人教版选修4 第1章第3节 化学反应热的计算 课件（38张）.ppt

第3节化学反应热的计算 h2 0 h1 0 s 始态 l 终态 经过一个循环 体系仍处于s态 因为物质没有发生变化 所以就不能引发能量变化 能量守恒 一个反应体系先从始态s变化到终态l 体系能量变化为 h1 后从终态l到始态s 体系能量变化为 h2 h1与 h2有什么关系 以氢气燃烧为例画出能量图 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 mol 下列数据 h1表示燃烧热吗 why 判断 思考 如何测定 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 如何测出该反应的反应热 c s 1 2o2 g co g h1 如果已知 co g 1 2o2 g co2 g h2 283 0kj mol c s o2 g co2 g h3 393 5kj mol你能求出 h1吗 不能很好的控制反应的程度 故不能直接通过实验测得 h1 影响反应热 h的因素 1 与温度 压强有关2 与物质的状态有关3 与化学计量数有关4 与反应途径无关 盖斯定律 一 盖斯定律 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 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 1 盖斯定律的内容 2 盖斯定律的本质 方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和 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 如何理解盖斯定律 坐缆车 一步完成翻山越岭 分几步完成山的高度 反应热 a点 反应体系始态b点 反应体系终态 h2 0 h1 0 s 始态 l 终态 先从始态s变化到终态l 体系放出热量 h10 经过一个循环 体系仍处于s态 因为物质没有发生变化 所以就不能引发能量变化 即 h1 h2 0 3 应用能量守恒对盖斯定律论证 h h1 h2 b h a c h1 h2 盖斯定律是断定能量守恒的先驱 也是化学热力学的基础 4 盖斯定律直观化 5 盖斯定律在科学研究中的重要意义 有些反应进行得很慢有些反应不容易直接发生有些反应的产品不纯 有副反应发生 这些都给测量反应热造成了困难 利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来 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 6 盖斯定律的应用 1 关键 目标方程式的 四则运算式 的导出 2 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 1 今有如下三个热化学方程式 h2 g 1 2o2 g h2o g h akj molh2 g 1 2o2 g h2o l h bkj mol2h2 g o2 g 2h2o l h ckj mol关于它们的下列表述正确的是 a 它们都是吸热反应b a b和c均为正值c a bd 2b c d 例1 10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态so2 放出的热量能使500gh2o温度由18 升至62 4 则硫磺的燃烧热为 热化学方程式为 已知每克水温度每升高1 所需热量为4 18j 297kj mol 1 s s o2 g so2 g h 297kj mol 1 2 应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 热化学方程式同乘以或除以某一个数时 反应热数值也必须乘以或除以该数 例2 下列数据表示h2的燃烧热吗 h2 g 1 2o2 g h2o g h1 241 8kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h h1 h2 285 8kj mol 例3 co g 1 2o2 g co2 g h2 283 0kj mol c s o2 g co2 g h1 393 5kj mol c s 1 2o2 g co g h3 h3 110 5kj mol c s 1 2o2 g co g h1 co g 1 2o2 g co2 g h2 283 0kj mol c s o2 g co2 g h3 393 5kj mol h1 h2 h3 h1 h3 h2 393 5kj mol 283 0kj mol 110 5kj mol 2 应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 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 且要带 符号 即把 h看作一个整体进行运算 思考 例4 298k 101kpa时 合成氨反应的热化学方程式n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 38kj mol 在该温度下 取1moln2 g 和3molh2 g 放在一密闭容器中 在催化剂存在进行反应 测得反应放出的热量总是少于92 38kj 其原因是什么 该反应是可逆反应 在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态 1moln2 g 和3molh2 g 不能完全反应生成2molnh3 g 因而放出的热量总小于92 38kj 2 应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 热化学方程式中的反应热指反应按所给形式完全进行时的反应热 正 逆反应的反应热数值相等 符号相反 求总反应的反应热 不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加 不论一步进行还是分步进行 始态和终态完全一致 盖斯定律才成立 例5 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 用一用盖斯定律 石墨能直接变成金刚石吗 同素异形体相互转化的反应热相当少而且转化速率较慢 有时还很不完全 测定反应热很困难 现在可根据盖斯定律进行计算 已知 p4 s 白磷 5o2 g p4o10 s h 2983 2kj mol 1 p s 红磷 5 4o2 g 1 4p4o10 s h 738 5kj mol 1 1 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 2 由热化学方程式来看 更稳定的磷的同素异形体是 二 有关反应热的计算1 计算依据 1 热化学方程 2 盖斯定律 3 燃烧热的数据 二 有关反应热的计算1 计算依据 4 根据反应物和生成物的化学键断裂所吸收的能量 h 反应物的化学键断裂所吸收的总能量 生成物的化学键成键所放出的总能量 5 根据反应物和生成物的总能量计算 h e生成物 e反应物 6 根据比热公式进行计算 q cm t 题型一 有关热化学反应方程式的书写1 已知一定量的物质参加反应放出的热量 2 利用键能计算反应热3 根据反应物的总能量和生成物的总能量计算4 利用盖斯定律题型二 根据已知的热化学方程式 进行有关的计算 求放出的热量 参加反应的物质的量等 题型三 比较大小 数值和 h不同 题型四 燃烧热 中和热的判断 求算及测量 2 反应热的计算类型 例1 已知下列反应的反应热 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h1 870 3kj mol c s o2 g co2 g h2 393 5kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h3 285 8kj mol试计算下述反应的反应热 h 2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l h 488 3kj 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 o2 g co2 g h2o l h q1kj mol2h2 g o2 g h2o g h q2kj mol2h2 g o2 g h2o 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 例4已知 zn s 1 2o2 g zno s h 351 1kj molhg l 1 2o2 g hgo s h 90 7kj mol则可知 zn s hgo s zno s hg l h3 kj mol 2020 4 8 例5已知 2c s o2 g 2co g h 221kj mol2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol则c s h2o g co g h2 g 的 h为多少 2020 4 8 例6 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 a 392 92kjb 2489 44kjc 784 92kjd 3274 3kj c 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 2 已知 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 3 25c 1 1d 393 5 241 8 b 3 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 89 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 4 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