第三节-化学反应热的计算.ppt

2020年6月11日星期四,盖斯定律及其应用,第三节化学反应热的计算,教学目标和重难点,1理解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。2.能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算；,1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6kJ/mol则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的H为（）,A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol,复习:,D,2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量，其热化学方程式为：_,SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l)H=-1427.2kJ/mol,规律:“正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反,能否根据式子：,CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)H=-445.15kJ/mol,认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol?,不能,那CH4的燃烧热是多少?,890.3kJ/mol,写出CH4的燃烧热的热化学方程式,CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)H=-890.3kJ/mol,但是,有些物质反应的途径又很多种，例如，碳与氧气的反应：,分步完成：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=-110.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/mol,一步完成：C(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,碳的燃烧通过分步完成和一步完成放出的热量一样吗？,？,H1+H2=（-110.5kJ/mol）+（-283.0kJ/mol）=-393.5kJ/mol=H3,同时,将反应1和反应2合并可以得到反应3,我们发现：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,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,盖斯定律的论证：,能量的释放或吸收是以变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。如果没有物质的变化，就不能引发能量的变化。,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:求反应热,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”。,H3=H1+H2H1=H3H2,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,+=，则H1+H2=H3所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,如何测出反应的反应热？,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/molH2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=?H=H1+H2=-285.8kJ/mol,练习,+=,例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时),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,解题策略：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”。,练习:已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+O2(g)=CO2(g)H=393.51kJmol1C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)H=395.41kJmol1据此判断，下列说法中正确的是()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,例2：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：,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,2：,例4：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,H=178.2kJ/mol,=,解题策略：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”。,例5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/m,解题策略：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”。,小结:,1.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。,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”。,2020年6月11日星期四,反应热的计算,第三节化学反应热的计算,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。,例1250C(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。,S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-299.62kJmol-1,解: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：,练习1250C(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(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-134.4kJmol-1,2CO+O2=2CO2,228g,Q,9.6kJ,4g,解：设2molCO燃烧放出的热量为Q,228g:4g=Q:9.6kJ,Q=134.4kJ,放热,2、求反应热的计算,【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？,kJmol-1,【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？,【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)+1/2O2(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，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-572kJmol-CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=-890kJmol-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。,解：Q=(572kJ2)+(890kJ3)=2956kJ,练习2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(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3kJ/molNH4Cl(s)+2H2O(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,例1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=-571.6kJmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220kJmol-5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，求氢气和甲烷的体积比.,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=-571.6kJmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-2220kJmol-5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，求氢气和甲烷的体积比,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,已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.