4-1-3-1第三节__化学反应热的计算1.ppt

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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算第第1 1课时课时新课标人教版选修四新课标人教版选修四制作于制作于2013年年11月月298K298K，101kPa101kPa时，合成氨反应的热化学方程式时，合成氨反应的热化学方程式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g);(g);H H =-2.38kJ/mol=-2.38kJ/mol。在在该该温度下，取温度下，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

2、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，在密闭容器中进行该该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，反应将达到平衡状态，1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol 3 mol H H2 2(g)(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放因而放出的热量总小于出的热量总小于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

3、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？G.H.GermainG.H.GermainHenriHenriHessHess(1802(18021850)1850)俄国化学家。俄文名为俄国化学家。俄文名为。18021802年年8 8月月7 7日生于瑞士日内瓦，日生于瑞士日内瓦，18501850年年1212月月1212日卒于俄国圣彼得堡日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒现为列宁格勒)。3 3岁随父侨居俄国岁随父侨居俄国,并在俄国并在俄国受教育。受教育。18251825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学

4、和地质学的基础教育。础教育。1826182618271827年，在斯德哥尔摩年，在斯德哥尔摩J.J.J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。18301830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。18381838年成为俄国科学院院士。年成为俄国科学院院

5、士。盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。18361836年发现，在任何一个化学年发现，在任何一个化学反应过程中反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量反应所放出的总热量相同，并于相同，并于18401840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应

6、不能为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接直接发生时，应用此定律可间接发生时，应用此定律可间接求得反应热。求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有纯粹化学基础纯粹化学基础(1834)(1834)，曾用作俄国教科书达曾用作俄国教科书达4040年。年。盖斯定律是盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的，在热力学第一定律之前发现的，实际上是热力学实际上是热力学第一定律在化第一定律在化学反应的具体体现，学反应的具体体现，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础，使化学方程式像普通代数方程那样进行运算，从而可

7、以使化学方程式像普通代数方程那样进行运算，从而可以根据已经准确测定的根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反应热。热力学数据计算难以测定的反应热。盖斯简介盖斯简介一盖斯定律：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,其反应热是相同其反应热是相同.换句话说换句话说,化学反应的反应热只与反应体化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关系的始态和终态有关,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)

8、=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

9、直接测得这些反应的反应热，可通过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。盖斯定律获得它们的反应热数据。2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：写出目标方程式确定方法：写出目标方程式确定“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”。【例题例题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)+

10、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，其反应热效应都是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组合而成，也就是三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应说，看看反应能不能分成能不能分成几步完成。几步完成。2+4-=所以，所以，HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol例例2：写出：写出石墨变成金

11、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=-393.5kJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/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？若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃烧,产热QKJ

12、,则两者的物质的量之比为:你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例3 3：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，中燃烧，生成生成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)(g)HH1 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

13、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 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol 例例4：已知：已知：CH（g）+O2（g）=CO2（g）+H2 O（l）H=-Q1 KJ/mol2H2（g）+O2（g）=H2 O（g）H=-Q2 KJ/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+0.05Q31.已知已知25

14、、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：分别为：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比金刚石的低 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比金刚石的高 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比金刚石的低 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高比金刚石的高A2.在在100 g 100 g 碳碳不完全燃烧所得气体中，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)+1/2O2(g)=CO(g)；=110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；=282.57kJ/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.392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJHHC再见再见