化学选修四第一章第三节 化学反应热的计算

1、第三节化学反应热的计算、第一、气体定律第二、反应热的计算、(2)在燃料电池中将甲醇蒸汽转换成氢的热化学方程式为ch3oh (g )1/2O2 (g )=CO2 (g )2H2 (g )h=-192.9 kj mol-1，ch3oh的燃烧热为192. 用或 记载，如果知道了(1) h (AQ ) oh-(AQ )=h2o (l )h=-57.3 kj mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H=2(-57.3) kJmol-1 ()， 已知温故新2、石墨的燃烧热：H=- 393.5kJ/mol (1)石墨完全燃烧的热化学方程式(2)写二氧化碳变成石墨和氧的热化学方程式，如何测定二氧化

2、碳变成石墨和氧的反应热？ 能直接测量吗？ 无法直接测量时怎么办？ c (石墨，s) O2(g)=CO2(g )； H= 393.5 kJ/mol，在化学科学研究中，多通过实验测定物质发生化学反应时放出或吸收的热量。 但是，某些物质的反应热由于各种原因不能直接测定，只能通过化学计算间接得到。 为了使反应热的计算变得容易，首先学习盖乌斯法则吧。 一、盖斯定律，一、盖斯定律的内容是1840年，化学家盖斯(G.H.Hess )经大量实验事实证明，化学反应无论一步完成，还是几步完成，其反应热都是一样的。 换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的初始状态和最终状态有关，与反应的路径无关。 这就是盖乌斯定律

3、。 2、了解盖斯定律，有人从山下a到山顶b，无论是跨山攀登，还是坐缆车攀登，其海拔都高达300m，即山的高度与a、b点的海拔有关，但与a点到b点的路线无关，该a有反应山的高度相当于化学反应的反应热，在指定的状态下，各物质的焓是确定的，是唯一的，因此，无论以什么样的路径从反应物变化到反应生成物，其差都不变，即反应焓相同。3 .盖兹定律的直感化，h=h1h2h3，终态，始态，盖兹定律的理解： 4，用能量守恒定律论证盖兹定律，从始态s变为终态l，系统放热(H10 )。 经过循环，系统还处于s状态，物质没有变化，所以不会发生能量变化，即h1H20，222222222222222222222 c (s

4、) O2 (g )=CO (g燃烧时将co 因为总是生成CO2的一部分，所以不能直接测量该反应的h，所以请自己根据盖兹定律设计该反应的h。 (1) c (s ) o2(g )=co2(g )h1=-393.5 kj/mol (2) co (g ) o2(g )=co2(g )h3=-283.0 kj/mol，例题1，问题探究，C(s) 1/2O2(g)=CO(g) H1=？ co (g )1/2o2(g )=co2(g )h2=-283.0 kj/mol，c (s ) o2(g )=co2(g )h3=-393.5 kj/mol，h1=h3-h2=-393.5 kj/mol-(-283.0 k

5、j/mol )=。 现在，盖乌斯提倡的“无论化学过程一步一步地完成，还是分几步完成，这个总过程的热效应都相同”的观点可以计算反应热。 P4(白磷，s )5o2(g )=p4o 10 (s )h1=-2983.2 kj mol-1p (红磷，s )5/4o2(g )=1/4p4o 10 (s )h2=-738.5 kj mol-1白磷转化成红磷的热化学方程式是 在同样的情况下，能源状态低的话，白磷的稳定性比红磷的稳定性高。P4 (红磷，s)=4P (红磷，s) H=-29.2 kJmol-1红磷低，例题2 Zn (s )1/2O2 (g )=ZnO (s )h1=-351.1 kj/mol Hg

6、 (l )1/2O2 (g )=hgo (s )。 其中h3是() a.- 441.8 kj/molb.- 254.6 kj/molc.- 438.9 kj/mold.- 260.4 kj/mol，【答案】d， 解析将两个已知的反应从上到下分别标记为和，设定大小规律-Zn (s ) hgo (s )=ZnO (s ) Hg (l )h3=-351.1 kj/mol 90.7 kj/mol=-260.4 kj/mol。 即，d项是正确的。 例题3co (g )1/2O2 (g )=CO2 (g )h1=-283.0 kj/molH2 (g )1/2O2 (g )=H2O (l )H2=-285.

7、8 kj/molc2h5oh (l )3O2 (g )=2CO2 (g ) 3h2o (l 计算4 H2(g)=H2O(l) C2H5OH(l )的h，【解】:根据盖兹法则，反应一步完成还是几步完成，其反应热效应都相同。 接着，看看反应能否通过加减乘除组合三个反应，即反应能否分成几步。 解：、4 -=2co (g ) O2 (g )=2CO2 (g )h1=-566.0 kj/mol4h2h2(g )=4h2o (l )H2=-1143.2 kj/mol 2co2(g )=c2h5 o 2 co (g )4h2(g )=h2o (l ) c2h5oh (l )h=-339.2 kj/mol，(

8、1)， 在热化学方程式为相同数的情况下，H也必须是相同的数(2)，热化学方程式被加减，同种物质彼此被加减，H也被加减，(3)如果使热化学方程式相反，H的符号也变化，6、应用高斯定律的点，(1)虚拟路径法在反应物a成为生成物e时， 有三种途径：从a直接变成生成物e，反应热从ha经过b变成e，反应热分别变成h1、h2。 从a经c从d变化为e，反应热分别为h3、h4、h5，如图：h=h1h2=h3h4h5、7，用盖兹定律解的一般方法，(2)加法用被给予的化学方程式加减的方法求出热化学方程式例如，已知c (石墨，s ) o2(g )=co2(g )h1=-393.5 kj/molc (金刚石，s )

9、o2(g )=co2(g )h2=-395.4 kj/mol是从_得到的： c (石墨，s 7、用盖乌斯定律解决问题的常用方法，1.9 kJ/mol，1 .根据热化学方程式计算：反应热和反应方程式中各物质的物质质量. 2 .根据反应物和产物的能量计算：根据反应物和产物的结合能计算：h=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ u 根据盖乌斯定律，用适当的“正”、“负”等计算热化学方程式。 5 .根据物质燃烧热的数值计算： q (放)=_ _ _ _ _ _ _h |。 注意：这里的h是燃烧热量。 6 .根据中和反应的反应热计算： q (放出

10、)=_ _ _ _ _ _ _ |h |。 注意：这里的h是中和热。 7 .根据公式计算。 AAAAK 、比例、生成物的能、反应物的能、反应物的结合能、生成物的结合能、n (可燃物)、n(H2O )、Q=cmt，二、反应热的计算，【例1】298K、101KPa的情况下，使钠与充分的氯气反应，生成氯化钠乙醇的燃烧热量为H=-1366.8kJ/mol，在25、101kPa下乙醇1kg充分燃烧后，放出了多少热量，1 .判断正误。(1)盖乌斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同表现() (2)一个反应一步一步完成，或分几个步骤完成。 与两者相比，通过的步骤越多，放出的热量越多() (3)如果应用高斯

11、定律，则能够计算难以直接测定的反应的焓() (4)在同温同压下H2(g) Cl2(g)=2HCl(g )在光和点火条件下h不同() (5)不同由于反应物质不同，不能加减热化学方程式() (6)c (金刚石，s)=C (石墨，s) H=-1.9 kJ/mol，可知金刚石比石墨稳定()，(1)(2)(4) (5) (6)、当堂自测， 2 .关于盖斯定律的以下说法不正确的是() a .无论反应是一步完成，还是几步完成，其反应热都是相同的b .反应热只关系到反应体系的初期状态和末端状态，与反应的路径无关的c .反应的反应热中，有些是不能直接测定的盖斯定律吗？ 根据盖斯定律，用热化学方程式直接加入h可得

12、到总反应热3 .在众所周知的25 、101 kPa的条件下，4 al (s )3o2(g )=2al2o3(s )h=-2834.9 kj mol-1 al (s )2o3(g )=2al2o3(s ) 由h=-3119.1kjmol-1得到的正确结论是，() a .等质量的o2从能量比o3低的o2变化为o3，吸热反应b .等质量的o2从能量比o3低，从o2变化为o3，发热反应C.o3比o2稳定，从o2变化为O3 从O2变成O3，发热反应【答案】a，当堂自测，解析减去了两个热化学方程式：3o2(g)=2o3(g)h=284.2kjmol-1。 因此，O2变化为O3的反应是吸热反应，等质量的O2

13、比O3的能量低，O2更稳定。 本堂自测4 .已知以下热化学方程式：Fe2o3(s )3co (g )=2Fe (s )3co2(g )h=-24.8 kj mol-1Fe2o3(s ) co (g )=2/3Fe3o4(s )1/3co2(g )h=-15.0 在CO2(g) H=640.4 kJmol-1中，与以co气体还原量FeO固体14g得到Fe固体和CO2气体的情况相对应的h约为() a.- 218 kj mol-1b.- 109 kj mol-1c.218 kj mol-1d.109 kj mol-1， b 解析co14g的物质的量为1/2mol，(10空气空气空气空气，5 .要以煤

14、为燃料，要用路径 C(s) O2(g)=CO2(g) H10再燃烧气体： 2co (g ) O2 o2(g)=2h2o(g)h40有两种方法： (1)判断两条路径的发热：从路径I放出的热量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _路径I放出的热量(填充为“以上”“以下”)。 (2)H1、h2、h3、h4的数学关系是制造取水气体的反应，反应物所具有的总能量是(填补“以上”、“以下”)生成物所具有的总能量，因此，一旦发生反应，反应物就会转化成生成物(1)比(2)h1=h2 1/2(h3 h4)(3)比吸收小，文章复习、网络构筑、1、化学反应中的能量变化、1 )发热反应(H0)、破坏化学键并吸收 0)，破坏化学键形成化学键后吸收的键释放出的总能量总能量，反应生成物总物质总能量”，热能被转换成物质内部的能量来储藏，2、2 热化学方程式，定义：表示对反应物质的参加量和反应热的关系的化学方程式，表记，1 )注集成状态，2 )化学计量数即使是整数也可以分数，3 )注温度、压力，4 )表示h的数值，符号和单位，应用：反应热计算的根据，3，能量，能量，化石能，煤，煤不可再生、利用率低、无污染环境、措施：开源节流、新能源、太阳能、氢能源、地热能源、风力能源、海洋能源生物量等，资源丰富、可再生、无污染和污染轻、轻、轻、轻检测h符号的正误2 )检查物质的凝聚状态3