高中化学-化学反应热的计算课件-选修4.ppt

1、化学反应热的计算,2020/10/24,一、燃烧热,例2：实验测得101kPa时1molH2完全燃烧放出393.5 kJ的热量，这就是H2的燃烧热。 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ/mol,例1：实验测得101kPa时1molC完全燃烧放出393.5 kJ的热量，这就是C的燃烧热。 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.5kJ/mol,2020/10/24,一、燃烧热,1.燃烧热的的概念: 在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。,指定压强,生成物不能继续燃烧,C - CO2 （g） S SO2 （g） H H2O（l

2、）,单位: kJ/mol,限定燃料的物质的量,2C8H18（l）+25O2(g)=16CO2+18H2O(l) H=11036KJ/mol,思考:C8H18的燃烧热是多少?,H=5518KJ/mol,1mol C8H18燃烧时放出了多少热?,5518KJ,2020/10/24,一、燃烧热,1.燃烧热的的概念: 在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。,注： 、在101kPa时，完全燃烧生成稳定的氧化物 如:CC02，HH20(l)，SS02等 、燃烧热通常由实验测得 、可燃物以1mol为标准进行测量 、其他化学计量数常用分数表示 、用文字表述燃烧热（中和热）时，

3、不带负号；若用H表示，则必须带负号。,2020/10/24,2.表示的意义：,如: CH4的燃烧热为890.3KJ/mol. 含义: 在101KPa时, 1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量.,3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：,应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数),4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量,Q放=n(可燃物) H,CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） H=890.31KJ/mol,2020/10/24,复习：热化学方程式的书写注意？,（1）必须注明反应的温度和压强（若不指明为25 、101kPa),（2）必须注明反应物

4、、生成物的聚集状态，不用标沉淀和气体符号,（3）热化学方程式中的系数仅表示物质的量，因此可以为整数，也可以为分数。但反应热的值必须与系数对应。,（4）放热用“”，吸热用“+”，单位kJ/mol,（5）反应逆向进行，其反应热的数值与正反应相等、符号相反,2020/10/24,5、注意： 燃烧的条件是在101kPa（一般省略）； 可燃物以1mol纯物质作为标准，因此书写热化学方程式时，其它物质的化学计量数可用分数表示； 物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的H均为负值； 生成的产物是稳定的氧化物，C的燃烧热是指生成CO2，而不是CO；H2的燃烧热是指生成H2O(l)，而不是H2O(g) ；H2

5、S的燃烧热是指生成SO2 。 如：H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(l) H =285.8 kJ/mol 燃烧的热化学方程式和燃烧热的热化学方程式、中和反应的热化学方程式和中和热的热化学方程式,2020/10/24,答： 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是1 mol的纯物质； 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。,【思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？,2020/10/24,练习：分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热？判断依据是什么？ A. C（s）O2（g）=

6、 CO(g) H=110.5 kJ/mol B. C（s）O2（g）= CO2(g) H=393.5 kJ/mol C. 2H2(g)O2(g) = 2H2O(l) H=571.6 kJ/mol D. H2(g)12O2(g) = H2O(l) H=285.8 kJ/mol E. H2(g)12O2(g) = H2O(g) H=241.8 kJ/mol,B.,D,2020/10/24,6 、有关燃烧热的计算,例：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）,

7、297 kJmol-1,S (s)O2(g)SO2 (g) H297kJmol-1,2020/10/24,燃烧热与中和热的区别与联系,H0 , 单位 kJ/mol,放热反应,1mol纯物质,1mol水,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;不同的物质燃烧热不同,酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol,2020/10/24,2H2(g)+O2g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=-241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。,1、已知：,2、石墨与金刚石的燃烧

8、热是否相同（参照P7），为什么？请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。,答:H=-285.8 kJ/mol,不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能量也不相同 C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g) H= -393.5 kJ/mol C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g) H= -395.0 kJ/mol 说明金刚石具有的总能量高，不稳定,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/m

9、ol 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, + = ， 则 H1 + H2 =H3 所以，H1=H3-H2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,由上两例你能得出什么结论？,影响反应热的因素,1、与温度、压强有关 2、与物质的状态有关 3、与反应物的用量有关 4、与反应条件（途径）无关 盖斯定律,定压或定容条件下的任意化学反应，在不做其它功时，不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的（反应热的总值相等）。 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。 盖斯定律的本质：方程式按一 定系

10、数比加和时其反应热也按 该系数比加和。,1、盖斯定律,一、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,如何理解盖斯定律？,H2 0,H1 0,S（始态）,L（终态）,先从始态S变化到到终态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+H20,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。,2、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

11、 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。,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”。,【解】根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为： CH4(g)2O2(g)= CO2(g) 2H2O(l) H=890 kJmol 即CH4 的燃烧热为 890 kJmol。

12、由：Q=nH 1000 L CH4 (标准状况)完全燃烧放出的热量为： Q= V (CH4) / V m H =1000L / （22.4Lmol-1）（890 kJmol ） =44.6 mol（-890 kJmol）3.97104kJ 答：CH4的燃烧热为 890 kJmol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97104kJ。,3、 今有如下三个热化学方程式： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=a kJ/ mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=b kJ/ mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) H=c kJ/ mol 关于它们的下列表述正确的是 ( )