选修4第1章第3节化学反应热的计算课件.pptx

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1、第三章 化学反应热的计算一、盖斯定律一、盖斯定律二、反应热的计算二、反应热的计算 在化学科研中，经常要通过实验在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出或测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的反应热，吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得过化学计算的方式间接获得.为了方为了方便反应热的计算，我们先来学习盖斯便反应热的计算，我们先来学习盖斯定律。定律。一、盖斯定律一、盖斯定律1、盖斯定律内容、盖斯定律内容 1840年年，瑞瑞 士士 化化 学学 家家 盖盖 斯斯（G HHess）

2、通通过过大大量量实实验验事事实实证证明明，不不管管化化学学反反应应是是一一步步完完成成或或分分几几步步完完成成，其其反反应应热热是是相同的。相同的。换换句句话话说说，化化学学反反应应的的反反应应热热只只与与反反应应体体系系的的始始态态和和终终态态有有关关，而而与与反反应应的的途途径径无无关关。这就是这就是盖斯定律盖斯定律。2、理解盖斯定律某某人人从从山山下下A到到达达山山顶顶B，无无论论是是翻翻山山越越岭岭攀攀登登而而上上，还还是是坐坐缆缆车车直直奔奔山山顶顶，其其所所处处的的海海拔拔都高了都高了300m即即山山的的高高度度与与A、B点点的的海海拔拔有有关关，而而与与由由A点点到到达达B点点的

3、的途途径径无关无关这这里里的的A相相当当于于反反应应体体系系的的始始态态，B相相当当于于反反应应体体系系的的终终态态.山山的的高高度度相相当当于于化化学学反反应应的的反反应热应热53.3.盖斯定律直观化盖斯定律直观化H HH H1 1+H+H2 2HH1H2H3H4H54、用能量守恒定律论证盖斯定律先从始态先从始态S变化到到终变化到到终态态L，体系放出热量，体系放出热量（H10)。经过一个循环，体系仍经过一个循环，体系仍处于处于S态，因为物质没态，因为物质没有发生变化，所以就不有发生变化，所以就不能引发能量变化，即能引发能量变化，即H1+H205、盖斯定律在科学研究中的重要意义有些反应进行得很

4、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利用用盖盖斯斯定定律律可可以以间间接接地地把把它它们们的的反反应应热热计计算出来算出来C（s）+O2（g）=CO（g）因为）因为C燃烧燃烧时不可能完全生成时不可能完全生成CO，总有一部分，总有一部分CO2生生成，因此这个反应的成，因此这个反应的H无法直接测得，请无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的算该反应的H。提示提示（1)C(s)+)C(s)+

5、O O2 2(g)(g)=CO=CO2 2(g)(g)H1=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+O(2)CO(g)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H3=-283.0 kJ/mol例题例题1H1=H2+H3 H2=H1-H3 =-393.5 kJ/mol-(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/molC(s)+O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJ/mol 同素异形体相互转化但反应热相当小而且同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点困难。现在可

6、根据盖斯提出的观点“不管化学不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的热效应是相同的”。已知：。已知：P P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)；=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/molH1P(sP(s、红磷、红磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s)(s)；=-738.5 kJ/mol =-738.5 kJ/molH2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白

7、磷白磷)=4 P(s、红磷红磷)；=-29.2 kJ/molH例题例题26、应用盖斯定律的注意要点1、热化学方程式、热化学方程式同乘以一个数同乘以一个数时，时，H也必也必须须同乘以该数值同乘以该数值；2、热化学方程式、热化学方程式相加减相加减时，同种物质之间可时，同种物质之间可相加减，相加减，H也随之相加减也随之相加减；3、将一个热化学方程式、将一个热化学方程式颠倒颠倒时，时，H的符号的符号也要随之改变也要随之改变(1)(1)虚拟路径法虚拟路径法若反应物若反应物A A变为生成物变为生成物E E，可以有三个途径：，可以有三个途径：由由A A直接变为生成物直接变为生成物E E，反应热为，反应热为H

8、 H由由A A经过经过B B变成变成E E，反应热分别为，反应热分别为H H1 1、H H2 2。由由A A经经过过C C变变成成D D，再再由由D D变变成成E E，反反应应热热分分别别为为H H3 3、H H4 4、H H5 5如图所示：如图所示：则则H HH H1 1+H H2 2 H H3 3+H H4 4+H H5 57、运用盖斯定律解题的一般方法(2)(2)加合法加合法即运用所给化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。即运用所给化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。7、运用盖斯定律解题的一般方法1.1.根据下列信息写出石墨转化成金刚石的热化学方根据下列信息写出石墨转化

9、成金刚石的热化学方程式：程式：C(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H1 1=-393.5=-393.5 kJ/molkJ/mol CO CO2 2(g)=C(s,(g)=C(s,金刚石金刚石)+O)+O2 2(g)(g)H H2 2=+395.0=+395.0 kJ/molkJ/mol拓展练习拓展练习C(石墨，石墨，s)=C(金刚石，金刚石，s)H=+1.5 kJ/mol2 2：已知下列各反应的焓变：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s)(

10、s)H H1 1=-1206.8 kJ/mol=-1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s)(g)=CaO(s)H H2 2=-635.1 kJ/mol=-635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H3 3=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol试求试求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓变的焓变H H4 4=+178.2kJ/mol=+178.2kJ/mol=的逆写的逆写3 3：按按照照盖盖斯斯定定

11、律律，结结合合下下述述反反应应方方程程式式回回答答问问题题,已知：已知：NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)HCl(s)H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/molNHNH3 3(g)=NH(g)=NH3 3(aq)H(aq)H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/molHCl(g)=HCl(aq)HHCl(g)=HCl(aq)H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/molNHNH3 3(aq)+HCl(aq)=NH(aq)+HCl(aq)=NH4 4Cl(aq)HCl(aq)H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3

12、kJ/molNHNH4 4Cl(s)=NHCl(s)=NH4 4Cl(aq)HCl(aq)H5 5=？则第则第个方程式中的反应热个方程式中的反应热H H是是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：根据盖斯定律和上述反应方程式得：=+=+的逆写，的逆写，即即H H5 5=+16.3kJ/mol=+16.3kJ/mol 你知道神六的火箭燃料是什么吗？4 4：某次发射火箭，用：某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生中燃烧，生成成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。已知：。已知：N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(

13、g)H(g)H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)HO(l)H2 2=-=-534kJ/mol 534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化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。学方程式。2 N N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)=(g)=3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2 的逆写：的逆写：5.5.在在100

14、g 100 g 碳不完全燃烧所得气体中，碳不完全燃烧所得气体中，COCO占占1/31/3体积，体积，COCO2 2占占2/32/3体积，且体积，且C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)H=(g)=CO(g)H=110.35kJ/mol110.35kJ/molCO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H=(g)H=282.57kJ/mol282.57kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）A.A.392.92 kJ B.2489.44 kJ392.92 kJ B.2489.44 kJ C.

15、784.92 kJ D.3274.3 kJ C.784.92 kJ D.3274.3 kJC C6.6.已已知知2525、101kPa101kPa下下，石石墨墨、金金刚刚石石燃燃烧烧的的热热化化学学方程式分别为方程式分别为C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H=(g)H=393.51kJ393.51kJmolmol1 1C(C(金刚石金刚石)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H=(g)H=395.41kJ395.41kJmolmol1 1据此判断，下列说法中正确的是据此判断，下列说法中正确的是()()A A、由由石石墨墨制制备备金金刚刚石石是

16、是吸吸热热反反应应；等等质质量量时时，石石墨墨的能量比金刚石的低的能量比金刚石的低B B、由由石石墨墨制制备备金金刚刚石石是是吸吸热热反反应应；等等质质量量时时，石石墨墨的能量比金刚石的高的能量比金刚石的高C C、由由石石墨墨制制备备金金刚刚石石是是放放热热反反应应；等等质质量量时时，石石墨墨的能量比金刚石的低的能量比金刚石的低D D、由由石石墨墨制制备备金金刚刚石石是是放放热热反反应应；等等质质量量时时，石石墨墨的能量比金刚石的高的能量比金刚石的高A A7.7.已知已知 CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H(g)H1 1=283.0 kJ/mo

17、l283.0 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)HO(l)H2 2=285.8 kJ/mol285.8 kJ/molCC2 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HH2+4 2+4 的逆写的逆写 =HH339.2 kJ/mol339.2

18、kJ/mol8、FeFe2 2O O3 3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 2(g)(g)H=H=25Kj/mol25Kj/mol 3Fe 3Fe2 2O O3 3(s)(s)CO(g)=2FeCO(g)=2Fe3 3O O4 4(s)(s)COCO2 2(g)(g)H=H=47Kj/mol47Kj/mol FeFe3 3O O4 4(s)(s)CO(g)=3FeO(s)CO(g)=3FeO(s)COCO2 2(g)(g)H=H=19Kj/mol19Kj/mol则则FeO(s)FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO(g)=Fe(s)COCO

19、2 2(g)(g)的的HH？H=1/6 3+(3+(2 2 )的逆写的逆写 H=11Kj/mol9、已知相同条件下已知相同条件下4Ca4Ca5 5(PO(PO4 4)3 3F(s)F(s)3SiO3SiO2 2(s)=6Ca(s)=6Ca3 3(PO(PO4 4)2 2(s)(s)2CaSiO2CaSiO3 3(s)(s)SiFSiF4 4(g)H(g)H1 12Ca2Ca3 3(PO(PO4 4)2 2(s)+10C(s)=P(s)+10C(s)=P4 4(g)+6CaO(s)+10CO(g)H(g)+6CaO(s)+10CO(g)H2 2SiOSiO2 2(s)+CaO(s)=CaSiO(

20、s)+CaO(s)=CaSiO3 3(s)H(s)H3 3则则4Ca4Ca5 5(PO(PO4 4)3 3F(s)+21SiOF(s)+21SiO2 2(s)+30C(s)=3P(s)+30C(s)=3P4 4(g)(g)+20CaSiO +20CaSiO3 3(s)+30CO(g)+SiF(s)+30CO(g)+SiF4 4(g)H?(g)H?H=H1+3H2+18 H3二、反应热的计算1、利用热化学方程式、利用热化学方程式反应热与各物质的物质的量成反应热与各物质的物质的量成正比正比热热化化学学方方程程式式与与数数学学上上的的代代数数方方程程式式相相似似，可可以以移移项项同同时时改改变变正正

21、负负号号，各各项项的的化化学学计计量量数数包包括括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数注注意意：不不论论化化学学反反应应是是否否可可逆逆，热热化化学学方方程程式式中中的的反反应应热热 H表表示示反反应应进进行行到到底底（完完全全转转化化）时时的能量变化。的能量变化。2 2、利用燃烧热、利用燃烧热可燃物完全燃烧放出的热量可燃物完全燃烧放出的热量n n(可燃物可燃物)|)|H|H|注意：这里的注意：这里的H H为燃烧热。为燃烧热。二、反应热的计算3 3、利用中和热、利用中和热中和反应放出的热量中和反应放出的热量=n(H=n(H2 2O)|O)|H|H|注意：这里的

22、注意：这里的H H为中和热。为中和热。4 4、利用盖斯定律、利用盖斯定律将将2 2个个或或2 2个个以以上上的的热热化化学学方方程程式式相相加加或或相相减减得得到到一一个个新新的的热热化化学学方方程程式，则式，则H H也要作相应的加减。也要作相应的加减。注注意意：求求总总反反应应的的反反应应热热，不不能能不不假假思思索索地地将将各各步步反反应应的的反反应应热热简简单单相相加加。不不论论一一步步进进行行还还是是分分步步进进行行，始始态态和和终终态态完完全全一一致致，盖盖斯斯定定律律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好

23、消耗完。二、反应热的计算5 5、利用反应物和生成物的总能量、利用反应物和生成物的总能量H H生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量6 6、根据反应物和生成物的键能、根据反应物和生成物的键能H H反应物的总键能反应物的总键能生成物的总键能生成物的总键能。7 7、根据比热容公式进行计算、根据比热容公式进行计算Q Qcmcmt t【例例1 1】298K298K、101KPa101KPa时时，将将1.0 1.0 g g钠钠与与足足量量的的氯氯气气反反应应，生生成成氯氯化化钠钠晶晶体体并并放放出出17.87 17.87 KJKJ的的热热量量，求求生生成成1mol 1mol 氯化钠的反应

24、热？氯化钠的反应热？二、有关反应热的计算二、有关反应热的计算【例例2 2】乙乙醇醇的的燃燃烧烧热热是是H=-1366.8kJ/molH=-1366.8kJ/mol，在在2525，101kPa101kPa时时，1kg1kg乙乙醇醇充充分分燃燃烧烧后后放放出出多多少热量？少热量？章节复习1、化学反应中的能量变化、化学反应中的能量变化1）放热反应）放热反应(H0)断裂化学断裂化学 形成化学形成化学键吸收的键吸收的 键放出的键放出的总能量总能量 总能量总能量反应反应 生成生成物总物总 物总物总能量能量 能量能量贮存在物质贮存在物质内部的能量内部的能量转化为热能转化为热能2）吸热反应）吸热反应(H 0)

25、断裂化学断裂化学 形成化学形成化学键吸收的键吸收的 键放出的键放出的总能量总能量 总能量总能量反应反应 生成生成物总物总 物总物总能量能量 能量能量热能转化为物热能转化为物质内部的能量质内部的能量储存起来储存起来2、热化学方程式、热化学方程式热热化化学学方方程程式式定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式系的化学方程式书写书写1）注聚集状态）注聚集状态2）化学计量数可整数也可分数）化学计量数可整数也可分数3）注温度、压强）注温度、压强4）标出）标出H 的数值、符号和单位的数值、符号和单位应用：反应热计算的依据应用：反应热计算的依据3、能源、

26、能源能源能源化石能源化石能源包括：煤、石油、天然气包括：煤、石油、天然气缺点：蕴藏量有限，不能再生，缺点：蕴藏量有限，不能再生，利用率低，无污染环境利用率低，无污染环境措施：开源节流措施：开源节流新能源新能源包括：太阳能、氢能、地热能、包括：太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能生物质能等风能、海洋能生物质能等特点：资源丰富，可以再生，没特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很轻有污染或污染很轻专题要点专题要点1、热化学方程式的正误判断、热化学方程式的正误判断1）检测）检测H 符号的正误符号的正误2）检查是否注明物质的聚集状态）检查是否注明物质的聚集状态3）检查）检查H 的数值与化学计量数是否对

27、应的数值与化学计量数是否对应4）特殊反应热）特殊反应热A热化学方程式与燃烧热的热化学方程式热化学方程式与燃烧热的热化学方程式燃烧热的热化学方程式限制可燃物为燃烧热的热化学方程式限制可燃物为1mol，而热化学方程，而热化学方程式不限制各反应物的物质的量式不限制各反应物的物质的量B同素异形体与热化学方程式同素异形体与热化学方程式书写时要标明物质的状态和名称书写时要标明物质的状态和名称2、反应热的大小与计算、反应热的大小与计算利用盖斯定律比较反应热的大小利用盖斯定律比较反应热的大小(1)同一反应生成物状态不同同一反应生成物状态不同A(g)+B(g)=C(g)H 10A(g)+B(g)=C(l)H 20则有则有H 2 H 1(2)同一反应反应物状态不同同一反应反应物状态不同S(g)+O2(g)=SO2(g)H 10S(s)+O2(g)=SO2(g)H 20则有则有H 1 H 2GoodbyeGoodbyeGoodbyeGoodbye