高中化学选修四第三节化学反应热的计算.ppt

1、化学反应热的计算, H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol 求 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H3=？ 用图示求解过程。 += H3=H1+H2=-285.8kJ/mol,判断下列数据H1 表示燃烧热吗？,思考：如何测出该反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,如果已知： CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol 你能求出H1吗？,不能很好的控制反应的程度，故不能

2、直接通过实验测得H1, + = ， 则 H1 + H2 =H3 所以，H1=H3-H2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,由上两例你能得出什么结论？,影响反应热的因素,1、与温度、压强有关 2、与物质的状态有关 3、与反应物的用量有关 4、与反应条件（途径）无关 盖斯定律,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。 盖斯定律的应用： 方程式按一定系数比加和时 其反应热也按该系数比加和。,1、盖斯定律,一、盖斯定律,A,B,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,理解盖斯定律,H2 0,H1 0,S（始态）,

3、L（终态）,先从始态S变化到到终态L，体系放出热（H10)。 经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即H1+H20 能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,H=H1+H2,B,H,A,C,H1,H2,盖斯定律体现物质守恒和能量守恒,2、盖斯定律在科学研究中的重要意义,有些反应进行得很慢 有些反应不容易直接发生 有些反应的产品不纯（有副反应发生） 这些都给测量反应热造成了困难 利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来,3、盖斯定律的应用,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”。,注意事项 热化学方程式同

4、乘以或除以某一个数时，反应热数值也必须乘以或除以该数。 热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加、减，反应热也随之相加、减。 热化学方程式中的反应热指反应按所给形式完全进行时的反应热。 正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。,例1：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=-2983.2 kJ/mol,P(红磷、 s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) H2= -738.5 kJ/mol,试写

5、出白磷转化为红磷的热化学方程式 。,P4(白磷、s)=4 P(红磷、s) H =-29.2kJ/mol,-4：,例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时),石墨能直接变成金刚石吗？,查燃烧热表知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,所以， - 得： C(石墨，s)=C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,练习1：已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H = -1206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2O

6、2(g)=CaO(s) H = -635.1 kJ/mol C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H = -393.5 kJ/mol 试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,H=+178.2 kJ/mol,=,练习2: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) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol 试计算: 2CO(g)4H2(g) = H2O(l)C2

7、H5OH (l) 的H,【解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,练习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/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,2 ：,题型一：有关热化学反应方

8、程式的的含义及书写 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。Q=nH (3)利用键能计算反应热 题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量,二、反应的计算, 例1 250C ，101KPa下，1g 硫粉在氧气中充分 燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。,1）. 根据反应热书写热化学方程式,S ( s) + O2 (g) = SO2 ( g ) ； H =-299.62 kJ mol-,练习 250C ，

9、101KPa下，4g CO在氧气中燃 烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧热的热化学 方程式。,CO (g) + O2 (g) = CO2 (g) ；H = - 67.2 kJ mol-, 例2 在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程 式为：2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =- 572 kJ mol- CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;H =- 890 kJ mol- 由1mol 氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件 下完全燃烧时放出的热量为多少。,2. ）根据热化学方程式求反应热,

10、解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ,练习：已知： CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/mol 2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol 2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; H=- Q3 KJ/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, 例3 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H

11、 =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,3.） 求混合物的组成,x = 3.75

12、 mol,y = 1.25 mol,1.虚拟路径法 例题：已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾 分解的热化学方程式为： CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时 放热Q2kJ，则（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 C Q1Q2 D无法确定,A,设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！,反应热相关计算方法,2.能量图解法 例题： 已知1mol白磷转化成4mol红磷，放出29.2 kJ热量，又知： P4(白，s)+5O2 = 2P2O5(s) H1, 4P（红，s）+5O2 = 2P2O5 （s）H2 则H1和H2

13、的关系正确的是( ) AH1H2 BH1H2 CH1=H2 D无法确定,B,4.已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=393.51kJmol1 C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1 据此判断，下列说法中正确的是( ) 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,能量图解法,3

14、.热化学方程式加减法 例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol NH3 H2O(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol NH4Cl(s)+2H2O(l)= 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, 例3 在一定条件下

15、，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,4.十字交叉法求混合气体的组成,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol, 例3 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l