高二化学反应热的计算选修四.ppt

第三节 化学反应热的计算,G.H. Hess (18021850)瑞士（俄国）化学家。 1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825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础教育。18261827年，在斯德哥尔摩J.J.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。1830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。1838年成为俄国科学院院士。 1836年盖斯发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成，反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有纯粹化学基础(1834)，曾用作俄国教科书达40年。,盖斯简介,一盖斯定律：,盖斯定律的内容：,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。,盖斯定律直观化：,山的高度与上山的途径无关,海拔400m,C,H H1 H2,应用能量守恒定律对盖斯定律进行论证,S,L,H20,H1 H2 0,正逆反应的反应热数值相等，符号相反。“+”不能省略。,已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol 写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式,学与思,C（石墨）+ O2（g） CO2（g） H=393.5kJ/mol,CO2（g） C（石墨）+ O2（g） H=393.5kJ/mol,能直接测定吗？如何测？ 若不能直接测，怎么办？,如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热H？,不能直接测定该反应的反应热。因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的H无法直接测得，但可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热。然后根据盖斯定律，计算求出该反应的反应热。,盖斯定律的应用,有些化学反应进行很慢，或不易直接发生，或产品不纯，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。,C(s)+ O2(g),CO2(g),H1,实例,H3,H1 H2 H3,H2,H3 H1 H2,C(s) + O2(g) CO(g) H3？,CO(g)+ O2(g) CO2(g) H2283.0 kJ/mol,C(s) + O2(g) CO2(g) H1393.5 kJ/mol,+),H3 H1 H2 393.5 kJ/mol (283.0 kJ/mol) 110.5 kJ/mol,下列数据表示H2的燃烧热吗？为什么？,H2(g) + O2(g) H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2O(g) H2O (l) H244 kJ/mol,讨论：,H285.8kJ/mol,+),【例题1】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 试计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H,解：,2 + 4 - = ,2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 kJ/mol,+),2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/mol,解题方法：,盖斯定律的应用,首先要找出用已知反应组合成新的反应的步骤，然后在计算新反应热效应时，要遵守组合反应式时的加减乘除。,有些化学反应进行很慢，或不易直接发生，或产品不纯，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。,练习： 已知： CsO2gCO2g H3935 kJmol1 2COgO2g2CO2g H566 kJmol1 TiO2s2Cl2gTiCl4sO2g H+141kJmol1 则TiO2s2Cl2g2CsTiCl4s2COg的H 。,80 kJmol -1,复习：, 盖斯定律的内容：,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。, 盖斯定律的直观表示：,H H1 H2 H3,1、写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时) 说明： （1）可以在书中查找需要的数据。 （2）并告诉大家你设计的理由。 2、某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) H1= + 67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l) H2= -534.4kJ/mol 请写出N2H4（肼）在NO2中燃烧的热化学方程式。,学以致用,1、写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时) 说明： （1）可以在书中查找需要的数据。 （2）并告诉大家你设计的理由。,查燃烧热表知： C(s ，石墨)+O2(g) = CO2(g) H1= -393.5kJ/mol C(s ，金刚石)+O2(g) = CO2(g) H2= -395.0kJ/mol,所以， - 得： C(s ，石墨)= C(s ，金刚石) H=+1.5kJ/mol,2、某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) H1= +67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l) H2= -534.4kJ/mol 请写出N2H4（肼）在NO2中燃烧的热化学方程式。,N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l) H2= -534kJ/mol,+),3、已知下列反应的反应热为： (1) CH3COOH(l)+ 2O2(g)2CO2(g)+ 2H2O(l) H870.3KJ/mol (2) C(s)+O2(g)CO2(g) H393.5KJ/mol (3) H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) H285.8KJ/mol 试计算下列反应的反应热： 2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l),二反应热的计算,例1：4 g硫粉完全燃烧时放出37 kJ热量，该反应的热化学方程式是： _。,S(s) + O2(g) SO2(g) H296kJ/mol,分析： n(s) =,H= ,= 296kJ/mol, 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），进行有关反应热的计算或比较大小。,练习1：0.5 mol C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收65.65KJ热量，该反应的热化学方程式 是_。,C(石墨) + H2O (g) CO(g) + H2(g) H+131.3kJ/mol,练习2：25、101KPa时，将1.0g钠与足量氯气反应生成氯化钠晶体并放出17.87KJ的热量，求生成1mol NaCl 的反应热。,设生成1mol NaCl 的反应热为x,x23g(17.87kJ/mol) 1.0g 411kJ/mol,【解】,答：生成1mol NaCl 的反应热为411kJ/mol,23g x,1.0g 17.87kJ/mol,例2：乙醇的燃烧热为1366.8kJ/mol，在 25、101KPa时， 1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？,【解】,n(C2H5OH) =,1366.8kJ/mol 21.74 mol 29714kJ,= 21.74 mol,1kg乙醇燃烧后放出的热量为,1kg乙醇的物质的量为,练习3、 在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，CH4 的燃烧热为多少？ 1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？,【解】根据题意，在 101 kPa时， 1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，可知 CH4 的燃烧热为 890 kJmol。,1000 L CH4 （标准状况）的物质的量为：,44.6 molCH4 完全燃烧放出的热量为： 44.6 mol890 kJmol3.97104kJ,答：CH4的燃烧热为890 kJmol，1000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为 3.97104kJ。,44.6mol,练习4：已知： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(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。,解：,0.2mol H2 燃烧后放出的热量为：,CO燃烧后放出的热量： 113.74kJ 57.16kJ= 56.58kJ,n (H2) n (CO) =1 1,练习5、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/mol CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/mol C8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/mol CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H890.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是 （ ） A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g),B,练习6、CO、CH4均为常见的可燃性气体。 等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是 。 已知在101 kPa时，CO的燃烧热为283 kJ/mol。相同条件下，若2 molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30 倍