第一章第三节__化学反应热的计算.ppt

1、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,正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。,（1）已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol 1.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,S,H2 0,H1 0,S（始态）,L（终态）,根据能量守恒定律： 若某化学反应从始态（S）到终态（L）其反应热为H1，而从终态（L）到始态（S）的反应热为H2，这两者和为0。 即H1 H 2 = 0,如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热H1,能直接测定吗？如何测？ 若不能直接测，怎么办？,G.H.GermainHenriHess(18021

2、850)俄国化学家。俄文名为。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基础教育。18261827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年当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

3、现象，作了大量的量热工作。1836年发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应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。当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有纯粹化学基础(1834)，曾用作俄国教科书达40年。,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应的具体体现，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础，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应热。,盖

4、斯简介,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。,2 理解,HH1+H2,3.盖斯定律直观化,CO(g),C(s),CO2(g),实例1,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 + H2 = H3,H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol

5、,下列数据表示H2的燃烧热吗？,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol,实例2,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。,2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”。,练习,1、火箭发射时可用肼（N2H4）作燃料，以二氧化氮作氧化剂，反应生成氮气和水蒸气。已知： N2(g)+2O2(g) = 2N

6、O2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(g) H2=-534kJ/mol 则N2H4与NO2写出发射火箭反应的热化学方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(g) H=-1133.2kJ/mol,P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) =-2983.2kJ/mol,P(红磷,s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) =-738.5 kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 _。,2、,第三节 化学反应热的计算,第二课时,题型一：有关热化学反应方程式的含义及书写,题型二：燃烧热、中和

7、热的判断、求算及测量,利用反应热的概念、盖斯定律、热化学 方程式进行有关反应热的计算:,二、反应热的计算,具体内容: 1、已知一定量的物质参加反应放出的热量，写 出其热化学反应方程式。 2、有关反应热的计算: (1)盖斯定律及其应用 (2)根据一定量的物质参加反应求放出的热量 (或根据已知的热化学方程式)，进行有关反应热 的计算或比较大小; (3)利用键能计算反应热。,1、有关热化学方程式的计算 【例1】25、101kPa时，使1.0 g钠与足量的氯 气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量， 求生成1mol氯化钠的反应热。,【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下,Na(s) + 1/2

8、Cl2(g) = NaCl (s),23g/mol H,1.0g 17.87kJ,H23g/mol(17.87kJ) 1.0g411kJ/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。,2、有关燃烧热的计算 【例2】乙醇的燃烧热H=-1366.8 kJ/ mol，在 25、101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出多 少热量？,【解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol =21.74mol 1 kgC2H5OH燃烧后产生的热量： 1366.8kJ/mol21.74mol=2.971104kJ 答：1kgC2H5OH燃烧后放出2.971104kJ的 热量。

9、,3、应用盖斯定律的计算 【例3】已知下列反应的反应热为 CH3COOH (l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) = H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol 试计算下述反应的反应热： 2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l),【解】分析各方程式的关系，知 将方程式按2 + - 组合得上述反应方程式 即：H = 2H 2 + H3 - H1 H =2(-393.5kJ/mol) +

10、 (-285.8kJ/mol)-(-870.3kJ/mol) = - 488.3kJ/mol 答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反应热为- 488.3kJ/mol,1、已知： 2C(s)O2(g)=2CO(g) H=-221 kJmol-1 2H2(g)O2(g)2H2O(g) H=-483.6 kJmol-1 则C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H为多少?,解：/2-/2,C(s)1/2O2(g) =CO(g) H=-110.5 kJmol-1,H2(g)1/2O2(g) H2O(g) H=-241.8 kJmol-1,C(s)H

11、2O(g)=CO(g)H2(g) H=+131.3 kJmol-1,练习,练习,2、由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4Ti 已知：CsO2gCO2g H3935 kJmol1 COg1/2O2gCO2g H283 kJmol1 TiO2s2Cl2gTiCl4sO2g H+141 kJmol1 则TiO2s2Cl2g2CsTiCl4s2COg的H 。,80 kJmol1,练习,3、已知下列热化学方程式： (1)Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H25 kJmol1 (2)3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g) H47 k

12、Jmol1 (3)Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H19 kJmol1 写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式为：_。,FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g) H11 kJmol1,4 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)；H285.8kJ/mol CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/mol C8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/mol CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H890.3kJ/mo

13、l 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),B,5、已知 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=Q1KJmol1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=Q2KJmol1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=Q3KJmol1, 常温下，取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气11.2L(标况),经完全燃烧恢复常温，放出的热量为: 。,(0.4Q1+0.05Q3)KJ,练习,6、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，

14、且 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=110.35 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=282.57 kJ/mol 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）A.392.92 kJ B. 2489.44 KJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ,C,练习,1、根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成_。 2、根据反应物和生成物的总能量计算： H_。 3、根据反应物和生成物的键能计算： H_。,【归纳】反应热的计算方法,正比,E(生成物的总能量)E(反应物的总能量),E(反应物的总键能)E(生成物的总键能),4、根据物质的燃烧热和中

15、和热计算： (1)燃烧热：Q(放)_。 (2)中和热：Q(放)_。 5、根据比热公式进行计算：Q_。 6、根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”“减”变形后，由过程的热效应进行计算、比较。,【归纳】反应热的计算方法,n(可燃物)H,n(H2O)H,cmt,8 、(2010广东高考)在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3,则H3与H1和H2间的关系正确的是() AH3H12H2 BH3H1H2 CH3H12H2 DH3H1H2,9、已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ/mol、1411.0 kJ/mol和1366.8 kJ/mol，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为 () A44.2 kJ/molB44.2 kJ/mol C330 kJ/mol D330 kJ/mol,解析由题意可知： C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H1411.0 kJ/mol C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1366.8 kJ/mol 将上述