人教版化学选修四第一章第三节《化学反应热的计算》ppt课件.ppt

第一章化学反应与能量,第三节化学反应热的计算,人教版新课程选修4化学反应原理,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么，H2的燃烧热H究竟是多少？如何计算？已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列数据H1表示燃烧热吗？,判断,+=,思考,如何测出该反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?,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,不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得H1,+=，则H1+H2=H3所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,上两例应用了什么规律？,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有关，而与反应的途径无关。,盖斯简介,若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如图)，则H与H1、H2、H3、H4、H5之间有何关系？提示：HH1H2H3H4H5,如何理解盖斯定律？,A,B,请思考：由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,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。,2、盖斯定律的应用,例1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。现在可根据盖斯提出的观点“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”。已知：,P4(s白磷)+5O2(g)=P4O10(s)H1=-2983.2kJ/mol,P(s红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)H2=-738.5kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。,P4(s白磷)=4P(s红磷)=-29.2kJ/mol,-4：,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。,2、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”。,运用盖斯定律计算反应热时的注意事项(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，H的“”“”号必须随之改变。,练习1已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)H=-1206.8kJ/molCa(s)+1/2O2(g)=CaO(s)H=-635.1kJ/molC(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/mol试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,+178.2kJ/mol,练习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/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。,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol,练习3反应的H，但可测出CH4燃烧反应的H1，根据盖斯定律求H4CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3kJmol-1C(石墨)+O2(g)CO2(g)H2=-3935kJmol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O（l）H3=-285.8kJmol-1C(石墨)+2H2(g)CH4(g)H4=?,例4：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=-176kJ/molNH3(g)+H2O(l)=NH3H2O(aq)H2=-35.1kJ/molHCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)H3=-72.3kJ/molNH3(g)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3kJ/molNH4Cl(s)+H2O(l)=NH4Cl(aq)H5=？则第个方程式中的反应热H是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：=+-，即H5=+16.3kJ/mol,1、请用自己的话描述一下盖斯定律。2、盖斯定律有哪些用途？,总结归纳,影响反应热的因素,1、与温度、压强有关（了解）2、与物质的状态有关3、与反应物的用量有关4、与反应条件（途径）无关盖斯定律,例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时)说明：（1）可以在资料中查找需要的数据（2）并告诉大家你设计的理由。,石墨能直接变成金刚石吗？,查燃烧热表知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol,所以，-得：C(石墨，s)=C(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,则两者的物质的量之比为:,盖斯简介G.H.GermainHenriHess(18021850)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。,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。1836年发现，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。,二反应热的计算：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算,题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写1.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。2、有关反应热的计算（1）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（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。(3)利用键能计算反应热题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量,题型一：已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。例1、将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。,题型二：利用盖斯定律求反应热,【例题2】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2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,例3、已知下列反应的反应热：H3285.8kJ/mol试计算下述反应的反应热：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l),题型三：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。例4、已知下列两个热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H285.8kJmol1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H2220.0kJmol1实验测得氢气和丙烷的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_，两者放出的热量之比约为_A、1：3B、3：1C、1：4D、5：13,5已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q1kJ/mol室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（）AQ1Q2BQ1=Q2CQ1Q2D无法确定,A,题型四：反应热大小比较氢气、一氧化碳、辛烷、例6甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(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、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g),题型五：利用键能计算反应热方法：H=E(反应物)E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。例7CH3CH3CH2CH2H2；有关化学键的键能如下。化学键CHCCCCHH键能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3试计算该反应的反应热,例8：已知298K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3（g)H1=-92.0kJ/mol，将此温度下的0.1molN2和0.3molH2放在密闭容器中反应,测得反应放出的热为:A一定小于92.0kJB一定大于92.0kJC一定等于92.0kJD无法确定,例9某液化石油气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80%和20%。它们燃烧的热化学方程式分别为：C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(g)H2200kJmol12C4H10(g)13O2(g)8CO2(g)10H2O(g)H5800kJmol1有一质量为0.8kg、容积为4.0L的铝壶，将一壶20的水烧开需消耗该液化石油气0.056kg。试计算该燃料的利用率。已知水的比热容为4.2kJ/(kg)，铝的比热为0.88kJ/(kg)。,解析由热化学方程式可知，1molC4H10燃烧放热29