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文檔簡介
反應熱的計算冊別:選擇性必修1學科:高中化學(人教版)情境思考長征五號
科學家為什么選擇液氫-液氧作為長征五號火箭的推進劑?推進劑的選擇和反應熱有什么關(guān)系?“長征”系列火箭燃料氧化劑長征一號(CH3)2NNH2HNO3長征二號N2H4N2O4長征三號、長征四號(CH3)2NNH2N2O4長征五號液氫液氧長征六號、長征七號煤油液氧問題1:火箭推進劑產(chǎn)生的熱效應是衡量推進劑效能的重要指標,如何獲得推進劑燃燒時的反應熱呢?保溫杯式量熱計學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律問題2:是否所有化學反應的反應熱都可以通過實驗測定?
常溫下石墨變成金剛石需要幾萬年碳的燃燒需要幾個小時不能直接進行的反應或進行得很慢的反應反應熱不能通過實驗測定問題3:碳燃燒生成CO:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應熱ΔH,能否通過實驗測定?請說明理由?
不能,有副反應發(fā)生的反應的反應熱是無法直接測定的。物質(zhì)燃燒熱ΔH(kJ/mol)C(s)?393.5CO(g)?283.0問題4:已知C(s)和CO(g)的燃燒熱,如表,請寫出C(s)和CO(g)完全燃燒的熱化學方程式CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=-110.5kJ/mol查閱資料:第一組H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH4=-241.8kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH6=-285.8kJ/molH2O(g)=H2O(l)ΔH5=-44.0kJ/mol第二組問題5:分析數(shù)據(jù),尋找三個反應的反應熱的關(guān)系、三個方程式之間的關(guān)系反應熱關(guān)系:ΔH1=ΔH2+ΔH3ΔH6=ΔH4+ΔH5⑥=④+⑤①②③④⑤⑥方程式關(guān)系:①=②+③問題6:請畫出第一組熱化學方程式中焓的變化示意圖C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol
ΔH3=-110.5kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=-110.5kJ/mol第一組C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol
ΔH3=-110.5kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/molC(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=-110.5kJ/mol第一組問題7:請根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系和焓的變化示意圖總結(jié)你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律
反應物與生成物確定,反應熱就確定,與反應途徑無關(guān)!學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律
H2SO4H2SO4·H2OH2SO4·2H2OH2SO4·3H2OΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3ΔH1ΔH2ΔH3
化學家蓋斯改進了拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計,從而較為準確地測量了許多化學反應的熱效應。通過大量實驗,蓋斯發(fā)現(xiàn):ΔH
一個化學反應,不管是一步完成的還是分幾步完成的,其反應熱是相同的。即:在一定條件下,化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應進行的途徑無關(guān)。蓋斯定律ΔH
ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5=途徑一途徑三途徑二學習任務1:發(fā)現(xiàn)蓋斯定律蓋斯定律模型始態(tài)終態(tài)始態(tài)終態(tài)學習任務2:理解蓋斯定律途徑角度理解蓋斯定律學習任務2:理解蓋斯定律體系能量角度理解蓋斯定律反應A(g)+B(g)→C(g)(ΔH<0)
其一步和多步完成的能量示意圖如圖學習任務2:理解蓋斯定律能量守恒角度理解蓋斯定律始態(tài)(S)終態(tài)(L)
同一個熱化學反應方程式,正向反應?H1與逆向反應?H2大小相等,符號相反,即?H1=–?H2
已知H2(g)的燃燒熱ΔH=?285.8kJ/mol,設計計算長征五號四遙火箭液氫-液氧推進劑反應生成氣態(tài)水的反應熱ΔH?已知:H2(l)=H2(g)ΔH1=+0.92kJ/molO2(l)=O2(g)ΔH2=+6.84kJ/molH2O(l)=H2O(g)ΔH3=+44.0kJ/mol已知反應:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH4=-285.8kJ/mol未知反應:H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH5=?
H2(l)+1/2O2(l)H2O(g)
H2O(l)
H2(g)+1/2O2(g)△H=?-△H1-1/2ΔH2△H4H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH=-237.46kJ/mol-△H3-△H1-1/2ΔH2+△H-△H3=△H4△H=△H4+△H1+1/2ΔH2+△H3學習任務3:應用蓋斯定律虛擬路徑法H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH=-237.46kJ/mol△H5=△H4+△H1+1/2ΔH2+△H3⑤=④+①+1/2②+③
①:H2(l)=H2(g)ΔH1=+0.92kJ/mol
②:
O2(l)=O2(g)
ΔH2=+
6.84kJ/mol
③:H2O(l)=H2O(g)ΔH3=+44.0kJ/mol
④:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH4=-285.8kJ/mol
⑤:H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH5=?
+1/21/21/21/2*=3.42kJ/mol1/2學習任務3:應用蓋斯定律
已知H2(g)的燃燒熱ΔH=?285.8kJ/mol,設計計算長征五號遙四火箭液氫-液氧推進劑反應生成氣態(tài)水的反應熱ΔH?加和法
長征二號捆綁式火箭,以N2H4(肼)作為燃料,NO2作氧化劑,生成N2、液態(tài)H2O。請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。
已知:①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol③
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)③=2×②-①ΔH=2ΔH2—ΔH1
=-1135.2kJ/mol2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1135.2kJ/mol學習任務3:應用蓋斯定律我們的收獲ΔH=H終態(tài)-H始態(tài)==
ΔH1+ΔH2ΔH3+ΔH4+ΔH5蓋斯定律內(nèi)容特點計算方法虛擬路徑法加合法
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