2019-2020人教版高中化学选修413化学反应热的计算(共26张ppt).ppt

第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算 例：例：C的燃烧，很难控制的燃烧，很难控制C只生成只生成CO而而不继续生成不继续生成CO2，那么其反应热该如何获得，那么其反应热该如何获得呢？呢？C（g）+O2（g）CO（g）一、盖斯定律一、盖斯定律 不管化学反应是一步完成或分几步完不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始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。态和终态有关，而与反应的途径无关。1 1、盖斯定律的内容、盖斯定律的内容A AB B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?登山的高度与上登山的高度与上山的途径无关，山的途径无关，只与起点和终点只与起点和终点的相对高度有关的相对高度有关2.如何理解盖斯定律？坐缆车坐缆车一步完成一步完成翻山越岭翻山越岭分几步完成分几步完成山的高度山的高度反应热反应热A点点反应体系始态反应体系始态B点点反应体系终态反应体系终态H H2 2 0 0H H1 1 0 0S S（始态）（始态）L L（终态）（终态）先从始态先从始态S变化到终态变化到终态L，体系放出热量，体系放出热量（H10)。经过一个循环，体系仍处于经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即发生变化，所以就不能引发能量变化，即H1+H20应用能量守恒对盖斯定律论证应用能量守恒对盖斯定律论证H H=H H1 1+H H2 2+H H3 3从路径角度理解盖斯定律从路径角度理解盖斯定律BHACH1H2DH3终态终态始态始态3、盖斯定律在科学研究中的重要意义、盖斯定律在科学研究中的重要意义有些反应进行得很慢有些反应进行得很慢有些反应不容易直接发生有些反应不容易直接发生有些反应的产品不纯（有副反应发生）有些反应的产品不纯（有副反应发生）这些都给测量反应热造成了困难这些都给测量反应热造成了困难利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来计算出来4 4、盖斯定律的应用、盖斯定律的应用例例1 1：C C（s s）+O+O2 2（g g）=CO=CO（g g）因为）因为C C燃烧时不燃烧时不可能完全生成可能完全生成COCO，总有一部分，总有一部分COCO2 2生成，因此这个反生成，因此这个反应的应的H H无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的设计一个方案计算该反应的H H。已知：已知：(1)C(s)+(1)C(s)+O O2 2(g)=(g)=CO=CO2 2(g)(g)H H1 1=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+O (2)CO(g)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H2 2=-283.0 kJ/mol=-283.0 kJ/mol例：例：C的燃烧，很难控制的燃烧，很难控制C只生成只生成CO而而不继续生成不继续生成CO2，那么其反应热该如何获得，那么其反应热该如何获得呢？呢？C（g）+O2（g）CO（g）则 H1=H2+H3 H3=H1-H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)H1H3H2 C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H3-110.5kJ/mol运用盖斯定律解题的一般方法运用盖斯定律解题的一般方法（1）虚拟路径法可设计如下虚拟路径可设计如下虚拟路径虚拟路径法若反应物A变为生成物D，可以有两个途径a由A直接变成D，反应热为H；b由A经过B变成C，再由C变成D，每步的 反应热分别为H1、H2、H3。如图所示：则有：HH1+H2+H3练习：练习：1、已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么，H2的燃烧热H是多少？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=H1+H2=-285.8kJ/mol2 2、写出石墨变成金刚石的热化学方程、写出石墨变成金刚石的热化学方程 式式(25,101kPa时时)查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(s，石墨，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molC(s，金刚石，金刚石)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/molC(s，石墨石墨)=C(s，金金刚刚石石)H=+1.5kJ/molC(石墨，s)+O2(g)CO2(g)C(金刚石，s)+O2(g)H2O(g)H2O(l)H244kJ/molH2(g)+O2(g)H2O(g)H1241.8kJ/mol1 12 2H2(g)+O2(g)H2O(l)1 12 2H285.8kJ/mol+)例：例：已知：已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么，那么，H2的燃的燃烧热烧热H是多少？是多少？（2）加合法）加合法：运用所运用所给给方程式通方程式通过过加减的方法得到加减的方法得到所求所求的的热热化学方程式。化学方程式。1 1：如何测定：如何测定C(s)+1/2 OC(s)+1/2 O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反应热的反应热1.C(s)+O2(g)=CO2(g)H1-393.5kJ/mol2.CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2-283.0kJ/mol3.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H3？练习练习2.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(25,101kPa时时)说明说明：（：（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）并告诉大家你设计的理由。）并告诉大家你设计的理由。查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(s，石墨，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molC(s，金刚石，金刚石)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol-得：得：C(s，石墨，石墨)=C(s，金刚石，金刚石)H=+1.5kJ/mol3、已知下列反应的反应热 CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g)H2=-393.5 kJ/mol H2(g)+O2(g)=H2O(l)H3=-285.8 kJ/mol试计算下述反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)【解】分析各热化学方程式的关系，知道将（1）式反写（相当于逆反应，H变号），（2）（3）式各乘以2，并将三者相加，即可求出上述反应的反应热。2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)H2=-787.0 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H3=-571.6 kJ/mol+)2CO2(g)+2H2O(l)=CH3COOH(l)+2O2(g)-H1=870.3 kJ/mol-2C(s)+2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l)H=-488.3 kJ/mol 反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为-488.3kJ/mol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。一个数时，反应热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。加减，反应热也随之相加减。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“”、“”号必须随之改变。号必须随之改变。4 4若热化学方程式需相减，最好能先把被减方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。程式进行颠倒，然后相加，更不易出错。小结：小结：1.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的应的H，但可测出，但可测出CH4燃烧反应的燃烧反应的H1，根据盖，根据盖斯定律求斯定律求H4。已知：。已知：a.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3kJ/molb.C(石墨石墨)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5kJ/molc.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H3=-285.8kJ/mold.C(石墨石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4=?解解析析本本题题考考查查盖盖斯斯定定律律的的理理解解和和运运用用，可可用用“加加合法合法”。因为反应式因为反应式、之间有以下关系：之间有以下关系：2所以所以H4H22H3H1=-393.5 kJmol-1+2(-285.8 kJmol-1)-(-890.3 kJmol-1)=-74.8 kJmol1答案答案74.8 kJmol12、已知下列反应的反应热、已知下列反应的反应热CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H1870.3kJ/molC(s)O2(g)CO2(g)H2393.5kJ/molH2(g)1/2O2(g)H2O(l)H3285.8kJ/mol试计算下述反应的反应热试计算下述反应的反应热H:2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)H488.3kJ/molC(s)H2(g)O2(g)CH3COOH(l)O2(g)O2(g)3.某次发射火箭，用某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃烧，生中燃烧，生成成N2、液态、液态H2O。假如都在相同状态下，请写出发。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。已知：射火箭反应的热化学方程式。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)H2=-534kJ/mol2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)解析：解析：根据盖斯定律得根据盖斯定律得发射火箭反应的热化学方程式为：发射火箭反应的热化学方程式为：2-H=-1135.2kJ/mol4.已知已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=1370kJ/mol计算计算:2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H解：解：解：解：2+4-=2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H1=566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)H2=1143.2kJ/mol2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)H3=+1370kJ/mol+)2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)H339.2kJ/mol二、有关反应热的计算1计算依据(1)热化学方程热化学方程(2)盖斯定律盖斯定律(3)燃烧燃烧热的数据。(4)根据反应物和生成物的化学键断裂所吸收的能根据反应物和生成物的化学键断裂所吸收的能量，量，H反应物的化学键断裂所吸收的能量和反应物的化学键断裂所吸收的能量和生成物的化学键断裂所吸收的能量。生成物的化学键断裂所吸收的能量。(5)根据反应物和生成物的总能量计算根据反应物和生成物的总能量计算HE生成物生成物E反应物反应物(6)根据比热公式进行计算：根据比热公式进行计算：QcmT题型一：有关热化学反应方程式的书写题型一：有关热化学反应方程式的书写 1.已知一定量的物质参加反应放出的热量，已知一定量的物质参加反应放出的热量，2.利用键能计算反应热利用键能计算反应热 3.根据反应物的总能量和生成物的总能量计算根据反应物的总能量和生成物的总能量计算 4.利用盖斯定律利用盖斯定律题型二：根据已知的热化学方程式，进行有关的计算题型二：根据已知的热化学方程式，进行有关的计算（求放出的热量、参加反应的物质的量等）（求放出的热量、参加反应的物质的量等）题型三：比较大小。题型三：比较大小。(数值和数值和H不同）不同）题型四：燃烧热、中和热的判断、求算及测量题型四：燃烧热、中和热的判断、求算及测量2、反应热的计算类型、反应热的计算类型小结：小结：1.1.不管化学反应是一步完成或分几步完成不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关终态有关,而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。盖斯定律盖斯定律2.有关反应热的计算有关反应热的计算明确解题模式：审题明确解题模式：审题 分析分析 求解求解有关热化学方程式及有关单位书写正确有关热化学方程式及有关单位书写正确计算准确计算准确特殊要求的反应热（如：中和热、燃烧热）特殊要求的反应热（如：中和热、燃烧热）