人教版选修4化学反应原理_第一章第三节化学反应热的计算

1、知识回顾 已知石墨的燃烧热：已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol （1 1）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 （2 2）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式 C(s, C(s,石墨石墨) + O) + O2 2(g) = CO(g) = CO2 2(g) (g) H= -393.5kJ/mol CO CO2 2(g) = C(s,(g) = C(s,石墨石墨) + O) + O2 2(g) (g) H= +393.5kJ/mol强调：强调：正逆反应的反应热数值相等，符号相反。正逆反应的反应热数值相等，符号相反

2、。“+”不能不能省。省。思考：思考：为什么在热化学反应方程式中通常可省去反应条件？为什么在热化学反应方程式中通常可省去反应条件？同一反应，即使反应条件不同，但反应热相同。同一反应，即使反应条件不同，但反应热相同。思考 298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式时，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，取在该温度下，取1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)放在一密闭容放在一密闭容器中，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少于92.38kJ，其

3、原因是什么？，其原因是什么？该反应是该反应是可逆反应可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，衡状态， 1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)不能完全反应不能完全反应生成生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于，因而放出的热量总小于92.38kJ盖 斯 定 律一、盖斯定律一、盖斯定律1、内容、内容不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热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。换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始是相同的。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。态和终态有关，

4、而与反应的途径无关。2、理解、理解 4、应用、应用 一些反应的反应热难以测量，可以用盖斯定律间接地进一些反应的反应热难以测量，可以用盖斯定律间接地进行计算出来。行计算出来。例：例： 计算反应计算反应C(s) + 1/2O2(g) = CO(g)的反应热。的反应热。 已知：已知： C(s)+O2(g) = CO2(g) H1-393.5 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol（1）虚拟路径法虚拟路径法若反应物若反应物A变为生成物变为生成物D，可以有两个途径，可以有两个途径a由由A直接变成直接变成D，反应热为，反应热为H；b由由A经过经过B变成

5、变成C，再由，再由C变成变成D，每步的反应热分别，每步的反应热分别为为H1、H2、H3。如图所示：如图所示：则有：则有：HH1+H2+H3（2）加合法）加合法运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。运用盖斯定律解题的一般方法 H1=H2+H3 H3=H1-H2 =-393.5kJ/mol -(-283.0kJ/mol) =-110.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)H1H3H2 C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H3-110.5kJ/mol练习已知：已知： H2O(g) = H2O

6、(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，那么，H2的燃烧热的燃烧热H是多少？是多少？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol练习 写出石墨变成金刚石的热化学方程式写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时时)查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(s，石墨石墨)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(s，金刚石金刚石)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol C(s，石墨石墨)= C(s，金刚石金刚石) H=+1.5kJ/

7、mol 思考：金刚石能自动变成石墨吗？思考：金刚石能自动变成石墨吗？C(石墨，石墨，s)+O2(g)CO2(g)C(金刚金刚石，石，s)+O2(g) C(s，石墨石墨)+O2(g)= C(s，金刚石金刚石)+O2(g) H=+1.5kJ/mol反 应 热 的 计 算反应热的计算二、反应热的计算二、反应热的计算 1、有关热化学方程式的计算、有关热化学方程式的计算【例【例1】25、101kPa时，使时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成的热量，求生成1 mol氯化钠的氯化钠的反应热。反应热。【解】【解】Na(g)

8、+ Cl2(g) = NaCl(s)17.87 kJ / 1g 23 g / mol = 411 kJ / mol答：生成答：生成1 mol NaCl时放出热量时放出热量411 kJ。2、有关燃烧热的计算、有关燃烧热的计算 【例【例2】乙醇的燃烧热】乙醇的燃烧热H=-1366.8 kJ/ mol，在，在25、101kPa时，时，1 kg 乙醇充分燃烧后放出多少热量？乙醇充分燃烧后放出多少热量？ 【解】【解】n(C2H5OH) = 1000 g / 46gmol-1 =21.74mol 1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量：燃烧后产生的热量： 1366.8 kJ/ mol 21.74mol=2

9、.971 104kJ 答：答： 1 kg C2H5OH燃烧后放出燃烧后放出2.971 104kJ的热量。的热量。 3、应用盖斯定律的计算、应用盖斯定律的计算 【例【例3】已知下列反应的反应热】已知下列反应的反应热 CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) =H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol试计算下述反应的反应热：试计算下述反应的反应热：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l

10、) 【解】分析各【解】分析各热化学热化学方程式的关系，知方程式的关系，知道将（道将（1）式反）式反写（相当于逆反应，写（相当于逆反应，H变号），（变号），（2）（）（3）式各乘以）式各乘以2，并将三者相加，即可求出上述反应的反应热。并将三者相加，即可求出上述反应的反应热。 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) H2= -787.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) H3= -571.6 kJ/mol+) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -H1= 870.3 kJ/mol- 2C(s) +2H2(l)+O2(g)=C

11、H3COOH(l) H= -488.3 kJ/mol 答：反应答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 的的反反应热为应热为- 488.3kJ/mol练习1、火箭发射火箭发射时可时可用肼用肼（N2H4）作燃料，以二氧化氮作）作燃料，以二氧化氮作氧化剂氧化剂，反应反应生成生成氮气和水蒸气。氮气和水蒸气。已知：已知： N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(g) H2=-534kJ/mol 则则N2H4与与NO2写出发射火箭反应的热化学方程式写出发射火箭反应的热化学

12、方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(g) H=-1135.7kJ/mol 2、将煤转化为水煤气的主要反应为将煤转化为水煤气的主要反应为:C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知已知:C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5kJ/molH2(g) + O2(g) = H2O(g) H2=-242.0kJ/molCO(g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0kJ/mol写出制取水煤气的热化学方程式写出制取水煤气的热化学方程式。C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) H=+

13、131.5kJ/mol比较反应热数据可知比较反应热数据可知,1mol H,1mol H2 2和和1mol CO1mol CO完全燃烧放完全燃烧放出的热量之和比出的热量之和比1mol C(s)1mol C(s)完全燃烧放出的热量（完全燃烧放出的热量（ ）。）。甲同学据此认为甲同学据此认为“煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量时放出更多的热量”。乙同学根据盖斯定律通过计算，认为乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将煤转化为水煤将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多”。你的观点呢？你的观点呢

14、？乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？ 乙同学的计算过程乙同学的计算过程C(s) + H2O(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) H1C(s)+H2O(g)+O2(g) CO(g)+ H2(g)+O2(g) H2CO(g)+H2(g)+O2(g) CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) H3CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) CO2(g)+H2O(g) H4则有：则有： H1 = H2+H3+ H4练习 3、已知、已知25、101kPa下，石墨、金刚石的燃烧的热化学下，石墨、金刚石的燃烧的热化学方程式分别为：方程

15、式分别为： C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石金刚石)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol据此判断，下列说法中正确的是（据此判断，下列说法中正确的是（ ）。）。A、由石墨制金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低、由石墨制金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低B、由石墨制金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高、由石墨制金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高C、由石墨制金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低、由石墨制金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低D、由石墨制金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高、由石墨制金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高A练习 4、依据、依据H2和和CO的燃烧热数据，某的燃烧热数据，某H2和和CO的混合气体的混合气体完全燃烧放出完全燃烧放出113.74kJ/mol热量