高一化学化学反应热的计算优秀课件.ppt
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1、高一化学化学反应热的计算第1页,本讲稿共48页思考:为什么在热化学反应方程式中通常可不思考:为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件?表明反应条件?强调:强调:正逆反应的反应热效应数值相等,符号相正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。反。“+”不能省去。不能省去。知识回顾知识回顾已知石墨的燃烧热: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应用:应用:热化学方程式还可以表示理论可进行实际热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学
2、反应难进行的化学反应第2页,本讲稿共48页思考思考298K,101kPa时,合成氨反应的热化学时,合成氨反应的热化学方程式方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H =-92.38kJ/mol在该温度下,取在该温度下,取1molN2(g)和和3molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于得反应放出的热量总是少于92.38kJ,其原因是,其原因是什么?什么?该反应是该反应是可逆反应可逆反应,在密闭容器中进行,在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态,该反应将达到平衡状态,1molN2(g)和和3molH2(g)
3、不能完全反应不能完全反应生成生成2molNH3(g),因,因而放出的热量总小于而放出的热量总小于92.38kJ第3页,本讲稿共48页H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么,那么,H2的燃烧热的燃烧热H究竟是多少?如何计算?究竟是多少?如何计算?已知:已知:H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=H1+H2=-285.8kJ/molH2O(l)=H2(g)+1/2O2(g)H=?下列数据下列数据H H1 1表示燃烧热吗?表示燃烧热吗?判断H=+285.8kJ/mol正、逆反应的反应热数值相等,符号相反正
4、、逆反应的反应热数值相等,符号相反第4页,本讲稿共48页燃烧热表示为:燃烧热表示为:1、H2的燃烧热是的燃烧热是241.8kJ/mol。2、H2的燃烧热的燃烧热H=-285.8kJ/mol第5页,本讲稿共48页如何测定如下反应如何测定如下反应:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热的反应热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?思考思考计算计算第6页,本讲稿共48页一盖斯定律:一盖斯定律: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学反应是一步完成或分几步完成或分几步完成,其反应热相同。其反应热相同。换句话说换句话说
5、,化化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关关,而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。2.盖斯定盖斯定律直观化律直观化HH1+H2第7页,本讲稿共48页 CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2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)=-110.5kJ/mol第8页,本讲稿共48页如何测定如下反应如何测定如下反应:C
6、(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热的反应热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?思考思考计算计算C(s)+1/2O2(g)=CO(g);H1-110.5kJ/mol第9页,本讲稿共48页已知 C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=-110.5kJ/mol2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H2=-566.0kJ/mol求 C(s)+O2(g)=CO2(g)H3=?A:得出得出-393.5kJ/molB:得出得出-676.5kJ/mol 第10页,本讲稿共48页 求总反应的反应热,不能不假思索地将求总反应的反应热,不能不假
7、思索地将各步反应的反应热简单相加。各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行,始态和终不论一步进行还是分步进行,始态和终态完全一致,盖斯定律才成立。态完全一致,盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现,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。最后应该恰好消耗完。自主归纳:自主归纳:计算注意事项计算注意事项第11页,本讲稿共48页自主归纳:自主归纳:解题步骤解题步骤确定待求的反应方程式;确定待求的反应方程式;找出待求方程式中各物质出现在已知方找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置;程式的什么位置;根据未知方程式中各物质计量数和位置根据未知方程式中各物质计量
8、数和位置的需要对已知方程式进行处理,或调整计的需要对已知方程式进行处理,或调整计量数,或调整反应方向;量数,或调整反应方向;实施叠加并检验上述分析的正确与否。实施叠加并检验上述分析的正确与否。第12页,本讲稿共48页 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,很难直接测得很难直接测得这些反应的这些反应的反应热反应热,可通过盖斯,可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。定律获得它们的反应热数据。2 2盖斯定律的应用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: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”
9、(要要消去的物质消去的物质)2.然后用消元法逐一消去然后用消元法逐一消去“过渡物质过渡物质”,导出导出“四则运算式四则运算式”。盖斯简介盖斯简介第13页,本讲稿共48页【例例1】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试计算试计算:2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H【解解】:2+4-=HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol第14页
10、,本讲稿共48页例例1: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,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。先思考,之后小组讨论汇报先思考,之后小组讨论汇报第15页,本讲稿共48页 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?若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃烧,产热QKJ,则两者的物质的量之比为:查燃烧热表知:查燃烧热表知:C(石墨,石墨,s)+O2(g)=CO2(g)HH1 1=-=-393.5393.5kJ/mo
11、lkJ/molC(金刚石,金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)HH2 2=-=-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石墨不会自动变成金刚石,石墨与金刚石的能量相差不远。石墨不会自动变成金刚石,石墨与金刚石的能量相差不远。第16页,本讲稿共48页例例3在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g)+O2(f)=2H2O(l);H=-H=-571.6kJmolmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-H=-22
12、20kJmolmol-5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则,则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解1:设设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x,y答:氢气和丙烷的体积比为答:氢气和丙烷的体积比为3:1x+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:13.)求混合物的组成求混合物的组成x=3.75moly=1.25mol第17页,本讲稿共48页例例3在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为
13、:在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-H=-571.6kJmolmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-H=-2220kJmolmol-5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则,则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解2:1molH2燃烧放热燃烧放热571.6kJ/2=285.8kJ答:氢气和丙烷的体积比为答:氢气和丙烷的体积比为3:11molC3H8燃烧放热燃烧放热2220kJ1mol混合气混合气燃烧
14、放热燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.631第18页,本讲稿共48页例例3在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(液液)+571.6kJmolmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)+2220kJmolmol-5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则,则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解3:(巧解)巧解)5mol混
15、合气中,混合气中,C3H8物质的量必小于物质的量必小于2mol,H2的物质的量必大于的物质的量必大于3mol。2molC3H8燃烧放热燃烧放热4440kJ,超过总放热量超过总放热量3847kJn(H2):n(C3H8)必大于必大于3:2选选B第19页,本讲稿共48页例例4:已知:已知:CH(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=-Q1KJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=-Q2KJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-Q3KJ/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的甲烷和氢气的混合气体气体11.2L(标况标况),经完
16、全燃烧恢复常温经完全燃烧恢复常温,放出的放出的热为热为:0.4Q1+0.05Q3第20页,本讲稿共48页你知道“神六”的火箭燃料是什么吗?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=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)H2=-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=-11
17、35.2kJ/mol 第21页,本讲稿共48页 1 1、请用自己的话描述、请用自己的话描述一下盖斯定律。一下盖斯定律。2 2、盖斯定律有哪些用途?、盖斯定律有哪些用途?总结归纳第22页,本讲稿共48页 盖盖斯斯定定律律: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相同同.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径无关途径无关.因因为为有有些些反反应应进进行行得得很很慢慢,有有些些反反应应不不容容易易直直接接发发生生,有有些些反反应应的的产产品品不不纯纯(有有
18、副副反反应应发发生生),这这给给测测定定反反应应热热造造成成了了困困难难.此此时时如如果果应应用用盖盖斯斯定律定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来就可以间接地把它们的反应热计算出来.第23页,本讲稿共48页二反应热的计算:二反应热的计算:利用反应热的概念、盖斯定律、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热化学方程式进行有关反应热的计算算:题型一:有关热化学反应方程式的的含题型一:有关热化学反应方程式的的含义及书写义及书写题型二:燃烧热、中和热的判断、求算题型二:燃烧热、中和热的判断、求算及测量及测量第24页,本讲稿共48页具体内容具体内容:1.已知一定量的物质参加反应放
19、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第25页,本讲稿共48页【例例1】298K、101KPa时时,将将1.0 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 KJ的的热热量量,求
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