第一章_第三节_化学反应热的计算

1、选修选修4 4化学反应原理化学反应原理1 1、已知：、已知：H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H H=-184.6kJ/mol=-184.6kJ/mol 则反应则反应HCl(g)=1/2HHCl(g)=1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)(g)的的H H为（为（ ）A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molA.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol复习复习:

2、:D D规律规律: :若反应逆向进行，则若反应逆向进行，则H改变符号，但改变符号，但数值数值不变不变1/2H1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)=HCl(g) (g)=HCl(g) H H=-92.3kJ/mol=-92.3kJ/mol下列数据表示下列数据表示H H2 2的燃烧热吗？为什么的燃烧热吗？为什么? ? H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8 kJ/mol H2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol已知已知那么那么H H2 2的燃烧热是多少的燃烧热是多少? ?练习练习 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=

3、H(g)=H2 2O(l) O(l) H H= =？H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/molH2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2-285.8kJ/molH2O (l)H2+1/2O2H2O (g)HH2H1H H= =H H1 1+ +H H2 2化学模型化学模型思考：如何测出该反应的反应热思考：如何测出该反应的反应热： C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=?=?如果已知：如果已知： CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2

4、2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol你能求出你能求出H1吗？吗？不能很好的控制反应的程度，故不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得不能直接通过实验测得H H1 1 + + = = ，则则 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3H H1 1= =H H3 3- -H H2 2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-=-393.5kJ/mo

5、l+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol110.5kJ/mol所以所以 C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1= -110.5kJ/mol= -110.5kJ/molCO C+O2CO2 H1H2H3H H3 3= =H H1 1+ +H H2 2化学模型化学模型由上两例你能得出什么结论？由上两例你能得出什么结论？不管化学反应是分一步完成或分几步不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是完成，其反应热是相同的相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而态和终态有关，而与反应的途

6、径无关与反应的途径无关。一、盖斯定律一、盖斯定律教材p11 盖斯一生从事化学热力盖斯一生从事化学热力学研究学研究, ,做了大量的量热工做了大量的量热工作。在实验事实的基础上作。在实验事实的基础上, ,他发现，在任何一个化学他发现，在任何一个化学反应过程中反应过程中, ,不论该反应过不论该反应过程是一步完成还是分成几程是一步完成还是分成几步完成步完成, ,反应所放出的总热反应所放出的总热量相同，并于量相同，并于18401840（亦或（亦或18361836）年以）年以热的加和性守热的加和性守恒定律恒定律公诸于世，后被称公诸于世，后被称为为盖斯定律盖斯定律。A AB B请思考：由起点请思考：由起点A

7、 A到终点到终点B B有多少条途径？有多少条途径？从不同途径由从不同途径由A A点到点到B B点的位移有什么关系点的位移有什么关系? ?登山的高度与上登山的高度与上山的途径无关，山的途径无关，只与起点和终点只与起点和终点的相对高度有关的相对高度有关如何理解盖斯定律？H H= =H H1 1+ +H H2 2+ +H H3 3从路径角度理解盖斯定律从路径角度理解盖斯定律BHACH1H2DH3终态终态始态始态H H2 2 0 0H H1 1 0 0S（始态）（始态）L（终态）（终态）H H1 1 + +H H2 2= ?= ?H H1 1 + +H H2 2 0 0先从始态先从始态S变化到到终态变

8、化到到终态L，体系放出热量（，体系放出热量（H10)。经过一个循环，体系仍处于经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即化，所以就不能引发能量变化，即H1+H20影响反应热的因素影响反应热的因素1 1、与温度、压强有关、与温度、压强有关 2 2、与物质的状态有关、与物质的状态有关3 3、与反应物的用量有关、与反应物的用量有关4 4、与反应条件（途径）无关、与反应条件（途径）无关 盖斯定律盖斯定律同温同压下，同温同压下， 1molH2与与1molCl2反应生成反应生成2molHCl在光照下和点燃条件下的在光照下和点燃条件下的H相同相同。盖

9、斯定律在科学研究中的重要意义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进行得很慢 有些反应不容易直接发生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）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利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来算出来H H= =H H1 1+ +H H2 2BHACH1H2 盖斯定律是断定能量守恒的盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。先驱，也是化学热力学的基础。 有些化学反应进行很慢或不易直接发有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直

10、接测得这些反应的反应热，可生，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。通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 盖斯定律的应用关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。方法：方法：写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去的物质）（要消去的物质）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。例例1 1：已知下列各反应的焓变：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (

11、s) H H = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s) (g)=CaO(s) H H = -635.1 kJ/mol = -635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H = -393.5 kJ/mol= -393.5 kJ/mol试求试求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓变的焓变H H=+178.2 kJ/mol=+178.2 kJ/mol= =例1：写出石墨变成金刚石

12、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。先思考，之后小组讨论汇报先思考，之后小组讨论汇报查燃烧热表知：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：zxxk C(石墨，s)= C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol例例4 4：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速：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。现在可根率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据

13、盖斯提出的观点据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步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完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：。已知：P P4 4( (白磷、白磷、 s)+5Os)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/molP(P(红磷、红磷、 s)+5/4Os)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) (s) H H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化

14、为红磷的热化学方程式 。 P P4 4( (白磷、白磷、s)=4 P(s)=4 P(红磷、红磷、s) s) H =-29.2kJ/mol=-29.2kJ/mol-4：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/mol N2H4(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。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol 例例2 2

15、：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题, ,已知：已知：NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s) Cl(s) H H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/molNHNH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3 H H2 2O(aq) O(aq) H H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/molHCl(g) +HHCl(g) +H2 2O(l)=HCl(aq) O(l)=HCl(aq) H H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/molNHNH3 3(aq

16、)+ HCl(aq)=NH(aq)+ HCl(aq)=NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3kJ/molNHNH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2O(l)= NHO(l)= NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H5 5= =？ 则第个方程式中的反应热则第个方程式中的反应热H H是是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：根据盖斯定律和上述反应方程式得： = =+ + +- -， 即即H H5 5 = +16.3kJ/mol = +16.3kJ/mol利用盖斯定律利用盖斯定律解题解题的思路的思路审题审题分析分析计算计算”三个步骤三个步骤审题：写出