《化学反应热的计算》课件(新人教版选修4).ppt

G H GermainHenriHess 1802 1850 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 1826 1827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 盖斯简介 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 盖斯简介 盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的 实际上是热力学第一定律在化学反应的具体体现 是状态函数的性质 盖斯定律奠定了热化学计算的基础 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热力学数据计算难以测定的反应热 盖斯简介 第三节化学反应热的计算 教学目标 1 从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律 2 能正确运用盖斯定律解决具体问题 3 学会化学反应热的有关计算 一 盖斯定律 1 盖斯定律的内容 不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应热相同 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 H1 H2之间有何关系 H H1 H2 B H 如何测定如下反应 C s 1 2O2 g CO g 的反应热 H1 能直接测定吗 如何测 若不能直接测 怎么办 思考 计算 CO g C s CO2 g 例1 C s 1 2O2 g CO g H3 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol H2 H3 H1 H3 H1 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 下列数据表示H2的燃烧热吗 为什么 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H H1 H2 285 8kJ mol 实例2 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 1 写出目标方程式确定 过渡物质 要消去的物质 2 然后用消元法逐一消去 过渡物质 导出 四则运算式 盖斯简介 例1 已知 CO g 1 2O2 g CO2 g H1 283 0kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H2 285 8kJ mol C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H3 1370kJ mol试计算 2CO g 4H2 g H2O l C2H5OH l 的 H 解 2 4 H H1 2 H2 4 H3 283 2 2 285 8 4 1370 339 2kJ mol 你知道神六的火箭燃料是什么吗 例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 例3 已知 CH g 2O2 g CO2 g 2H2O l H Q1KJ mol2H2 g O2 g 2H2O g H Q2KJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H Q3KJ mol常温下 取体积比4 1的甲烷和氢气的混合气体11 2L 标况 经完全燃烧恢复常温 放出的热为 0 4Q1 0 05Q3 1 已知25 101kPa下 石墨 金刚石燃烧的热化学方程式分别为 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 石墨的能量比金刚石的高 A C 石墨 s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol C 金刚石 s O2 g CO2 g H2 395 0kJ mol 练习 2 在100g碳不完全燃烧所得气体中 CO占1 3体积 CO2占2 3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 392 92kJB 2489 44kJC 784 92kJD 3274 3kJ C 练习 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 题型二 燃烧热 中和热的判断 求算及测量 具体内容 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 课本P12例1 解 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 87kJ H 23g mol 17 87kJ 1 0g 411kJ mol 答 略 注意热化学方程式正确书写 特别注意有关单位的正确书写 课本P12例2 解 C2H6O l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l 46g mol 1366 8kJ mol 1000gX X 1366 8kJ mol 1000g 46g mol 29710kJ 答 1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量 设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X 已知 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol欲得到相同的热量 需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 A 2 3 25B 12 2 75C 1 1D 393 5 241 8 B 变式练习1 变式练习2 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 H 285 8kJ molCO g 1 2O2 g CO2 g H 283 0kJ molC8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ molCH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 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 1 已知 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molCO 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 课堂练习 列方程求解 若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧 产生的热量为QkJ 则金刚石和石墨的物质的量之比为 2 已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为 C 金刚石 s O2 g CO2 g H1 395 41kJ mol C 石墨 s O2 g CO2 g H2 393 51kJ mol 课堂练习 课堂练习 3 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 CuSO4 5H2O 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 A Q1 Q2B Q1 Q2C Q1 Q2D 无法确定 A 盖斯定律的灵活应用 4 拆开lmolH H键 lmolN H键 lmolN N键分别需要的能量是436kJ 391kJ 946kJ 写出N2和H2反应生成NH3的热化学反应方程式 92KJ mol 练习 写出下列反应的热化学方程式 1 1molC 固态 与适量H2O 气态 反应 生成CO 气态 和H2 气态 吸收131 3kJ的热量 2 0 5molCu 固态 与适量O2 气态 反应 生成CuO 固态 放出78 5kJ的热量 C s H2O g CO g H2 g H 131 3KJ mol 2Cu s O2 g 2CuO s H 314KJ mol 2 00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99 6KJ 写出C2H2燃烧的热化学方程式 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2589 6KJ mol 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molC C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O g H 4bkJ molD 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molE 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2bkJ mol 2 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 B 点拨 热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态 H的正负号 物质的量的大小 单位等主要方面入手 C 4 已知在1 105Pa 298K条件下 2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量 下列热化学方程式正确的是 A H2O g H2 g 1 2O2 g H 242kJ mol 1B 2H2 g O2 g 2H2O H 484kJ mol 1C H2 g 1 2O2 g H2O g H 242kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 A 5 在200 101kP时 1molH2与碘蒸气作用生成HI反应 科学文献表示为 H2 g I2 g 2HI g H 14 9kJ mol以上化学方程式指出了反应时的和 括号中的符号表示反应物或生成物的 6 在25 101kPa时 有两个由H2和O2化合成1molH2O的反应 一个生成气态水 一个液态水 化学方程式如下 H2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8Kj molH2 g 1 2O2 g H2O I H 285 8kJ mol以上两个反应 产物都是 但产物的不同 温度 压强 状态 水 状态 7 在同温同压下 下列各组热化学方程式中Q2 Q1的是 A H2 g Cl2 g 2HCl g H1 Q11 2H2 g 1 2Cl2 g HCl g H2 Q2B C s 1 2O2 g CO g H1 Q1C s O2 g CO2 g H2 Q2C 2H2 g O2 g 2H2O l H1 Q12H2 g O2 g 2H2O g H2 Q2D S g O2 g SO2 g H1 Q1S s O2 g SO2 g H2 Q2 B 中和热 1 酸和碱的中和反应有热量放出 可以通过实验测得中和反应的反应热 当1L1mol L的稀盐酸跟1L1mol L的NaOH溶液起中和反应时 能放出57 3kJ的热量 NaOH aq HCI aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 2 如果用1L1mol L的KOH溶液中和1L1mol L的HNO3溶液 也能放出57 3kJ的热量 KOH aq HNO3 aq KNO3 aq H2O l H 57 3kJ mol 中和热1 定义 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应 生成1mol水时的反应热叫做中和热 2 中和热的表示 H aq OH aq H2O 1 H 57 3kJ mol3 要点 条件 稀溶液 稀溶液是指溶于大量水的离子 反应物 强 酸与 强 碱 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 电解质电离的吸热所伴随的热效应 生成1mol水 中和反应的实质是H 和OH 化合生成H20 若反应过程中有其他物质生成 这部分反应热也不在中和热之内 放出的热量 5