化学反应热的计算

2023/6/61第一章化学反应与能量第三节化学反应热的计算第1课时新课标人教版高中化学课件系列选修4化学反应原理2023/6/62思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。（1）已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol1.写出石墨的完全燃烧的热化学方程式2.二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式热化学方程式还可以表示理论可进行而实际难进行的化学反应2023/6/63(2)25℃，101kPa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1molN2(g)和3molH2(g)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少于92.38kJ，其原因是什么？

该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2molNH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ盖斯定律2023/6/641、提出问题在化学科学研究中，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很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？如何得到C(s)+1/2O2(g)═CO(g)的反应热？①能直接测定吗？如何测？②若不能直接测，怎么办？盖斯定律2023/6/652、分析问题C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1……（1）CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H2……（2）3、解决问题C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H3=?盖斯定律2023/6/66盖斯定律2023/6/67C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H3＝？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝-393.5kJ/mol+)△H2+△H3=△H1

∴△H3=△H1

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol盖斯定律2023/6/68

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？如何计算？已知：

H2O(g)==H2O(l)△H2=-44kJ/mol下列数据△H1表示燃烧热吗？判断盖斯定律2023/6/69H2的燃烧热

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

△H1＝－241.8kJ/mol

H2O(g)=H2O(l)

△H2＝－44kJ/mol已知

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol盖斯定律2023/6/610盖斯定律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。

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。盖斯定律2023/6/611AB请思考：由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?盖斯定律2023/6/612如何理解盖斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2盖斯定律2023/6/613一、盖斯定律1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。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。盖斯定律2023/6/614△H＝△H1+△H22.盖斯定律直观化盖斯定律2023/6/615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，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。3．盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。盖斯定律2023/6/616【例题1】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)

ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

试计算④2CO(g)＋4H2(g)==H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol盖斯定律2023/6/617石墨能直接变成金刚石吗？例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(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。用一用盖斯定律盖斯定律2023/6/618查燃烧热表知：①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H=+1.5kJ/mol观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？盖斯定律2023/6/619

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。现在可根据盖斯提出的观点“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”。已知：P4(白磷、s)+5O2(g)=P4O10(s)

△H1=-2983.2kJ/molP(红磷、s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)

△H2=-738.5kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_________________________________。P4(白磷、s)=4P(红磷、s)；△H

=-29.2kJ/mol科学探索2023/6/620你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3: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/molN2H4(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。2N2H4(g)

+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

盖斯定律2023/6/621例4：已知：CH4(g)

+2O2(g)=CO2(g)

+2H2O(l)△H=-Q1kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q3kJ/mol常温下，取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况)，经完全燃烧恢复常温，放出的热为:0.4Q1+0.05Q3盖斯定律2023/6/6221.已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：

据此判断，下列说法正确的是（）

A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高A随堂练习盖斯定律C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol2023/6/623

2.在100g碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

=－110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=