化学选修4第一章第三节化学反应热的计算(优质课)

1、第三节 化学反应热的计算许多燃烧反应的反应热可以用如许多燃烧反应的反应热可以用如图所示的装置测定。利用该装置图所示的装置测定。利用该装置能直接测定反应能直接测定反应C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)=CO(g)=CO(g)的反应热吗？若不能的反应热吗？若不能直接测定，怎么办？直接测定，怎么办？121.1.理解盖斯定律的意义。理解盖斯定律的意义。2.2.能用盖斯定律、热化学方程式进行简单的反应能用盖斯定律、热化学方程式进行简单的反应热的计算。热的计算。 （重点）（重点）一、盖斯定律一、盖斯定律 1840 1840年，瑞士化学家盖斯（年，瑞士化学家盖斯（G.H.HessG.H.Hess

2、）通过）通过大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。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。这就的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。是盖斯定律。1.1.看图理解盖斯定律看图理解盖斯定律海拔海拔400 m400 m海拔海拔100 m100 mA AB BH H1 1+H H2 2= = 0 02.2.用能量守恒定律论证盖斯定律用能量守恒定律论证盖斯定律3.3.盖斯定律直观化盖斯定律直观化H H1 1+H2 2

3、4.4.盖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，有些反应不容易直接发生，有些反应进行得很慢，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），这些都给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。把它们的反应热计算出来。C C（s s）+ O+ O2 2（g g）=CO=CO（g g），因为），因为C C燃烧时不可燃烧时不可能完全生成能完全生成COCO，总有一部分，总有一部分COCO2 2生成，因此这个反应生成，因此这个反应的的H无法直

4、接测得，请同学们自己根据盖斯定律无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的设计一个方案计算该反应的H。【提示】【提示】(1)C(s)+(1)C(s)+O O2 2(g)=(g)=CO=CO2 2(g) (g) H1 1=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol(2)CO(g)+ O(2)CO(g)+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H2 2=-283.0 kJ/mol=-283.0 kJ/mol1212【练一练】【练一练】O2HH2H1H1 1=H+H2 2 H =H1 1-H2 2 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ

5、/mol) = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol = -110.5 kJ/molC(s) + OC(s) + O2 2(g) = CO(g) (g) = CO(g) H=-110.5 kJ/mol=-110.5 kJ/mol12二、反应热的计算二、反应热的计算1.1.有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算【例题【例题1 1】25 25 、101 kPa101 kPa时，使时，使1.0 g1.0 g钠与足量钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87 kJ17.87 kJ的的热量，求生成热量，

6、求生成1 mol1 mol氯化钠的反应热。氯化钠的反应热。解析解析： Na(s) + ClNa(s) + Cl2 2(g) = NaCl(s)(g) = NaCl(s)17.87 kJ/g 17.87 kJ/g 23 g/mol = 411 kJ/mol23 g/mol = 411 kJ/mol答：答：生成生成1 mol 1 mol 氯化钠时放出氯化钠时放出411 kJ411 kJ的热量。的热量。12【例题分析】2.2.关于燃烧热的计算关于燃烧热的计算【例题【例题2 2】乙醇的燃烧热】乙醇的燃烧热H=-1 366.8 kJ/mol=-1 366.8 kJ/mol，在，在2525、101 kPa

7、101 kPa时，时，1 kg1 kg乙醇充分燃烧放出多少热量？乙醇充分燃烧放出多少热量？解析解析： n(Cn(C2 2H H5 5OH)= =21.74 molOH)= =21.74 mol1 kg C1 kg C2 2H H5 5OHOH燃烧后产生的热量：燃烧后产生的热量：1 366.8 kJ/mol1 366.8 kJ/mol 21.74 mol=2.97121.74 mol=2.97110104 4 kJkJ答：答：1kg1kg乙醇充分燃烧放出乙醇充分燃烧放出2.9712.97110104 4 kJkJ的热量。的热量。1 000 g46 g / mol3.3.应用盖斯定律进行反应热的计

8、算应用盖斯定律进行反应热的计算关键：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：(1)(1)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”( (要消去要消去的物质的物质) )。(2)(2)然后用消元法逐一消去然后用消元法逐一消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。【例题【例题3 3】已知下列反应的反应热为】已知下列反应的反应热为CHCH3 3COOH(l)+ 2OCOOH(l)+ 2O2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(l)O(l) H1 1= -870.3 kJ/mol

9、= -870.3 kJ/molC(s)+ OC(s)+ O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H2 2= -393.5 kJ/mol= -393.5 kJ/molH H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g) =H(g) =H2 2O(l) O(l) H3 3= -285.8 kJ/mol= -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) + 2H2C(s) + 2H2 2 (g) + O (g) + O2 2 (g) = CH(g) = CH3 3COOH (l) COOH (l) 12解析：解析：分析各化学方程式的关系，可知将方程

10、式分析各化学方程式的关系，可知将方程式按按22 + + -组合得所求反应的化学方程式组合得所求反应的化学方程式即：即：H = 2(= 2(H2 2 + + H3 3) ) -H1 1H =2(-393.5 kJ/mol)+(-285.8 kJ/mol)=2(-393.5 kJ/mol)+(-285.8 kJ/mol) -(-870.3 kJ/mol) -(-870.3 kJ/mol) = - 488.3 kJ/mol = - 488.3 kJ/mol答：答：反应反应2C(s)+2H2C(s)+2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=CH(g)=CH3 3COOHCOOH(l)(l)的的反应

11、热为反应热为-488.3 kJ/mol-488.3 kJ/mol。【练一练】在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：知：C(s)C(s)O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1393.5 kJmol393.5 kJmol1 1 COCO2 2(g)(g)C(s)=2CO(g) C(s)=2CO(g) H H2 2+ +172.5 kJmol172.5 kJmol1 1S(s)S(s)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H H3 3296.0 kJmol296.0 kJmol1 1请写出请写出CO

12、CO与与SOSO2 2反应的热化学方程式。反应的热化学方程式。_。 2CO(g)2CO(g)SOSO2 2(g)=S(s)(g)=S(s)2CO2CO2 2(g)(g) H H270 kJmol270 kJmol1 11.1.盖斯定律盖斯定律根据热化学方程式进行计算根据热化学方程式进行计算根据盖斯定律进行计算根据盖斯定律进行计算2.2.有关反应热的计算有关反应热的计算1 1下列关于盖斯定律描述不正确的是下列关于盖斯定律描述不正确的是( () )A A化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关态有关，也与反应的途径有关B B盖斯定律

13、遵守能量守恒定律盖斯定律遵守能量守恒定律C C利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热应的反应热D D利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热反应热A A2. 2. 在在298 K298 K、100 kPa100 kPa时，已知：时，已知：2H2H2 2O(g)=OO(g)=O2 2(g)(g)2H2H2 2(g)(g) H H1 1 ClCl2 2(g)(g)H H2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H H2 22Cl2Cl2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)=4HCl(g)

14、O(g)=4HCl(g)O O2 2(g)(g)H H3 3则则H H3 3与与H H1 1、H H2 2间的关系正确的是间的关系正确的是( () )A AH H3 3H H1 122H H2 2 B BH H3 3H H1 1H H2 2C CH H3 3H H1 122H H2 2 D DH H3 3H H1 1H H2 2A A3.(20143.(2014江苏高考江苏高考) )已知已知:C(s)+O:C(s)+O2 2(g)CO(g)CO2 2(g)(g)HH1 1COCO2 2(g)+C(s)2CO(g)(g)+C(s)2CO(g)HH2 22CO(g)+O2CO(g)+O2 2(g)

15、2CO(g)2CO2 2(g)(g)HH3 34Fe(s)+3O4Fe(s)+3O2 2(g)2Fe(g)2Fe2 2O O3 3(s)(s)HH4 43CO(g)+Fe3CO(g)+Fe2 2O O3 3(s)3CO(s)3CO2 2(g)+2Fe(s)(g)+2Fe(s)HH5 5下列关于上述反应焓变的判断正确的是下列关于上述反应焓变的判断正确的是( () )A.HA.H1 10,H0,H3 300,H0,H4 400C.HC.H1 1=H=H2 2+H+H3 3 D.H D.H3 3=H=H4 4+H+H5 5 C C4.4.已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：学方程式为：C(C(金刚石、金刚石、s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2