高中化学 《化学反应热的计算》课件 新人教版选修4.pptVIP

化学反应热的计算 第一章化学反应与能量 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 强调 正逆反应的反应热效应数值相等 符号相反 不能省去 知识回顾 已知石墨的燃烧热 h 393 5kj mol1 写出石墨的完全燃烧的热化学方程式2 二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式 应用 热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应 思考 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 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 molh2o l h2 g 1 2o2 g h 下列数据 h1表示燃烧热吗 判断 h 285 8kj mol 正 逆反应的反应热数值相等 符号相反 燃烧热表示为 1 h2的燃烧热是241 8kj mol 2 h2的燃烧热 h 285 8kj mol 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 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 2 盖斯定律直观化 h h1 h2 co g c s co2 g 实例1 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 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 c s 1 2o2 g co g h1 110 5kj mol 已知c s 1 2o2 g co g h1 110 5kj mol2co g o2 g 2co2 g h2 566 0kj mol求c s o2 g co2 g h3 a 得出 393 5kj molb 得出 676 5kj mol 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 某些物质只是在分步反应中暂时出现 最后应该恰好消耗完 自主归纳 计算注意事项 自主归纳 解题步骤 确定待求的反应方程式 找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置 根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理 或调整计量数 或调整反应方向 实施叠加并检验上述分析的正确与否 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 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 先思考 之后小组讨论汇报 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 查燃烧热表知 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 所以 得 c 石墨 s c 金刚石 s h 1 5kj mol 石墨不会自动变成金刚石 石墨与金刚石的能量相差不远 例3 在一定条件下 氢气和丙烷燃烧的化学方程式为 2h2 g o2 f 2h2o l h 571 6kj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h 2220kj mol 5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kj 则氢气和甲烷的体积比为 a 1 3 b 3 1 c 1 4 d 1 1 解1 设h2 c3h8的物质的量分别为x y 答 氢气和丙烷的体积比为3 1 x y 5 571 6 2 x 2220y 3847 v h2 v c3h8 n h2 n c3h8 3 75 1 25 3 1 3 求混合物的组成 x 3 75mol y 1 25mol 例3 在一定条件下 氢气和丙烷燃烧的化学方程式为 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h 2220kj mol 5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kj 则氢气和甲烷的体积比为 a 1 3 b 3 1 c 1 4 d 1 1 解2 1molh2燃烧放热571 6kj 2 285 8kj 答 氢气和丙烷的体积比为3 1 1molc3h8燃烧放热2220kj 1mol混合气燃烧放热3847kj 5 769 4kj h2285 8 c3h42220 769 4 1450 6 483 6 3 1 例3 在一定条件下 氢气和丙烷燃烧的化学方程式为 2h2 g o2 g 2h2o 液 571 6kj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l 2220kj mol 5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kj 则氢气和甲烷的体积比为 a 1 3 b 3 1 c 1 4 d 1 1 解3 巧解 5mol混合气中 c3h8物质的量必小于2mol h2的物质的量必大于3mol 2molc3h8燃烧放热4440kj 超过总放热量3847kj n h2 n c3h8 必大于3 2 选b 例4 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 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 盖斯定律 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 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 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 因为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 这给测定反应热造成了困难 此时如果应用盖斯定律 就可以间接地把它们的反应热计算出来 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 例1 298k 101kpa时 将1 0g钠与足量的氯气反应 生成氯化钠晶体并放出17 87kj的热量 求生成1mol氯化钠的反应热 二 有关反应热的计算 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 例2 乙醇的燃烧热是 h 1366 8kj mol 在25 101kpa时 1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量 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 例3 已知下列反应的反应热为 1 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h1 870 3kj mol 2 c s o2 g co2 g h2 393 5kj mol 3 h2 g o2 g h2o l h3 285 8kj mol试计算下列反应的反应热 2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 练习1 在一定条件下 co和ch4燃烧的热化学方程式分别为 2co g o2 g 2co2 g h 566kj molch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol由1摩co和3摩ch4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时 释放的热量为 a 2912kjb 2953kjc 3236kjd 3867kj b 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 变式练习1 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 变式练习2 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 设计合理的反应过程 注意反应热的正 负号 盖斯定律的灵活应用 小结 1 根据反应热书写热化学方程式 2 有关热化学方程式的计算 2 根据热化学方程式求反应热 3 求混合物的组成 例1 250c 1 01 105 pa下 1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9 36kj热量 写出硫燃烧的热化学方程式 1 根据反应热书写热化学方程式 1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9 36kj热量 32g 9 35kj g 299 62kj 1mol硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为 s 固 o2 气 so2 气 h 299 62kj mol s o2 so2 2 有关热化学方程式的计算 1 热化学方程式的书写 练习1 250c 1 01 105 pa下 4gco在氧气中燃烧生成co2 放出9 6kj热量 写出co燃烧的热化学方程式 2co 气 o2 气 2co2 气 h 134 4kj mol 2co o2 2co2 2 28g q 9 6kj 4g 解 设2molco燃烧放出的热量为q 2 28g 4g q 9 6kj q 134 4kj 放热 例2 在一定条件下 氢气和甲烷燃烧的化学方程式为 2h2 g o2 g 2h2o l h 572kj mol ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol 由1mol氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少 2 根据热化学方程式求反应热 解 q 572kj 2 890kj 3 2956kj 练习2 已知 2h2o l 2h2 g o2 g h 517 6kj mol ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 则 1g氢气和1g甲烷分别燃烧后 放出热量之比约为 a 1 34 b 1 1 7 c 2 3 1 d 4 6 1 517 6 4 分析 890 3 16 517 6 890 3 4 选c 练习 1 下列说法不正确的是a 化学反应除了生成新物质外 还伴随着能量的变化b 放热反应不需要加热就可以发生c 吸热反应都需要加热的反应条件d 化学反应放热还是吸热 取决于生成物具有的总能量和反应物总的能量的大小 2 造成温室效应的年原因是人类向大气排放了大量的a cob co2c so2d no 3 根据能源的形成过程和时间长短 可以把能源分为可再生的能源和不可再生的能源 下列属于可再生能源的是a 石油b 煤c 天然气d 沼气 4 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 5 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 练习6 某人浸泡在盛有60l水的浴盆中 在1h内 人体所散发的热量使水温从30 升到31 5 假设人体温