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1、导入新课,金属钠在氯气中燃烧,测定燃烧热实验装置,在化学科研中，经常要测量化学反应所放出或吸收的热量，但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，那么如何获得它们的反应热数据呢？,例：C燃烧生成CO，但却很难控制C的氧化只生成CO而不继续生成CO2，那么其反应热该如何获得呢？,C（g）+ O2（g）CO（g）,第三节 化学反应热的计算,一、盖斯定律,二、反应热计算,教学目标,一、知识与能力,1.巩固化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。,2.了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。,二、过程与方法,1.通过对盖斯定律的涵义的分析和论证，培养学生分析问题的能力。,2.通过热
2、化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算，培养学生的计算能力。,三、情感态度与价值观,2. 树立辩证唯物主义的世界观，帮助学生养成务实、求真、严谨的科学态度。,1. 通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，感受化学科学对人类生活和社会发展的贡献。激发参与化学科技活动的热情。,教学重点与难点,一、教学重点,二、教学难点,1.盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算。,盖斯定律的应用。,2.根据热化学方程式进行反应热的计算。,内容解析,一、盖斯定律,盖斯,盖斯，瑞士化学家，早年从事分析化学的研究，发现蔗糖可氧化成糖二酸。1830年专门从事化学热效应测定方法的改进。,1840年盖斯在总结大量实验事实
3、（热化学实验数据）的基础上提出：“定压或定容条件下的任意化学反应，在不做其它功时，不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的（反应热的总值相等）。”,盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关。,1.盖斯定律：,例1：某人从山下A点到达山顶B点，无论从哪条路线攀登而上，又或是坐缆车到达，到达B点时，他所处的海拔相对于A点，增加的高度一样。即山的高度与A点到B点的海拔有关，而与途径无关。A点就相当于反应体系的始态，B点相当于终态，山的高度相当于化学反应的反应热。,CO（g）+ O2（g）CO2（g）,C（s）+ O2（g）=CO
4、2（g）,例2：C（s）+ O2（g）=CO（g），因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的H无法直接测得。,CO（g）+ O2（g）CO2（g）,C（s）+ O2（g）=CO2（g）,H=-3935 kJmol,H=-2830 kJmol,我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热，根据盖斯定律。可以很容易求算出 C（s）+ O2（g）=CO（g）的H。,即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的 H=-110.5 kJmol,反应物A变为生成物D，可以有两个途径：a.由A直接变成D，反应热为H；b.由A经过B变成C，再由C变成D，每步的
5、反应热分别是H1、H2、H3。如下图所示：,总结：,2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。,有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。通过计算，合理利用煤、石油、天然气等当今世界上最重要的化石燃料,唤起了人们对资源利用和环境保护的意识和责任感。,二、反应热的计算,例1.某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。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。已知：,N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol, N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol,2 N2H
6、4(g)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l),解析：根据盖斯定律得,发射火箭反应的热化学方程式为：2-,H=-1135.2kJ/mol,例2.乙醇的燃烧热: H1366.8kJ/mol,在25、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量?,解析：C2H5OH的摩尔质量是46g/mol,1kgC2H5OH的物质的量为：,1kgC2H5OH充分燃烧后放出的热量为：,1366.8kJ/mol21.74mol=2.971104kJ,1000g46g/mol=21.74mol,例3.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H，但可测出CH4燃烧反应的H1，根据盖斯定律求H4 。已知：,
7、a.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ/mol,b.C(石墨)+O2(g)CO2(g) H2=-393.5kJ/mol,c.H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJ/mol,d.C(石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4=?,解析：根据盖斯定律得,反应式a、b、c、d之间有以下关系： b+c2-a=d,H4=H2+2H3-H1,= -74.8kJ/mol,=-393.5 kJ/mol+2(-285.8) kJ/mol,-(-890.3) kJ/mol,知识拓展：反应热的本质就是物质通过化学反应向外界吸收或释放能量的过程，只与反应
8、物、生成物的总能量有关，与反应条件、反应过程无关。当反应物的总能量高于生成物的总能量时则反应放出能量，当反应物的总能量低于生成物的总能量时则反应吸收能量。,课堂小结,1.盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关。,2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。,3.反应热的本质就是物质通过化学反应向外界吸收或释放能量的过程，只与反应物、生成物的总能量有关，与反应条件、反应过程无关。当反应物的总能量高于生成物的总能量时则反应放出能量，当反应物的总能量低于生成物的总能量时则反应吸收能量。,课堂练习,一、填空,1.已知CH4（g）2O2（
9、g）CO2（g）2H2O（l）； H-890 kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75 mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18 g液态H2O，并放出515 kJ热量,CO燃烧的热化学方程式为： _,2CO（g）+O2（g）2CO2（g）H-560 kJ/mol,2已知下列两个热化学方程式：,H2(g)+ O2(g)=H2O(1) H=-285.kJ/mol,实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是,1:1,二、选择题,1已知25 、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：,C(石墨)O
10、2(g)CO2(g),C(金刚石)O2(g)CO2(g),H393.51 kJ/mol,H395.41 kJ/mol,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,2.某H2 和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为,2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）H-571.6
11、 kJ/mol,CO（g）+ O2（g）CO2（g）H-283.0 kJ/mol,C,教材习题答案,1. 2.5molC在O2中完全燃烧生成CO2，放出多少热量？,提示：C（s）O2（g）CO2（g）,H-393.51 kJ/mol,2.5molC完全燃烧：Q =2.5mol （-393.51 kJ/mol）,=-938.8kJ,2.完全燃烧多少摩H2是生成液态水，才能得到1000kJ热量?,提示： H2（g）的燃烧热H285.8 kJ/mol,欲使H2完全燃烧生成液态水，得到1000kJ热量，需要H2 ：,1000kJ285.8 kJ/mol=3.5mol,3. 4.0g硫粉在O2中完全燃烧
12、生成SO2，放出37kJ热量，计算S的燃烧热。,提示：设S的燃烧热为H,S（s）O2（g）SO2（g）,32g/mol,4.0g,H,-37kJ,H 32g/mol （-37kJ ） 4.0g =296 kJ/mol,4. 1.00gCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出55.6kJ热量，计算CH4的燃烧热。,提示：设CH4的燃烧热为H,CH4（g）2O2（g）CO2（g）+2H2O （g）,16g/mol,1g,H,-55.6kJ,H 16g/mol （-55.6kJ ） 1g =-889.6 kJ/mol,5. 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6kJ热量，3.00m
13、olC2H2完全燃烧能放出多少热量？燃烧相同物质的量的CH4和C2H2，哪种气体燃烧放出的热量多？,26g/mol,2.00g,H,-99.6kJ,提示：1)求3.00molC2H2完全燃烧能放出的热量Q,C2H2（g） O2（g）2CO2（g）+H2O （l）,H26g/mol （-99.6kJ ） 2.00g =-1294.8 kJ/mol,Q3.00mol 1294.8 kJ/mol=3884.4kJ,2）从题4已知CH4的燃烧热-889.6 kJ/mol，相比之下，燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。,6. 试计算25时CO与H2O作用转化为H2和CO2反应的反应热。,提示:根据题
14、意可知由题中反应（3）减反应（1）和（2）可得CO与H2O作用转化为H2和CO2反应，因此有：,H=H3 （H 1+H2）,=-394 kJ/mol + （111 kJ/mol +242kJ/mol）,=-41 kJ/mol,即：CO与H2O作用转化为H2和CO2反应的反应热为=-41 kJ/mol,7. 1kg人体脂肪可储存约32200kJ能量。一般人每行走1km大约要消耗170kJ能量，如果某人每天步行5km，1年中因此消耗的脂肪大约是多少？,提示：已知1kg人体脂肪储存32200kJ能量，行走1km消耗170kJ，求每天行走5km，1年中因此消耗的脂肪量:,170kJ/km 5km/d
15、365d 32200kJ/kg =9.64kg,8.一个体重为70kg的人脂肪储存的能量约为4.2105kJ，如果快速奔跑1km要消耗420kJ能量，此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少？,提示：此人脂肪储存的能量约为4.2105kJ，快速奔跑1km要消耗420kJ能量，此人的脂肪可以维持奔跑的距离为：,4.2105kJ 420kJ/km=1000km,9.某锅炉用1.0t煤可烧开水50t（进锅炉水温20），请计算该锅炉的热效率。（1t煤燃烧热2.9107kJ）,提示：1t煤燃烧热2.9107kJ,50t水由20升温至100 ，温差100 -20 =80 此时需要吸热：,50103kg80 4.184kJ/(kg .)=1.6736107kJ,锅炉的热效率= ( 1.6736107kJ 2.9107kJ)100%,= 57.7%,10.现废品收购站已收购如下数量的废塑料：耐纶5m3、聚氯乙烯50m3、丙烯酸类型塑料5m3、聚丙烯40m3，如将它们加工成燃料，可回收多少能量？,提示:各种塑料可回收的能量分别是:,耐纶:5m34.2104kJ/m3=21104kJ,聚氯乙烯:50m31.6104kJ/m3=80104kJ,丙烯酸类型塑料:5m31.8104kJ/m3=9104kJ,聚丙烯:40m31.5104kJ/m3
