第三节化学反应热的计算课件--高二化学.pptx

能直接测定吗？为什么？能直接测定吗？为什么？若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？ + = ，则，则 H1 + H2 =H3 H1 =H3-H2 =-393.5 kJ/mol+ 283.0 kJ/mol=-110.5 kJ/mol用自己的话对上述研究进行描述用自己的话对上述研究进行描述（1 1）盖斯定律的内容：不管化学反应是一步完成或分几）盖斯定律的内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。步完成，其反应热相同。（2 2）盖斯定律的特点）盖斯定律的特点: :A A、化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，、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而与反应的途径无关; ;B B、 反应热总值一定。反应热总值一定。1 1、盖斯定律、盖斯定律 盖斯是俄国化学家，早年从事分析化学研究，盖斯是俄国化学家，早年从事分析化学研究，18301830年专门从事化年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的能量。从而较准确地测定了化学反应中的能量。18361836年经过多次试验，他年经过多次试验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，18401840年以热的年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。当一个不能直接是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。当一个不能直接发生的反应要求计算反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和发生的反应要求计算反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得。起来而间接求得。故而我们常称盖斯是热化学的奠基人故而我们常称盖斯是热化学的奠基人。AB请思考：由起点请思考：由起点A A到终点到终点B B有多少条途径？有多少条途径？从不同途径由从不同途径由A A点到点到B B点的位移有什么关系点的位移有什么关系? ?登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关为了理解盖斯定律，可以以登山为例：为了理解盖斯定律，可以以登山为例：H、H1、H2之间有何关系？之间有何关系？HBACH1H2(盖斯定律直观化)HH1+H2H4 = +285.8 kJ/mol H3+ H4 =0正、逆反应的反应热数值相等，符号相反正、逆反应的反应热数值相等，符号相反如何用能量守恒定律对盖斯定律进行论证？如何用能量守恒定律对盖斯定律进行论证？H2 0H1 0S（始态）L（终态）H1 +H2 0应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项1 1热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，反应热数热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。值也必须乘上该数。2 2热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。相加减。3 3将一个热化学方程式颠倒时，将一个热化学方程式颠倒时，H H的的“”、“”号必须随之改号必须随之改变。变。4 4若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进行颠倒，然后若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进行颠倒，然后相加，更不易出错。相加，更不易出错。例例1 1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101 kPa(25,101 kPa时时) )说明说明：（：（1 1）可以在书中查找需要的数据可以在书中查找需要的数据 （2 2）并告诉大家你设计的理由。）并告诉大家你设计的理由。石墨能直接变成金刚石么？石墨能直接变成金刚石么？2 2盖斯定律在生产和科学研究中的应用：盖斯定律在生产和科学研究中的应用：有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(石墨，石墨，s s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5 kJ/molC(金刚石，金刚石，s s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0 kJ/mol所以，所以， - 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金刚石，金刚石，s) H=+1.5 kJ/mol观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。方法方法（1 1）写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去的物质）（要消去的物质）（2 2）然后用消元法）然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算四则运算式式”。消去的技巧：消去的技巧：目标方程式和已知方程式目标方程式和已知方程式 同类物质同类物质（同为反应物或同为生成物）（同为反应物或同为生成物）相加相加； 不同类物质不同类物质（一个为反应物与一个为生成物（一个为反应物与一个为生成物相减相减； 【变式训练】1. 已知已知（1 1）P P4 4(s(s，白磷，白磷)+ 5O)+ 5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(g) (g) H H1 1=-2983.2 kJ/mol =-2983.2 kJ/mol （2 2）P(sP(s，红磷，红磷)+ 5/4 O)+ 5/4 O2 2(g)=1/4 P(g)=1/4 P4 4O O1010(g) (g) H H2 2=-2983.2 kJ/mol =-2983.2 kJ/mol 则白磷转化为红磷的热化学方程式则白磷转化为红磷的热化学方程式_。相同的状况下，能量较。相同的状况下，能量较低的是低的是_；白磷的稳定性比红磷；白磷的稳定性比红磷_（填（填“高高”或或“低低”）。）。 解析：依题意求：解析：依题意求： P P4 4(s(s，白磷，白磷)= 4P(s)= 4P(s，红磷，红磷)H= H= ？ ； 可设计如下反应过程：可设计如下反应过程： P P4 4(s(s，白磷，白磷) P) P4 4O O10 10 4P(s4P(s，红磷，红磷) ) 据盖斯定律有据盖斯定律有H=H=H H1 1+ +( (- -44H H2 2) )= =(-2983.2+4(-2983.2+4738.5) 738.5) kJ/mol=-29.2 kJ/mol kJ/mol=-29.2 kJ/mol，即白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷，即白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。低（能量越低越稳定）。例例2：某次发射火箭，用某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃烧，生成中燃烧，生成N2、液态、液态H2O。已知：已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2 kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534 kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 例3、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H H，但可测，但可测出出CHCH4 4燃烧反应的燃烧反应的H H1 1，根据盖斯定律求，根据盖斯定律求H H4 4 CHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)(g)COCO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l) H H1 1=-890.3 kJ/mol (1)=-890.3 kJ/mol (1) C( C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g) H H2 2=-3935 kJ/mol (2)=-3935 kJ/mol (2) H H2 2(g)+1/2 O(g)+1/2 O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H3 3=-285.8 kJ/mol (3)=-285.8 kJ/mol (3) C( C(石墨石墨)+2H)+2H2 2(g)(g)CHCH4 4(g)(g) H H4 4 (4)(4) 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，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：中间步骤最后回复到产物：变式训练变式训练2 2、已知已知 CO(g) + 1/2 OCO(g) + 1/2 O2 2(g) = CO(g) = CO2 2(g) (g) H H1 1= = 283.0 kJ/mol 283.0 kJ/mol H H2 2(g) + 1/2 O(g) + 1/2 O2 2(g) = H(g) = H2 2O(l) O(l) H H2 2= = 285.8 kJ/mol 285.8 kJ/mol C C2 2H H5 5OH(l) + 3OOH(l) + 3O2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g) + 3H(g) + 3H2 2O(l) O(l) H H3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/mol试计算试计算: : 2CO(g)2CO(g)4H4H2 2(g) = H(g) = H2 2O(l)O(l)C C2 2H H5 5OH (l) OH (l) 的的H H【解解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol 拓展训练拓展训练 物质的生成热可定义为由稳定单质生成物质的生成热可定义为由稳定单质生成1 mol1 mol物质所放出的热物质所放出的热量量，如二氧化碳气体的生成热就是石墨的燃烧热已知下列几种物质的，如二氧化碳气体的生成热就是石墨的燃烧热已知下列几种物质的生成热：生成热：葡萄糖葡萄糖(C(C6 6H H1212O O6(S)6(S) )：1259 kJ/mol 1259 kJ/mol H H2 2O(l)O(l)：-285.8 kJ/mol -285.8 kJ/mol COCO2 (2 (g g) )：-393.5 kJ/mol-393.5 kJ/mol试计算试计算1 kg1 kg葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水，最多可葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水，最多可提供的能量提供的能量【练习练习】1 1、已知、已知: Zn(s) +1/2 O: Zn(s) +1/2 O2 2(g)(g)ZnO(s) ZnO(s) H H= -351.1 kJ/mol= -351.1 kJ/mol Hg(l) Hg(l)1/2 O1/2 O2 2(g)(g) HgHg O(s)O(s) H H= -90.7 kJ/mol= -90.7 kJ/mol 则可知则可知: Zn(s): Zn(s)HgO(s)HgO(s)ZnO(s)ZnO(s)Hg(l)Hg(l) H H3 3 则则 为为H H 3 3为多少？为多少？2 2、已知：、已知：2C(s)2C(s)O O2 2(g)(g) =2CO(g)=2CO(g) H H= = -221 kJ/mol-221 kJ/mol 2H 2H2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2H2H2 2O(g) O(g) H H= -483.6 kJ/mol= -483.6 kJ/mol 则则C(s)C(s)H H2 2O(g) =CO(g)O(g) =CO(g)H H2 2(g)(g)的的H H为多少为多少? ?3、已知下列反应的反应热为：已知下列反应的反应热为：(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1=- -870.3kJ/mol(2)C(s)+O2(g) =CO2(g) H2=- -393.5kJ/mol(3) H2(g)+1/2O2(g) =H2O(l) H3=- -285.8kJ/mol试计算下列反应的反应热：试计算下列反应的反应热： 2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l)2+2得：得： H= 2 H2+2 H3H1=2（393.5）+ 2（285.8）（）（870.3）=488.3kJ/mol4 4、由金红石、由金红石 TiOTiO2 2 制取单质制取单质TiTi，涉及到的步骤为：，涉及到的步骤为：TiOTiO2 2 TiCl TiCl4 4 Ti Ti 已知：已知： C C s s O O2 2 g g COCO2 2 g g ； H H 393393 5 kJmol5 kJmol 1 1 2CO 2CO g g O O2 2 g g 2CO2CO2 2 g g ； H H 566 kJ566 kJmolmol 1 1 TiO TiO2 2 s s 2Cl2Cl2 2 g g TiClTiCl4 4 s s O O2 2 g g ； H H+141 kJ+141 kJmolmol 1 1则则TiOTiO2 2 s s 2Cl2Cl2 2 g g 2C2C s s TiClTiCl4 4 s s 2CO2CO g g 的的 H H 。课堂小结：课堂小结：1 1“盖斯定律盖斯定律”是指化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，是指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。即而与反应的途径无关。即2 2化学反应的反应热的数值与各物质的化学计量数成正比。化学反应的反应热的数值与各物质的化学计量数成正比。3 3正逆反应的反应热数值相同，符号相反。正逆反应的反应热数值相同，符号相反。