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1、1,化学反应原理,新课标人教版选修四,第三节 化学反应热的计算,2, H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热H究竟是多少？还差什么条件？ 已知： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol 求 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H3=？ 用图示求解过程。,判断下列数据H1表示燃烧热吗？,+= H3=H1+H2=-285.8kJ/mol,3,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)+
2、O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol 你能求出H1吗？, + = ， 则 H1 + H2 =H3 所以，H1=H3-H2,由上两例你能得出什么结论？,=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,4,盖斯定律,1.不管化学反应是一步完成或是几步完成，其反应热是相同的。或者说，化学反应的反应热只与体系的 和 有关，而与反应的 无关。,始态,终态,途径,2特点 (1)反应的热效应只与 、 有关，与 无关。 (2)反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。 H,始态,终态,途径,H1H2H3,5,看下面的图理解盖斯定律,某人从山下A到达山顶B
3、，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m 即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关 这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热,6,用能量守恒定律论证盖斯定律,先从始态S变化到到终态L，体系放出热量（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+H20,7,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。,3、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
4、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”。,8,例1：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,9,练习,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/m
5、ol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 _。,10,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。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 ：,11,例3：已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H = -1
6、206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2O2(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,=,12,例4.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(l) H3=-1370 kJ/mol试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5O
7、H(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,13,例5：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)=NH3(aq) H2=-35.1kJ/mol HCl(g) =HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4C
8、l(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,14,(2)应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 热化学方程式同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。,15,1已知: Zn ( s ) +1/2O2 ( g ) ZnO ( s ) H = -351.1 kJ/
9、mol Hg ( l) 1/2O2 ( g ) Hg O ( s ) H = -90.7 kJ/mol 则可知: Zn ( s ) Hg O ( s ) = ZnO ( s ) Hg ( l) H 3= kJ/mol。则 为H 3为多少？,练习,16,2 已知：2C（s） O2 ( g ) =2CO ( g ) H = -221 kJ/mol 2H2 ( g ) O2 ( g ) 2H2O ( g ) H = -483.6 kJ/mol 则C（s） H2O ( g ) =CO ( g ) H2( g ) 的H为多少?,17,第三节 化学反应热的计算 （第2课时）,18,【解一】钠与氯气起反应的
10、热化学方程式如下：,Na(s)+1/2Cl2(g)= NaCl (s) H,则：H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol,由：Q=nH 17.87kJ = 1.0g /(23g/mol) H,二、反应热的计算,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1 mol氯化钠的反应热。,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。,19,课本P12 例1：,【解二】设生成1molNaCl放热量为Q,Na(s) + 1/2Cl2(g)= NaCl (s),答：由钠和氯气反应生成1
11、mol的反应热为411kJ/mol,23g,Q,1g,17.87kJ,则：Q23g17.87kJ 1.0g 411kJ,20,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，1 kg 乙醇充分燃烧后放出多少热量？,【解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol =21.74mol 1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量： 1366.8 kJ/ mol 21.74mol=2.971 104kJ 答：1 kg C2H5OH燃烧后放出2.971 104kJ的热量。,21,应用盖斯定律的计算 【例3】已知下列反应的反应热为 CH3COOH
12、 (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),22,【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) =
13、 - 488.3kJ/mol 答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反应热为- 488.3kJ/mol,23,反应热的计算依据,1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数； 2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式； 3）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量燃烧热；,24,4）根据反应物中化学键断裂所吸收的能量与形成生成物中的化学键所放出的能量， H =反应物中的化学键断裂所吸收的能量和-生成物中的化学键形
14、成所放出的能量和； 5）根据反应物和生成物的总能量计算 H =E生成物-E反应物,25,2、将煤转化为水煤气的主要反应为: C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知: C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5kJ/mol H2(g) + O2(g) = H2O(g) H2=-242.0kJ/mol CO(g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0kJ/mol 写出制取水煤气的热化学方程式.,C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) H=+110.5kJ/mol,26,比较反应热数据可知,1mol H2和1m
15、ol CO完全燃烧放出的热量之和比1mol C (s)完全燃烧放出的热量（ ）。 甲同学据此认为“煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量”。 乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多”。 你的观点呢？ 乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？,多,27,乙同学的计算过程： C (s) + H2O(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) H1 C (s)+H2O(g)+O2(g) CO(g)+ H2(g)+O2(g) H2 CO(g)+H2(g)+O2(g) CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) H3 CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) CO2(g)+H2O(g) H4 则有： H1 = H2+H3+ H4,28,在100 g 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)； = 110.35 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/mol 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是( ) 392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ,C,
