13反应热的计算.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了解热化学方程式的含义，了解热化学方程式的含义，理解盖斯定律理解盖斯定律的内容，能用盖斯定律和热化学方程式进的内容，能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。行有关反应热的简单计算。一、盖斯定律一、盖斯定律 如何理解如何理解盖斯定律？盖斯定律？1.1.登山登山坐缆车坐缆车或步行或步行请把下面生活请把下面生活实例与盖斯定实例与盖斯定律进行类比律进行类比 不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的.换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关.如何理解盖斯定律？H H、H H1 1、H H2 2之间有何

2、关系？之间有何关系？H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2如果一个反应可以分几步进行，则各分步如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，反应热是相同的，这就是盖斯定律。这就是盖斯定律。S（始态）始态）L（终态）终态）H10H20H1H20 02.2.从能量守恒角度论证盖斯定律从能量守恒角度论证盖斯定律3.3.盖斯定律盖斯定律的的应用应用盖斯定律可用来计算难以盖斯定律可用来计算难以直接测定的化学反应的反应直接测定的化学反应的反应热，如反应慢、副反应多、热，如反应慢、副反应多、反应不易直接发生等。反应不易

3、直接发生等。如何测定如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的的反应热反应热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？CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+实例实例1如何测出这个反应的反应热如何测出这个反应的反应热：（1 1）C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=(g)=CO(gCO(g)H H1 1=?=?C(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则则H3=H1+H2所以

4、，所以，H1=H3H2=393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=110.5kJ/mol根据盖斯定律根据盖斯定律,可利用热化学方程式的组合可利用热化学方程式的组合来计算某些不易测量的化学反应的来计算某些不易测量的化学反应的H+)由由 +得得 ，例例2:由氢气和氧气反应生成由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热水蒸气放热241.8kJ，写，写出该反应的热化学方程出该反应的热化学方程式式_。若若1g水蒸气转化成液态水时放热水蒸气转化成液态水时放热2.444KJ，则反应则反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=。H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=241.8kJ/mol2

5、85.8KJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=241.8kJ/molH2O(g)=H2O(l)H2=44.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H3=+)285.8KJ/mol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：写出写出目标方程式目标方程式，确定，确定“过渡物质过渡物质”（要消去的物（要消去的物质），然后用消元法质），然后用消元法逐一消去逐一消去“过渡物质过渡物质”，导出导出“四则四则运算式运算式”。H1表示表示H2的燃烧热吗？的燃烧热吗？例例3、已知下列反应的反应热已知下列反应的反应热:CH3COOH

6、(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H1870.3kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H2=3935kJmolH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H3285.8kJ/mol试计算下列反应的反应热：试计算下列反应的反应热：2C(s)+2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H=？二、根据盖斯定律求反应热二、根据盖斯定律求反应热选修选修4第第13页页关键：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：写出写出目标方程式目标方程式，确定，确定“过渡物质过渡物质”（要消（要消去的物质），然后用消元法去的物质），然后用消元法逐一消去逐

7、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”。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:根据盖斯定律，根据盖斯定律，由由2+4-得得所以，所以，HH12H24H3283.2kJ/mol2285.8kJ/mol41370kJ/mol339.2kJ/mol2：某次发射火箭，用某次发射火箭，用N2H4（肼）

8、在（肼）在NO2中燃烧，中燃烧，生成生成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。化学方程式。2 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol 练习练习:3.3.已知已知:石墨的燃烧热石墨的燃烧热:H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/mol 金刚石的燃烧热：金刚石的燃烧热：H=H=-395.4kJ/

9、mol-395.4kJ/mol（1 1）写出石墨、金刚石完全燃烧热化学方程式）写出石墨、金刚石完全燃烧热化学方程式（2 2）通过计算写出石墨变成金刚石的热化学方）通过计算写出石墨变成金刚石的热化学方程式程式 (25,101(25,101 kPakPa 时时 )C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H H1 1=-=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)H H2 2=-=-395.4395.4kJ/molkJ/mol根据盖斯定律，由根据盖斯定律，由-得：得：C(石墨，石墨，s)=C(金刚石金刚石,s)H=+1.9kJ/mol4.已

10、知已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为程式分别为C(石墨石墨,s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJmol1C(金刚石金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)H=395.4kJmol1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、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的、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能量比金刚石的低B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的、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能量比金刚石的高C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石

11、墨的、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能量比金刚石的低D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的、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能量比金刚石的高A由由-得：得：C(石墨，石墨，s)=C(金刚石金刚石,s)H=+1.9kJ/mol5.已知常温时红磷比白磷稳定。在下列反应中已知常温时红磷比白磷稳定。在下列反应中:P4(白磷白磷,S)+5O2(g)=2P2O5(s)HakJ/mol4P(红磷红磷,S)+5O2(g)=2P2O5(s)HbkJ/mol若若a、b均大于均大于0，则，则a和和b的关系为的关系为()A.abD.无法确定无法确定C

12、 C物质体系能量越低越稳定物质体系能量越低越稳定，红磷比白磷稳定，故红，红磷比白磷稳定，故红磷的能量比白磷低。磷的能量比白磷低。物质的能量物质的能量与与物质的稳定性物质的稳定性P4(白磷白磷,s)=4P(红磷红磷,s)H=（b-a）kJ/mol 1 1、盖斯定律的内容。、盖斯定律的内容。2 2、盖斯定律的应用、盖斯定律的应用用来计算难于测量或不能测量的反用来计算难于测量或不能测量的反应的反应热应的反应热若一个化学方程式可由另外几个化学方程若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的个化学反应焓变的代数和。代数和

13、。练习练习:已知已知:H2(g)=2H(g);H1=+431.8kJ/mol1/2O2(g)=O(g);H2=+244.3kJ/mol2H(g)+O(g)=H2O(g);H3=917.9kJ/molH2O(g)=H2O(l);H4=44.0kJ/mol写出写出1molH2(g)与与适量适量O2(g)反应生成反应生成H2O(l)的的热热化学方程式。化学方程式。二二.化学反应热的计算化学反应热的计算（反应热计算的类型）反应热计算的类型）1 1、根据盖斯定律计算、根据盖斯定律计算2 2、根据热化学方程式的计算、根据热化学方程式的计算3 3、根据化学键的计算、根据化学键的计算4 4、根据反应物和生成物

14、的总能量计算、根据反应物和生成物的总能量计算5 5、根据燃烧热、中和热的计算、根据燃烧热、中和热的计算6 6、根据实验测出的数据计算、根据实验测出的数据计算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比热公式：比热公式：Q=Cmt放出的热量放出的热量Q=Hn可燃物可燃物-反应热和与化学计量数成正比反应热和与化学计量数成正比 课本P13 例1：【解解】钠与氯气起反应的化学方程式如下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注意热化学方程式正确书写，特别注意有关单位的写，特别注意有关单位的正确书写正确书写。二、反应热的计算二、反应热的计算 依据反应热的概念，利用热依据反应热的概念，利用热化学方程式计算。化学方程式计算。反应热和反应热和与化学计量数成正比与化学计量数成正比 课本课本P13 例例2：【解】29710kJ答：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量利用燃烧热计算利用燃烧热计算可燃物完全燃烧产生的热量可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量可燃物的物质的量其燃烧热其燃烧热1kg1kg乙醇燃烧后放出热量乙醇燃烧后放出热量=1000g46g/m

16、ol1366.8kJ/mol练习：练习：1、在、在101kPa时，时，1molCH4完全燃完全燃烧生成烧生成CO2和液态和液态H2O，放出放出890.3kJ的热的热量，求量，求CH4的燃烧热？的燃烧热？解：解：根据题意根据题意CH4完全燃烧的热化学方程式为：完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H=890.3kJ/mol即即:CH4的燃烧热为的燃烧热为890.3kJ/mol。2、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式、在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=572kJ/molCH4(g)+2O2(g)

17、=CO2(g)+2H2O(l)H=890kJ/mol由由1mol氢气和氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少？件下完全燃烧时放出的热量为多少？2066kJ3、0.3mol气态高能燃料乙硼烷（气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在在O2中燃烧，生成固态的中燃烧，生成固态的B2O3和液态水，和液态水，放出放出649.5kJ热量，其燃烧热化学方程式热量，其燃烧热化学方程式为为 。又已知：又已知：H2O（l）=H2O（g）H=44 kJ/mol，则，则11.2L（标准状况）（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的

18、热量是量是_kJ。5.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体体积，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巩固练习巩固练习 1 11 g1 g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收需吸收1

19、0.94 kJ10.94 kJ的热量，相应的热化学方程式为的热量，相应的热化学方程式为 ()()A AC+HC+H2 2O=CO+HO=CO+H2 2 H=+10.9 kJ/molH=+10.9 kJ/molB BC(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)H=+10.94 kJ/mol H=+10.94 kJ/mol C CC(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)H=+131.28 kJ/molH=+131.28 kJ/molD D1/2C(s)+1/2H1/2C(s)+1/2H2 2

20、O(g)=1/2CO(g)+1/2HO(g)=1/2CO(g)+1/2H2 2(g)(g)H=+65.64 kJ/molH=+65.64 kJ/molCD2.(2.(20032003年年高高考考题题)已已知知在在2525，101kpa101kpa下下，1gC1gC8 8H H1818(辛辛烷烷)燃燃烧烧生生成成二二氧氧化化碳碳和和液液态态水水时时放放出出48.40kJ48.40kJ热热量量，表表示示上上述述反反应应的的热热化化学学方方程程式正确的是式正确的是 ()()A AC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+

21、9H2 2O(g)O(g)H=-48.40 kJH=-48.40 kJmolmol-1-1B BC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=-5518 kJH=-5518 kJmolmol-1-1C CC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=+5518 kJH=+5518 kJmolmol-1-1D DC C8 8H H1818(1)+25/2O(1)+25/2O2 2(g)=

22、8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(1)O(1)H=+48.40 kJH=+48.40 kJmolmol-1-1B1802年年8月月8日生于瑞士日日生于瑞士日内瓦市一位画家家庭内瓦市一位画家家庭1825年毕业于多尔帕特大年毕业于多尔帕特大学医学系，并取得医学博学医学系，并取得医学博士学位。士学位。1826年弃医专攻年弃医专攻化学化学1828年由于在化学上的卓年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科越贡献被选为圣彼得堡科学院院士学院院士1830年专门从事化学热效年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的进拉瓦锡和拉普拉斯的冰冰量热计

23、量热计，从而较准确地测，从而较准确地测定了化学反应中的热量。定了化学反应中的热量。Gormain Henri Hess 1836年经过许多次实验，他总结出一条年经过许多次实验，他总结出一条规律：规律：在任何化学反应过程中的热量，在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的的，其总热量变化是相同的，1860年以年以热的加和性守恒定律热的加和性守恒定律形式发表。这就是形式发表。这就是举世闻名的举世闻名的盖斯定律盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。化学热力学的基础。当一个不能直接发当一个不能直接发生的反应要求反应热时，便可以用分步生的反应要求反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得法测定反应热并加和起来而间接求得。故而我们常称盖斯是故而我们常称盖斯是热化学的奠基人。热化学的奠基人。