第1章 第3节 化学反应热的计算

1、第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。（1 1）已知石墨的燃烧热：）已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/molH=-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molkJHgOsCgCO/5 .393);()()(22mol/k5 .393);g()g()g(22JHCOOCS 例例2 2：298K298K，101kPa101kPa时，合成氨反应的热化学方程式时，合

2、成氨反应的热化学方程式 N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g);(g);H H = -92 kJ/mol= -92 kJ/mol 在在该温度下，取该温度下，取1mol N1mol N2 2(g)(g)和和3mol H3mol H2 2(g)(g)放在一放在一 密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应 放出的热量总是少于放出的热量总是少于92 kJ92 kJ，为什么？，为什么？该反应是可逆反应该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，将达到平衡状态， 1 mol N1 m

3、ol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的，因而放出的热量总小于热量总小于92.38kJ92.38kJH H2 2 0 0H H1 1 0 0S（始态）（始态）L（终态）（终态）根据能量守恒定律：根据能量守恒定律： 若某化学反应从始态（若某化学反应从始态（S）到）到终态（终态（L）其反应热为）其反应热为H1，而从终态（，而从终态（L）到始）到始态（态（S）的反应热为）的反应热为H2，这两者和为，这两者和为0。 即即H1 H 2 = 01、烧水时，有少量水滴在红热的炭火

4、上，会看、烧水时，有少量水滴在红热的炭火上，会看到火焰更旺了，那么，从能量角度考虑，是不到火焰更旺了，那么，从能量角度考虑，是不是放出的热量更多了？是放出的热量更多了？2、在化学科学研究中，常常需要知道物质在发、在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？热数据呢？ 例例3 3：如何测定：如何测定C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反应热的反应热H H1 1能直接测定吗？如何测？能直接测定

5、吗？如何测？若不能直接测，怎么办若不能直接测，怎么办？1 1、什么是盖斯定律？、什么是盖斯定律？2 2、盖斯定律在科学研究中有什么重要意义？、盖斯定律在科学研究中有什么重要意义？3 3、认真思考教材以登山经验、认真思考教材以登山经验“山的高度与上山山的高度与上山 的途径无关的途径无关”的道理，深刻理解盖斯定律。的道理，深刻理解盖斯定律。【阅读阅读】 P11P11 讨论并回答下列问题：1.1.内容内容: :不管化学反应是一步完成或分几步完成不管化学反应是一步完成或分几步完成, , 其反应热是相同。其反应热是相同。 化学反应的化学反应的反应热反应热只与反应体系的只与反应体系的始态和终态始态和终态

6、有关有关, ,而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。ABCDC(s) + O2(g) = CO2(g) H1 （1）CO(g) + 1/2O2(g) =CO2(g) H2 （2）（2）、解决问题）、解决问题C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H3 = ?H3+ H2= H1 例例3 3：如何测定：如何测定C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反应热的反应热H H1 1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H3？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H1-393.5

7、kJ/mol+)H3+ H2= H1 H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol l那么，那么，H H2 2的燃烧热是的燃烧热是 ？如何计算？如何计算？l已知：已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol下列数据下列数据H H1 1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？285.8kJ/molH

8、H2 2的燃烧热是的燃烧热是 ？H H1 1= = 。 -285.8kJ/mol1、烧水时，有少量水滴在红热的炭火上，会看到火焰更旺了，、烧水时，有少量水滴在红热的炭火上，会看到火焰更旺了，那么，从能量角度考虑，是不是放出的热量更多了？那么，从能量角度考虑，是不是放出的热量更多了？已知：已知：C(s)CO(g)H2(g)燃烧热(KJ/mol)-393.5-283.0-285.8盖斯定律：化学反应的盖斯定律：化学反应的反应热反应热只与反应体系的只与反应体系的始态始态和终态和终态有关有关, ,而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。 同素异形体相互转化但反应热相当小而且同素异形体相互转化但反应热相

9、当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很转化速率慢，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困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的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热效应是相同的”。已知：。已知：P P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)； = -2983.2 kJ/mol= -2983.2 kJ/molH1P(sP(s、红磷、红磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s)(s)； = -7

10、38.5 kJ/mol= -738.5 kJ/molH2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白磷白磷)=4 P(s、红磷红磷)； = -29.2 kJ/molH例例1、已知下列热化学方程式：、已知下列热化学方程式： Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S） H1； Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO（S） H2；则则Zn（S）+ HgO（S）= Hg（l）+ ZnO（S），）， H值为值为=？ A、H2-H1 B、H2+H1 C、H1-H2 D、-H1-H2即即H = H1 H2 (1)(2)(3)依题意可知：依题意可知：(3) = (1)

11、 - (2)CC(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H H1 1=-=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H H2 2=-=-395.0395.0kJ/molkJ/mol所以，所以， - 得：得：C(石墨，石墨，s) = C(金刚石，金刚石，s) H=+1.5kJ/mol例例2：写出：写出石墨变成金刚石石墨变成金刚石的热化学方程式的热化学方程式 (25,101kPa,101kPa时时) 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，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，可通过盖很难直接测得这些反应的反应热

12、，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。斯定律获得它们的反应热数据。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”( (要消去的要消去的物质物质),),然后根据然后根据“四则运算四则运算”用消元法逐一消去用消元法逐一消去“过过渡物质渡物质”. .计算反应热时要注意哪些问题？计算反应热时要注意哪些问题？1、H运算时要带符号运算时要带符号2、计量数的变化与反应热数值的变化要对应、计量数的变化与反应热数值的变化要对应 1. 已知已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0

13、 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 计算计算: 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H2 + 4 - = 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 k

14、J/mol+)2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/mol根据盖斯定律得：根据盖斯定律得： 2 + - = 所以，所以，HH12 H3 H2 393.52 +141-（-566） 80 kJ/mol 若多步化学反应相加可得到新的化学若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。的反应热之和。总结规律：总结规律：注意：注意：1、计量数的变化与反应热数值的变化要对应、计量数的变化与反应热数值的变化要对应2、反应方向发生改变反应热的符号也要改变、反应方向发生改变反应热的符号也

15、要改变总结思考：总结思考： 在用方程式叠加计算反应热时要注意哪在用方程式叠加计算反应热时要注意哪些问题？些问题？3、已知、已知2C（S）+ O2（g）-=2CO（g） H=-221.0kJ/molkJ/mol2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/molkJ/mol 则制备水煤气的反则制备水煤气的反C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的的H为为( ) A、+262.6kJ/molkJ/mol B、-131.3kJ/molkJ/mol C、-352. kJ/molkJ/mol D、+131.3kJ/molkJ/molD 4 4：某次发射火箭，用：某次发射火

16、箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生成中燃烧，生成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学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。方程式。解：依

17、题意可知，发射火箭燃料发生如下反应解：依题意可知，发射火箭燃料发生如下反应2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=?即即H = 2H2H1 = - 1135.2kJ/mol (1)(2)(3)依题意可知：依题意可知：(3) = (2) x 2 - (1)得：得：2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 二：若某一化学反应可分为多步进行，则其总反应热二：若某一化学反应可分为多步进行，则其总反应热为各步反应的反应热之和。为各步反应的反应热之和。即即H= H1+ H2+ H3+一一： 若某化学反应从始态（若

18、某化学反应从始态（S）到终态（）到终态（L）其反应热为）其反应热为H，而从终态（，而从终态（L）到始态（）到始态（S）的反应热为）的反应热为H ，这，这两者和为。两者和为。即即H H = 三：若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反三：若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。小结：小结： S(s) + O2(g) SO2(g) H296kJ/moln(s) =4g32g/mol= molH= 1 mol= 296kJ/mol 常见题型：常见题型：1. 有关热化学反应方程式的的含义及书写有关热化学反应方程式的的含义及书写.2. 反应热的判断和求算反应热的判断和求算.n(C2H5OH) =答：答： 练习练习4：已知：已知： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某某H2和和CO的混合气体完全燃烧时放出的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ 热量，同时生成热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中液态水，求原混合气体中 H2和和CO的物质的量之比。的物质的量之比。3.6g 0.2mol H2 283.0kJ/mol练习练习5：H2、CO、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：、辛烷、甲烷