高中化学选择性必修一 1.2 反应热的计算 课件

1、第二节 反应热的计算一、盖斯定律（一）内容：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。这就是盖斯定律。（二）内涵：在一定条件下，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。（三）对盖斯定律的理解1、从反应途径的角度：反应热指的是反应物和生成物的总的 “能量差”。它是一个由状态决定的量， 与反应的具体过程无关。就像从同一起 点登山至山顶，不管选哪一条路走，历 经不同的途径和不同的方式，但山的高 度是不变的。2、从能量守恒的角度：对于任意一个反应，无论该反应从什 么途径发生，从反应开始到反应结束， 能量既不增加，也不减少，只是从一 种形式转化成另一种形

2、式（四）应用：对于有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产物不纯（有副反应发生）这些类反应，可应用盖斯定律间接的把它们的反应热计算出来二、反应热的计算（一）利用热量求反应热【例题1】黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一，反应的化学方程式为：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)在25和101kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”）在生产过程中得到了充分利用,大大降低了生产成本，对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。(1)请

3、写出FeS2燃烧的热化学方程式。(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+11/4O(g)=1/2Fe2O3(s)+2SO2(g) H=-853 kJ/mol(2)FeS2的摩尔质量为120gmol-1。1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g90%=900g900gFeS2的物质的量为:理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为：7.5 mol x 853 kJ/mol=6 398 kJ答：(1)FeS2燃烧的热化学方程式为：FeS2(s)+11/4O2(g)=1/2Fe2O3(s)+2SO2(g

4、) H=-853 kJ/mol(2)理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为6398kJ。（二）利用热化学方程式和盖斯定律求反应热【例题1】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(1) H=-2800kJ/mol计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。【解】根据热化学方程式可知，1molC6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800kJ。C6H12O6的摩尔质量为180gmol-1。100gC6H12O6的物质的量为:0.556 mol C6H12O6完全氧化时产生的热量为

5、：0.556mol2800kJ/mol=1557kJ 答：100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1557kJ。 【例题2】焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取氢气的重要方法。这两个反应的热化学方程式分别为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H1=+131.5 kJ/molCH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H2=+205.9 kJ/mol试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的H例3：2019年全国II卷已知：(g)= (g)+ I2(g)= H3=_kJmol 1。(g)+H2(g) H1=+100.3 kJmol 1 H2(g)+ I

6、2(g)=2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应：(g)+2HI(g) 解析：根据盖斯定律，反应+可得反应,则H3=H1+H2=100.3kJmol-1+(-11.0kJmol-1)=+89.3kJmol-1。+89.3则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) 的H=_ kJmol-1。例4：2019年全国III卷Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=+83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)

7、+H2O(g) H3=-121 kJmol-1解析：由盖斯定律可得，4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) H=2H3+2H1+2H1=(-121kJmol-1)2+(-20kJmol-1)2+(83 kJ . mol-1)2=-116kJmol-1-116例5：2018年全国II卷CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=

8、_ kJmol1解析：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394kJ/mol,C(s)+ O2(g)=CO(g) H=-111kJ/mol,根据盖斯定律计算：2-,得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=+247kJ/mol。+247（三）利用燃烧热求反应热例题：乙醇的燃烧热为H=-1366.8kJmol,则25,101kPa时1kg乙醇完全燃烧放出的热量为 kJ 解：由题意可得出关系式为：C2H6O-1366.811366.8x（四）利用化学键的键能求反应热：例题1：下表中的数据表示破坏1mol化学键需

9、消耗的能量(即键能，单位为kJmol-1)热化学方程式：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-183kJmol-1,则Cl2的键能为 kJ/mol。化学键H-HH-Cl键能436431243解：H=-183kJmol-1=(436kJ/mol+y)-431kJ/mol2计算可得y=243kJ/mol例题2：利用下图所给信息，计算工业上合成氨反应的反应热H= kJ/mol H=508-600=-92kJ/mol-92三、反应热大小比较（一）如果热化学方程式中化学计量数加倍，H也要加倍，再通过吸放热反应类型比较H大小（二）同一反应中反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g) A(l) A(

10、s)；或者从物质三种状态自身所具有的能量比较：E(g)E(l)E(s),可知反应热大小也不相同（三）对于晶体类型不同，产物相同的反应，其反应热也不同。例如：C(石墨, s)+O2(g)=CO2(g) H=akJ/mol ,C(金刚石, s)+O2(g)=CO2(g) H=bkJ/mol ,由推出C(石墨, s)=C(金刚石, s) H=(ba)kJ/mol，又因为石墨的所具有的能量0，即ba0，所以ba注：在比较反应热大小时，要注意比较的是放出热量的大小还是H的大小，当反应为放热反应时，二者的比较结果正好相反（四）根据反应进行的程度比较反应热的大小1、其他条件相同时，燃烧越充分，放出热量越多，

11、H越小2、对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出（或吸收）的热量小于相应的热化学方程式中的H的绝对值（五）中和反应中反应热的大小1、浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1mol水时，放出的热量一定大于57.3kJ（浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量）2、醋酸和氢氧化钠溶液反应生成1mol水时，放出的热量一定小于57.3kJ（醋酸电离会吸热）3、稀硫酸和氢氧化钡溶液反应生成1mol水时，放出的热量一定大于57.3kJ（SO42-和Ba2+反应生成的BaSO4沉淀会放热）例题：下列各组热化学方程式中，H1H2的是（ ）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H1 H2(g)+I2(g)=2HI(g) H2C2H4O2(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2