《化学反应热的计算》课件(新人教版选修4)

Henri

Hess

(1802～1850)俄国化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的根底教育。1826～1827年，在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。1830年中选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。1838年成为俄国科学院院士。盖斯简介

盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。1836年发现，在任何一个化学反响过程中,不管该反响过程是一步完成还是分成几步完成,反响所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反响不能直接发生时，应用此定律可间接求得反响热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有《纯粹化学根底》(1834)，曾用作俄国教科书达40年。盖斯简介盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的，实际上是热力学第一定律在化学反响的具体表达，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的根底，使化学方程式像普通代数方程那样进行运算，从而可以根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反响热。盖斯简介第三节化学反响热的计算教学目标：1、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律；2、能正确运用盖斯定律解决具体问题；3、学会化学反响热的有关计算。一．盖斯定律：1.盖斯定律的内容:不管化学反响是一步完成或分几步完成,其反响热相同。换句话说,化学反响的反响热只与反响体系的始态和终态有关,而与反响的途径无关。如何理解盖斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2如何测定如下反响:

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

的反响热△H1①能直接测定吗？如何测？②假设不能直接测，怎么办？[思考]计算CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2例1C(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以下数据表示H2的燃烧热吗？为什么？

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实例2有些化学反响进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反响的反响热，可通过盖斯定律获得它们的反响热数据。2．盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四那么运算式”的导出方法：1.写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)2.然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四那么运算式”。盖斯简介【例1】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】：①×2+②×4-③=④

ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol你知道神六的火箭燃料是什么吗？例2：某次发射火箭，用N2H4〔肼〕在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g);△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l);△H2=-534kJ/mol假设都在相同状态下，请写出发射火箭反响的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l);△H=-1135.2kJ/mol

例3：：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+0.05Q31.25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：

据此判断，以下说法正确的选项是〔〕A.由石墨制备金刚石是吸热反响；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响；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响；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响；等质量时，石墨的能量比金刚石的高A①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol练习：

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)=CO2(g)；=－282.57kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是()392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJHHC练习：二．反响热的计算：

利用反响热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反响热的计算:题型一：有关热化学反响方程式的的含义及书写题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量具体内容:1.一定量的物质参加反响放出的热量，写出其热化学反响方程式。2、有关反响热的计算:〔1〕盖斯定律及其应用〔2〕根据一定量的物质参加反响放出的热量〔或根据的热化学方程式〕，进行有关反响热的计算或比较大小。(3)利用键能计算反响热课本P12例1：【解】钠与氯气起反响的化学方程式如下Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s)23g/mol

△H

1.0g－17.87kJ△H＝23g/mol×(－17.87kJ)÷1.0g＝－411kJ/mol答：略注意热化学方程式正确书写，特别注意有关单位的正确书写。课本P12例2：【解】C2H6O(l)+3O2(g)==2CO2(g)＋3H2O(l)46g/mol

－1366.8kJ/mol

1000gXX＝(－1366.8kJ/mol×1000g)/46g/mol＝－29710kJ答：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X：C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为()A.2:3.25 B.12:2.75C.1:1D.393.5:241.8B变式练习1

变式练习2

氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是()A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g)B1．：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=－283.0kJ/mol某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比课堂练习：列方程求解假设取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生的热量为QkJ，那么金刚石和石墨的物质的量之比为：。2．金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：①C(金刚石、s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝－395.41kJ/mol②C(石墨、s)+O2(g)=CO2(g)△H2＝－393.51kJ/mol课堂练习：课堂练习：3．胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：CuSO4•5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1kJ/mol室温下，假设将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，那么〔〕A．Q1>Q2B．Q1=Q2C．Q1<Q2D．无法确定A盖斯定律的灵活应用4、拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，写出N2和H2反响生成NH3的热化学反响方程式。-92KJ/mol练习：写出以下反响的热化学方程式〔1〕1molC(固态)与适量H2O(气态)反响,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量〔2〕0.5molCu(固态)与适量O2(气态)反响,生成CuO(固态),放出78.5kJ的热量C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=－

314KJ/mol2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ，写出C2H2燃烧的热化学方程式。2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=－2589.6KJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-4bkJ/molC.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g)△H=-4bkJ/molD.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=+4bkJ/molE.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H=-2bkJ/mol2、充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，那么乙炔燃烧的热化学方程式正确的选项是B点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、△H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手3、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是A、2CH4(g)＋4O2

(g)

＝2CO2(g)

＋4H2O(l)

ΔH

=

+890kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2OΔH

=

－890kJ/molC、CH4(g)＋2O2

(g)

＝CO2(g)

＋2H2O(l)

ΔH

=

－890kJ/molD、1/2CH4(g)＋O2

(g)

＝1/2CO2(g)

＋H2O(l)

ΔH

=

-890kJ/molC4、在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，以下热化学方程式正确的选项是()A.H2O〔g〕＝H2〔g〕＋1/2O2〔g〕ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2〔g〕＋1/2O2〔g〕＝H2O〔g〕 ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2〔g〕＋O2〔g〕＝2H2O〔g〕ΔH＝＋484kJ·mol－1A5、在200℃、101kP时，1molH2与碘蒸气作用生成HI反响，科学文献表示为：H2〔g〕＋I2〔g〕2HI〔g〕△H=－14.9kJ/mol以上化学方程式指出了反响时的和；括号中的符号表示反响物或生成物的。6、在25℃、101kPa时，有两个由H2和O2化合成1molH2O的反响，一个生成气态水，一个液态水，化学方程式如下：H2〔g〕＋1/2O2〔g〕=H2O〔g〕△H=－241.8Kj/molH2〔g〕＋1/2O2〔g〕=H2O〔I〕△H=－285.8kJ/mol以上两个反响，产物都是，但产物的不同，

温度

压强

状态

水

状态7、在同温同压下，以下各组热化学方程式中Q2>Q1的是〔〕A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H1=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H2=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H1=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2=-Q2B中和热1、酸和碱的中和反响有热量放出，可以通过实验测得中和反响的反响热。当1L1mol／L的稀盐酸跟1L1mol／L的NaOH溶液起中和反响时，能放出57.3kJ的