化学反应热的计算课件.ppt

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1、第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算思考：为什么在热化学反应方程式中通常可思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？不表明反应条件？正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。不能省去。学与思学与思（1）已知石墨的燃烧热：）已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol1.写出石墨的完全燃烧的热化学方程式写出石墨的完全燃烧的热化学方程式2.二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应 （

2、2 2）298K298K，101kPa101kPa时，合成氨反应的热化学方程时，合成氨反应的热化学方程式式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g)(g)H H =-92.38kJ/mol=-92.38kJ/mol。在该温度下，取在该温度下，取1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放在一密放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于出的热量总是少于92.38kJ92.38kJ，其原因是什么？，其原因是什么？该反应是可逆反应，在密闭容器

3、中进行该反应该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，将达到平衡状态，1 mol N 1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)不能完不能完全反应生成全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的热量总小于，因而放出的热量总小于92.38kJ92.38kJ学与思学与思如何测定如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应的反应热热H1能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？一盖斯定律：一盖斯定律：1.1.盖斯定律的内容盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成不管化

4、学反应是一步完成或分几步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说其反应热是相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关态有关,而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。HH1+H22.盖斯定律直观化CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+实例实例1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3-393.5kJ/mol+)H1+H2=H3H1=H3H2=-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol)=-110.5k

5、J/mol下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗？的燃烧热吗？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1241.8kJ/molH2O(g)=H2O(l)H244kJ/mol已知已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)HH1H2285.8kJ/mol实例实例2 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，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。斯定律获得它们的反应热数据。3盖斯定律的应用关键：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：写出目标方程式确定写出

6、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）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“四则运算式四则运算式”。例例1 1，同素异形体相互转化但反应热相当小而，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，测定反应热很且转化速率慢，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。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效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应是相同的”。已知：。已知：P P4 4(s,(s,白磷白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(

7、g)=P4 4O O1010(s)=-2983.2 kJ/mol(s)=-2983.2 kJ/molH1 P(s,P(s,红磷红磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s)=-738.5 kJ/mol(s)=-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-4得得_。P4(s,白磷白磷)=4P(s,红磷红磷)=-29.2kJ/molH例例2：写出：写出石墨变成金刚石石墨变成金刚石的热化学方程式的热化学方程式 (25,101kPa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

8、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。查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0395.0kJ/molkJ/mol所以，所以，-得：得：C(石墨，石墨，s)=C(金刚石，金刚石，s)H=+1.5kJ/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？【例题【例题3】已知】已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285

9、.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol试计算试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H【解】：根据盖斯定律，反应根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应效应都是相同的。下面就看看反应能不能由能不能由三个反应通过加减乘除三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应组合而成，也就是说，看看反应能不能分成能不能分成几步完成。几步完成。所以，所以，HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol2

10、+4-=你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例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，生成中燃烧，生成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(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学方程式。假

11、如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol 2-2例例5：已知：已知：CH(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-Q1 KJ/mol2H2(g)+O2(g)=H2 O(g)H=-Q2KJ/mol2H2(g)+O2(g)=H2 O(l)H=-Q3 KJ/mol常温下常温下,取体积比取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况标况),经完全燃烧恢复常温经完全燃烧恢复常温,放出的热为放出的热为:0.4Q1+0.5Q31.已知已知25、101kPa下，石

12、墨、金刚石燃烧的热化学方程式分下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：别为：据此判断，下列说法正确的是（据此判断，下列说法正确的是（）A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低金刚石的低 B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高金刚石的高 C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低金刚石的低 D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比由石墨制备金刚石是放热反应；等质

13、量时，石墨的能量比金刚石的高金刚石的高A2,已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式：Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S）H1；Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO（S）H2；则则Zn（S）+HgO（S）=Hg（l）+ZnO（S），），H值为值为=？()A、H2-H1 B、H2+H1 C、H1-H2 D、-H1-H2c二反应热的计算：二反应热的计算：利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写写 1.已知一定量的物质参加反应放出的热量，写已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学

14、反应方程式。出其热化学反应方程式。2、有关反应热的计算、有关反应热的计算（1）盖斯定律及其应用）盖斯定律及其应用（2）根据一定量的物质参加反应放出的热量根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。应热的计算或比较大小。(3)利用键能计算反应热利用键能计算反应热 题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量课本P13 例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s)23g/mol H 1.0g 17.87kJH23g/mol(17

15、.87kJ)1.0g 411kJ/mol答：注意热化学方程式正确书写，特注意热化学方程式正确书写，特别注意有关别注意有关单位单位的正确书写的正确书写。课本P13 例2：【解】C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)46g/mol 1366.8kJ/mol 1000g XX(1366.8kJ/mol 1000g)/46g/mol 29710kJ答：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量设设1kg乙醇燃烧后放出的热量为乙醇燃烧后放出的热量为X已知：已知：欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为的质量比约为A.2:3.25 B.

16、12:3.25 C.1:1 D.393.5:241.8B变式练习变式练习氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)；H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)；H893kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出放出热量最少的是热量最少的是 A H2(g)B C

17、O(g)C C8H18(l)D CH4(g)142.9:9.43:48.4:55.8B1已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=283.0kJ/mol 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比_课堂练习：H2:0.2molCO：0.2mol1:1若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生的热量为Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为：。2已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C(金刚石,s)+O2(g)=CO

18、2(g)H1395.41kJ/molC(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)H2393.51kJ/mol课堂练习：课堂练习：(Q-393.51):(395.41-Q)课堂练习：课堂练习：3已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（）AQ1Q2 B BQ1=Q2C Q1Q2 D无法确定设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！盖斯定律的灵活应用盖斯定律的灵活应用A例例4,4,充分燃烧一定量的丁烷充分燃烧一定量的丁烷,放出热为放出热为Q.Q.完全吸完全吸收它生成收它生成COCO2 2生成正盐生成正盐,需需5mol/L5mol/L的的KOHKOH溶液溶液100mL,100mL,则丁烷的燃烧热为则丁烷的燃烧热为:_:_例例5,已知已知:H2O(g)H2O(l)H1=Q1 kJ/mol C2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2=Q2kJ/mol C2H5OH(g)3O2(g)=3H2O(g)2CO2(g)H3 =Q3kJ/mol若使若使23g液体酒精完全燃烧液体酒精完全燃烧,最后恢复到室温最后恢复到室温,则则放出的热量为放出的热量为:_课堂练习：16Q0.5(Q2-Q3-3Q1）