人教版高中化学选修4 化学反应原理 第一章 第三节 化学反应热的计算(第1课时)

2020/5/19,.,1,第一章化学反应与能量,第三节化学反应热的计算,第1课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修4化学反应原理,2020/5/19,.,2,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？,正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。,（1）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,热化学方程式还可以表示理论可进行而实际难进行的化学反应,盖斯定律,2020/5/19,.,3,（2）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,盖斯定律,2020/5/19,.,4,提出问题在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？,如何得到C(s)+1/2O2(g)CO(g)的反应热？,能直接测定吗？如何测？若不能直接测，怎么办？,盖斯定律,2020/5/19,.,5,2、分析问题C(s)+O2(g)CO2(g)H1（1）CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H2（2）3、解决问题C(s)+1/2O2(g)CO(g)H3=?,盖斯定律,2020/5/19,.,6,盖斯定律,2020/5/19,.,7,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=H1H2=-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol,盖斯定律,2020/5/19,.,8,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？,判断,盖斯定律,2020/5/19,.,9,H2的燃烧热,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)HH1H2285.8kJ/mol,盖斯定律,2020/5/19,.,10,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。,盖斯定律,2020/5/19,.,11,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?,盖斯定律,2020/5/19,.,12,如何理解盖斯定律？,H、H1、H2之间有何关系？,H=H1+H2,B,H,盖斯定律,2020/5/19,.,13,一、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。,盖斯定律,2020/5/19,.,14,HH1+H2,2.盖斯定律直观化,盖斯定律,2020/5/19,.,15,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。,3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”。,盖斯定律,2020/5/19,.,16,【例题1】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,【解】：根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。2+4-=所以，HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol,盖斯定律,2020/5/19,.,17,石墨能直接变成金刚石吗？,例2：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,盖斯定律,2020/5/19,.,18,查燃烧热表知：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molC(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,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？,盖斯定律,2020/5/19,.,19,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)；=-2983.2kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。,科学探索,2020/5/19,.,20,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例3：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,2020/5/19,.,21,例4：已知：CH4(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,盖斯定律,2020/5/19,.,22,1.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,随堂练习,盖斯定律,2020/5/19,.,23,2.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)；=28