第三节化学反应热的计算课件.ppt

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1、第三节化学反应热的计算第1页，此课件共22页哦思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？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 1）已知石墨的燃烧热：）已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/mol1.1.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2.2.二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热化学方程式还可以表示理论可

2、进行实际难进行的化学反应行的化学反应第2页，此课件共22页哦为什么要讨论反应热的计算？为什么要讨论反应热的计算？1 1、有些反应热无法或很难精确测量、有些反应热无法或很难精确测量2 2、工业生产的需要、工业生产的需要（1 1）燃料的燃烧）燃料的燃烧（2 2）反应条件的控制）反应条件的控制（3 3）“废热废热”的利用的利用第3页，此课件共22页哦18021802年年8 8 8 8月月月月8 8日生于瑞士日内瓦市一日生于瑞士日内瓦市一日生于瑞士日内瓦市一日生于瑞士日内瓦市一位画家家庭位画家家庭位画家家庭位画家家庭 1825182518251825年毕业于多尔帕特大学医学系，年毕业于多尔帕特大学医学

3、系，年毕业于多尔帕特大学医学系，年毕业于多尔帕特大学医学系，并取得医学博士学位。并取得医学博士学位。并取得医学博士学位。并取得医学博士学位。18261826年弃医专年弃医专攻化学攻化学 1828182818281828年由于在化学上的卓越贡献被选年由于在化学上的卓越贡献被选年由于在化学上的卓越贡献被选年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士为圣彼得堡科学院院士为圣彼得堡科学院院士为圣彼得堡科学院院士18301830年专门从事化学热效应测定方年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的斯的冰量热计冰量热计冰量热计冰量热计，从而较准确地测定，从

4、而较准确地测定了化学反应中的热量。了化学反应中的热量。Gormain Henri Hess 第4页，此课件共22页哦18361836年经过许多次实验，他总结出一条规年经过许多次实验，他总结出一条规律：律：在任何化学反应过程中的热量，不论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的，其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总热量变化是相同的，18601860年以年以热的加和热的加和性守恒定律性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的形式发表。这就是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，也是化盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。学热

5、力学的基础。当一个不能直接发生的当一个不能直接发生的反应要求反应热时，便可以用分步法测定反应要求反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得反应热并加和起来而间接求得。故而我们。故而我们常称盖斯是常称盖斯是热化学的奠基人。热化学的奠基人。第5页，此课件共22页哦阅读课本思考：阅读课本思考：1 1、什么叫盖斯定律？、什么叫盖斯定律？2 2、如何从、如何从“物质变化决定能量变化物质变化决定能量变化”的角度的角度去理解盖斯定律？去理解盖斯定律？3 3、如何用能量守恒定律论证盖斯定律？、如何用能量守恒定律论证盖斯定律？1 1、盖斯定律、盖斯定律不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反不管化

6、学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态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。有关，而与反应的途径无关。2 2、起始反应物、最终生成物的物质变化，决定、起始反应物、最终生成物的物质变化，决定反应过程的总的能量变化。反应过程的总的能量变化。第6页，此课件共22页哦 3 3、据能量守恒定律：、据能量守恒定律：若某化学反应从始态若某化学反应从始态（S S）到终态（）到终态（L L）其反应热为）其反应热为H H，而从终态，而从终态（L L）到始态（）到始态（S S）的反应热为）的反应热为H H ，这两者和，这两

7、者和为为0 0。即即H H H H =0=0 如果过程的变化会使得反应热发生改变，如果过程的变化会使得反应热发生改变，则则H H与与 H H 的和就可能不等于的和就可能不等于0 0，违反了能，违反了能量守恒定律。量守恒定律。第7页，此课件共22页哦H HH H1 1+H+H2 24.4.盖斯定律直观化盖斯定律直观化第8页，此课件共22页哦 CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+实例实例1第9页，此课件共22页哦C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)H(g)=CO(g)H1 1？CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2

8、(g)H(g)H2 2-283.0 kJ/mol-283.0 kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H(g)H3 3-393.5 kJ/mol-393.5 kJ/mol+)+)H H1 1+H+H2 2=H=H3 3 H H1 1=H=H3 3 H H2 2 =-393.5 kJ/mol =-393.5 kJ/mol(-283.0 kJ/mol)(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/mol =-110.5 kJ/mol第10页，此课件共22页哦下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗？的燃烧热吗？Why？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(

9、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第11页，此课件共22页哦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，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。5盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。第12页，此课件共22页哦【例题例题1】已知已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(

10、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【解解解解】：根据盖斯定律，反应：根据盖斯定律，反应：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，其反应热效应都不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都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。下面就看看反应是相同的。下面就看看反应是相同的。下面就看看反应是相同的。下面就看看反应能不能由能不能由能不能由

11、能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，三个反应通过加减乘除组合而成，三个反应通过加减乘除组合而成，三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应也就是说，看看反应也就是说，看看反应也就是说，看看反应能不能分成能不能分成能不能分成能不能分成几步完成。几步完成。几步完成。几步完成。2+2+4-4-=所以，所以，所以，所以，HHHH1 122HH2 244HH3 3283.22283.22285.84285.8413701370339.2kJ/mol339.2kJ/mol第13页，此课件共22页哦例例2 2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa(

12、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。第14页，此课件共22页哦查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(石墨，石墨，s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)H1=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2 2(g)=CO2(g)(g)H H2 2=-=-395.0395.0395.0395.0kJ/molkJ/molkJ/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

13、程式，回答：金刚石能自动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？变成石墨吗？需要什么条件？若金刚石、石墨共若金刚石、石墨共1mol1mol混合在氧气中燃烧混合在氧气中燃烧,产产热热QKJ,QKJ,则两者的物质的量之比为则两者的物质的量之比为:第15页，此课件共22页哦你知道神六的火箭燃料是什么吗？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，用某次发射火箭，用某次发射火箭，用N N N N2 2 2 2H H H H4 4 4 4（肼）在（肼）在（肼）在（肼）在NONONONO2 2 2 2中燃烧，生成中燃烧，生成中燃烧，生成中燃烧，生成N N

14、 N N2 2 2 2、液、液、液、液态态态态H H H H2 2 2 2O O O O。已知：。已知：。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假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学假如都在相同状

15、态下，请写出发射火箭反应的热化学 方程式。方程式。方程式。方程式。2 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol 第16页，此课件共22页哦例例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),经完全燃烧恢复常经完全燃烧恢复常温温,放出的热为放出的热为:0.4Q1+0.05Q

16、3第17页，此课件共22页哦练习练习1.在在100 g 100 g 碳不完全燃烧所得气体中，碳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第18页，此课件共22页哦已知：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

17、固体碳和氢气的质量比约为的质量比约为A.2:3.25 B.12:3.25 C.1:1 D.393.5:241.8B练习练习2.第19页，此课件共22页哦练习练习3.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：分别为：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)；H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/molC8H18(l)25/2 O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H89.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃相同质量

18、的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是烧时放出热量最少的是 A H2(g)B CO(g)C C8H18(l)D CH4(g)第20页，此课件共22页哦5.同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化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，测定反应热很困难。现速率慢，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在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完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相同的成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：已知：P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)=-2983.2kJ/molH1P(s、红磷、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)=-738.5kJ/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_。P4(s、白磷白磷)=4P(s、红磷红磷)=-29.2kJ/molH第21页，此课件共22页哦如何测定如何测定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，若不能直接测，怎么办？怎么办？第22页，此课件共22页哦