol
B.C(s) +1/2O2(g) ==CO(g) △H=-110.5 kJ/mol
C.H2(g) +1/2O2(g)==H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol
D.2C8H18(l) +25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l) △H=-11036 kJ/mol
2、已知: H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·mol-1。现将一定量的稀盐酸、浓硫酸、稀醋酸分别和1L 1mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,其反应热分别为△H1、△H2、△H3,则△H1、△H2和△H3的大小关系为
A.△H1==△H2>△H3 B.△H3>△H2>△H1
C.△H3>△H1>△H2 D.△H2>△H1>△H3
3、已知⑴ H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
⑵ 2 H2(g)+ O2(g)=2 H2O(g) △H2=b kJ·mol-1
⑶ H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) △H1=c kJ·mol-1
⑷ 2 H2(g)+ O2(g)=2 H2O(l) △H2=d kJ·mol
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