反应焓变的计算 优秀课件.ppt

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1、反应焓变的计算 第1页，本讲稿共21页笃学二笃学二 反应焓变的计算反应焓变的计算1.计算依据计算依据反反应应热热计计算算的的主主要要依依据据是是热热化化学学方方程程式式、盖盖斯斯定定律律等等相相关关数据。数据。2应用技巧应用技巧化化学学反反应应的的热热效效应应只只与与始始态态、终终态态有有关关，与与反反应应过过程程无无关关，反反应热总值应热总值一定。如下一定。如下图图表示始表示始态态到到终态终态的反的反应热应热。则则H =。H1H2 H3H4H5第2页，本讲稿共21页【慎慎思思1】化化学学反反应应的的焓焓变变，就就如如我我们们爬爬山山，不不论论选选择择哪哪条条路路线线，高高度度总总是是相相同同

2、的的(如如图图)，请请从从理理论论上上说说明明为为什什么么化化学学反反应应的的焓变焓变与化学反与化学反应过应过程无关？程无关？提提示示化化学学反反应应遵遵循循质质量量守守恒恒和和能能量量守守恒恒。在在指指定定的的状状态态下下，各各种种物物质质的的焓焓值值都都是是确确定定且且唯唯一一的的，因因此此反反应应不不论论是是一一步步完完成成，还还是是分分步步完完成成，最最初初的的反反应应物物和和最最终终的的产产物物都都是是一一样样的的。反应物和反应产物的焓的差值都是一样的。反应物和反应产物的焓的差值都是一样的。第3页，本讲稿共21页【慎慎思思2】根根据据热热化化学学方方程程式式进进行行计计算算时时应应注

3、注意意哪哪些些问问题题？提提示示1.反反应应焓焓变变的的数数值值与与各各物物质质的的系系数数成成正正比比。因因此此热热化化学学方方程程式式中中各各物物质质的的系系数数改改变变时时，其其反反应应焓焓变变的的数数值值需需同同时时做相同倍数的改变。做相同倍数的改变。2正、逆反应的反应热焓变的数值相等，符号相反。正、逆反应的反应热焓变的数值相等，符号相反。3热热化化学学方方程程式式与与数数学学上上的的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负负号号，各各项项的的系系数数包包括括H的的数数值值可可以以同同时时扩扩大大或或缩缩小小相相同同的倍数。的倍数。4多多个个热热化化学学方方程程式式

4、可可以以相相加加或或相相减减，H也也进进行行相相应应的的相加或相减，得到一个新的热化学方程式。相加或相减，得到一个新的热化学方程式。5热热化化学学方方程程式式中中的的反反应应焓焓变变是是指指反反应应按按照照所所给给形形式式进进行行完全时的反应焓变。完全时的反应焓变。第4页，本讲稿共21页盖盖斯斯定定律律的的应应用用价价值值在在于于可可以以根根据据已已准准确确测测定定的的反反应应焓焓变变来来求求实实验验难难测测或或根根本本无无法法测测定定的的反反应应焓焓变变，可可以以利利用用已已知知的的反反应焓变计应焓变计算未知的反算未知的反应焓变应焓变。1同素异形体反同素异形体反应焓变应焓变的求算及的求算及稳

5、稳定性的比定性的比较较。2根根据据一一定定量量的的物物质质参参加加反反应应放放出出的的热热量量(或或根根据据已已知知的的热热化学方程式化学方程式)，进进行有关反行有关反应焓变应焓变的的计计算或大小比算或大小比较较。第5页，本讲稿共21页【例例1】1840年年，瑞瑞士士化化学学家家盖盖斯斯提提出出了了化化学学反反应应的的热热效效应应仅仅与与反反应应物物的的最最初初状状态态及及生生成成物物的的最最终终状状态态有有关关，而而与与其其中中间间步步骤骤无关。按此无关。按此规规律，律，结结合下述反合下述反应应方程式，回答方程式，回答问题问题。已知：已知：(1)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H1

6、76 kJmol1(2)NH3(g)H2O(l)=NH3H2O(aq)H35.1 kJmol1(3)HCl(g)H2O(l)=HCl(aq)H72.3 kJmol1(4)NH3(aq)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H52.3 kJmol1第6页，本讲稿共21页(5)NH4Cl(s)2H2O(l)=NH4Cl(aq)HQ则则第第(5)个方程式中的反个方程式中的反应热应热是是_。解析解析考查盖斯定律的理解运用。考查盖斯定律的理解运用。本题可用本题可用“加合法加合法”，也可用，也可用“虚拟路径法虚拟路径法”。a加合法加合法(4)(3)(2)(1)与与(5)相比较得反应热是相比较得反应热是16.3

7、 kJmol1。b虚拟路径法虚拟路径法设计反应的虚拟过程设计反应的虚拟过程第7页，本讲稿共21页则则有有：H35.1 kJmol1(72.3 kJmol1)(52.3 kJmol1)176 kJmol116.3 kJmol1。答案答案16.3 kJmol1第8页，本讲稿共21页利利用用盖盖斯斯定定律律进进行行问问题题分分析析时时，常常采采用用热热化化学学方方程程式式加加合合法和虚拟途径法。法和虚拟途径法。(1)加加合合法法：根根据据需需要要将将热热化化学学方方程程式式进进行行代代数数转转换换，然然后后相相加加，得得出出所所需需要要的的热热化化学学方方程程式式。转转换换时时应应注注意意各各物物质

8、质的的系系数与数与H的数值同等倍数的改变，的数值同等倍数的改变，H的符号也作相应的改变。的符号也作相应的改变。(2)虚拟途径法虚拟途径法先先根根据据题题意意虚虚拟拟转转化化过过程程，然然后后根根据据盖盖斯斯定定律律列列式式求求解解，即可求得待求的反应热。即可求得待求的反应热。第9页，本讲稿共21页解析解析 答案答案P4(白磷，白磷，s)=4P(红磷，红磷，s)H29.2 kJmol1第10页，本讲稿共21页1根根据据热热化化学学方方程程式式进进行行计计算算：焓焓变变与与反反应应物物各各物物质质的的物物质质的量成正比。如：的量成正比。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.6 kJ

9、mol1，生生成成2 mol H2O(l)，H571.6 kJmol1；生生成成1 mol H2O(l)，H285.8 kJmol1。2根据反根据反应应物和生成物的物和生成物的总焓计总焓计算算HH(反反应产应产物物)H(反反应应物物)3依依据据反反应应物物化化学学键键断断裂裂与与生生成成物物化化学学键键形形成成过过程程中中的的能能量量变变化化计计算算H反反应应物物的的化化学学键键断断裂裂吸吸收收的的能能量量生生成成物物的的化化学学键键形形成成释释放的能量放的能量第11页，本讲稿共21页4根据盖斯定律的根据盖斯定律的计计算算5根据比根据比热热公式求算：公式求算：QcmT【例例2】发发射射卫卫星星

10、时时可可用用肼肼(N2H4)为为燃燃料料，用用二二氧氧化化氮氮为为氧氧化化剂剂，这这两种物两种物质质反反应应生成氮气和水蒸气。已知：生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1试试计计算算1 mol肼肼和和二二氧氧化化氮氮完完全全反反应应时时放放出出的的热热量量为为_，写写出出肼肼与与二二氧氧化化氮氮反反应应的的热热化化学学方方程程式式：_。第12页，本讲稿共21页解析解析由题意可知：由题意可知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H1 67.7 kJmol 1，N2H4(g

11、)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1，根根据据盖盖斯斯定定律律，令令2得得 2N2H4(g)N2(g)=2N2(g)4H2O(g)2NO2(g)，H2H2H1，整整理理得得2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)，H2H2H1534 kJmol1267.7 kJmol11 135.7 kJmol1，则则1 mol N2H4与与NO2完完全全反反应应时时放放出出的的热热量量为为567.85 kJ。答答案案567.85 kJ2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 135.7 kJmol1第13页，本讲稿共21页利利用用盖盖斯斯定定

12、律律求求解解目目标标反反应应的的H或或能能量量时时，应应先先据据题题意意列列出出该该反反应应的的大大致致轮轮廓廓，调调整整已已知知反反应应的的系系数数，利利用用反反应应式式的的相相加或相减，消去目标反应中不存在的物质即可。加或相减，消去目标反应中不存在的物质即可。第14页，本讲稿共21页第15页，本讲稿共21页答案答案C 第16页，本讲稿共21页第17页，本讲稿共21页请请回答：回答：(1)根根据据以以上上数数据据，写写出出C(s)与与水水蒸蒸气气反反应应的的热热化化学学反反应应方方程式：程式：_。(2)比比较较反反应应热热数数据据可可知知，1 mol CO(g)和和1 mol H2(g)完完

13、全全燃燃烧烧放放出出的的热热量量之之和和比比1 mol C(s)完完全全燃燃烧烧放放出出的的热热量量多多。甲甲同同学学据据此此认认为为“煤煤转转化化为为水水煤煤气气可可以以使使煤煤燃燃烧烧放放出出更更多多的的热热量量”；乙乙同学根据盖斯定律做出下列循同学根据盖斯定律做出下列循环图环图：第18页，本讲稿共21页并并据据此此认认为为“煤煤转转化化为为水水煤煤气气再再燃燃烧烧放放出出的的热热量量与与煤煤直直接接燃燃烧烧放出的放出的热热量相等量相等”。请请分分析析：甲甲、乙乙两两同同学学观观点点正正确确的的是是_(填填“甲甲”或或“乙乙”)；判断的理由是；判断的理由是_。(3)将将煤煤转转化化为为水水

14、煤煤气气作作为为燃燃料料和和煤煤直直接接燃燃烧烧相相比比有有很很多多优优点点，请请列列举举其其中中的的两两个个优优点点：_。(4)水水煤煤气气不不仅仅是是优优良良的的气气体体燃燃料料，也也是是重重要要的的有有机机化化工工原原料料。CO和和H2在在一一定定条条件件下下可可以以合合成成：甲甲醇醇甲甲醛醛甲甲酸酸乙乙酸酸。试试分分析析当当CO和和H2按按1 1的的体体积积比比混混合合反反应应，合合成成上上述述_(填填序序号号)物物质质时时，可可以以满满足足“绿绿色色化化学学”的的要要求求，完完全全利利用原料中的原子，用原料中的原子，实现实现零排放。零排放。第19页，本讲稿共21页解解 析析 根根 据

15、据 盖盖 斯斯 定定 律律 将将 方方 程程 式式 合合 并并 即即 可可 得得 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1，由由此此可可知知煤煤转转化化成成水水煤煤气气是是吸吸热热反反应应，而而甲甲正正是是忽忽略略了了这这个个问问题题，才才误误认认为为“煤煤转转化化成成水水煤煤气气可可以以使使煤煤燃燃烧烧放放出出更更多多的的热热量量”。CO和和H2按按1 1反反应应合合成成物物质质时时，可可达达到到零零排排放放，符符合合“绿绿色色化化学学”的的要要求求，则合成的物质的最简式应满足则合成的物质的最简式应满足CH2O，则，则、符合。符合。答答 案案 (1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H 131.5 kJmol1(2)乙乙甲甲同同学学忽忽略略了了煤煤转转化化为为水水煤煤气气要要吸吸收收热热量量(或或H1H2H3，且且H20)(3)减减少少污污染染燃燃烧烧充充分分方便运方便运输输(任任选选两个作答两个作答)(4)第20页，本讲稿共21页单击此处进入 活页规范训练第21页，本讲稿共21页