高中化学第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应（第3课时）反应焓变的计算课件2鲁科版选修4.ppt

1、选修4第1章第1节 化学反应的热效应第3课时反应焓变的计算课件2,三反应焓变的计算: 盖斯定律,对于一个化学反应无论是 一步完成还是分几步完成其反 应焓变都是一样的.即化学反应 的反应热只与反应物的始态和 终态有关，而与具体反应进行 的途径无关。,4,一盖斯定律：,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。,一 盖斯定律 1.内容 对于一个化学反应，无论是 ，其反应焓变都是一样的。 2本质 化学反应的焓变只与反应体系的有关，与反应进行的具体无关。 3应用 应用盖斯定律可以间接的计算一些难

2、以通过实验测量的反应的焓变。,一步完成还是分几步完成,始态与终态,途径,A,B,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?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,H2 0,H1 0,S（始态）,L（终态）,H1 +H2 0,8,HH1+H2,2.盖斯定律直观化,9,CO(g),C(s),CO2(g),实例1,10,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,H

3、1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,11,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”。,盖斯定律的应用价值在于可以根据已准确测定的反应焓变来求实验难测或根本无法测定的反应焓变，可以利用已知的反应焓变计算未知的反应焓变。 1同素异形体反应焓变的求算及稳定性的比较。 2根据一定量的物质参加反应放

4、出的热量(或根据已知的热化学方程式)，进行有关反应焓变的计算或大小比较。,利用盖斯定律进行问题分析时，常采用热化学方程式加合法和虚拟途径法。 (1)加合法：根据需要将热化学方程式进行代数转换，然后相加，得出所需要的热化学方程式。转换时应注意各物质的系数与H的数值同等倍数的改变，H的符号也作相应的改变。 (2)虚拟途径法 先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。,1根据热化学方程式进行计算：焓变与反应物各物质的物质的量成正比。如： 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.6 kJmol1，生成2 mol H2O(l)，H571.6 kJmol1；生成1

5、mol H2O(l)，H285.8 kJmol1。 2根据反应物和生成物的总焓计算 HH(反应产物)H(反应物) 3依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算 H反应物的化学键断裂吸收的能量生成物的化学键形成释放的能量,15,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,16,阅读课本P

6、7，总结用盖斯定律进行计算的过程，并仿照课本的计算过程做以下练习：,例1.已知： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热H是多少？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=？kJ/mol,H=H1+H2=-285.8kJ/mol,17,例2.已知下列热化学方程式: 2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) H1= -702.2 kJ/mol 2Hg(l)+O2(g)=2HgO (s) H2=-181.4 kJ/mol 由此可知Zn(s)+ HgO (s)= ZnO(s)+ Hg(

7、l)的H值是？,H= 0.5( ),H1,H2,18,【例题3】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 试计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H,【解】：根据盖斯定律，反应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。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步

8、完成。2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,2020/7/18,19,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例4：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/mol N2H4(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。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,例5：按照盖斯定律，结合下述

9、反应方程式回答问题,已知： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol NH3(g)=NH3(aq) H2=-35.1kJ/mol HCl(g) =HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol NH4Cl(s)= NH4Cl(aq) H5=？ 则第个方程式中的反应热H是_。 根据盖斯定律和上述反应方程式得： =+-， 即H5 = +16.3kJ/mol,21,二：若某一化学反应可分为多步进行，则其总反应热为各步反应的反应热之和。 即H= H1+ H2+ H3+,一： 若某化学反应从

10、始态（S）到终态（L）其反应热为H，而从终态（L）到始态（S）的反应热为H ，这两者和为。 即H H = ,三：若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。,小结：,同步练习,23,1. 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,

11、A,24,2.已知 2C（S）+ O2（g）=2CO（g） H=-221.0kJ/mol ， 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/mol 则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的H为( ) A、+262.6kJ/mol B、-131.3kJ/mol C、-352. kJ/mol D、+131.3kJ/mol,D,3.已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2= 285.8 kJ/molC2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(

12、l) H3=-1370 kJ/mol试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,【解】：根据盖斯定律，反应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。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。 2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,4.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.

13、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) + (-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,5肼(H2NNH2)是

14、一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是 ()。 A194 B391 C516 D658,解析由题中的图像可以看出断裂1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化学键所要吸收的能量为：2 752 kJ534 kJ2 218 kJ 设断裂1 mol NH键所需要的能量为x 则154 kJ4x500 kJ2 218 kJ 解得x391 kJ。 答案B,6已知： 2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol1 2Hg(l)O2(g)=2

15、HgO(s)H181.6 kJmol1 则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为()。 A519.4 kJmol1 B259.7 kJmol1 C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol1,答案C,7已知： 2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s) H701.0 kJmol1 2Hg(l)O2(g)=2HgO(s) H181.6 kJmol1 则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为() A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1 C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol1,解析：观察目标反应“Zn(s)HgO(s)=ZnO(s

16、)Hg(l)”，可由第一个反应和第二个反应相减除以2得，故反应的焓变(H1H2)/2259.7 kJmol1。 答案：C,8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,解析：第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得，由盖斯定律可知H3H12H2。 答案：A,9乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列

17、问题。 (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式,C2H4H2SO4=C2H5OSO3H、C2H5OSO3HH2O=C2H5OHH2SO4,(2)已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H123.9 kJmol1 甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)=C2H4(g)2H2O(g)H229.1 kJmol1 乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJmol1 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJmol1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是_。 解析：(2)由目标方程式中C2H4(g)、C2H5OH(g)位置可知式得C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)，所以HH1H2H3；间接法需要浓硫酸，浓硫酸具有腐蚀性，易造成污染。,污染小、腐蚀性小等,45.5_,10(2014四川)已知：25 、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJmol1 S(s)O2(g)=SO2(g