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1、第第三节三节 化学反应热的计算化学反应热的计算 在化学科研中，经常要通过实在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放验测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的出或吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算也需要反应热计算 。 一、盖斯定律一、盖斯定律o1840年，瑞士化学家盖斯（年，瑞士化学家盖斯（GHHess）通过大量实验事
2、实证明，不管化学反）通过大量实验事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。同的。o换句话说，化学反应的反应热只与反应体系换句话说，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。的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。这就是盖斯定律。看下面的图理解盖斯定律看下面的图理解盖斯定律o某人从山下某人从山下A到达山顶到达山顶B，无，无论是翻山越岭攀登而上，还论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了的海拔都高了300mo即山的高度与即山的高度与A、B点的海拔点的海拔有关
3、，而与由有关，而与由A点到达点到达B点的点的途径无关途径无关o这里的这里的A相当于反应体系的相当于反应体系的始态，始态，B相当于反应体系的相当于反应体系的终态终态.山的高度相当于化学反山的高度相当于化学反应的反应热应的反应热用能量守恒定律论证盖斯定律用能量守恒定律论证盖斯定律o先从始态先从始态S变化到到终态变化到到终态L，体系放出热量，体系放出热量（H10)。o经过一个循环，体系仍经过一个循环，体系仍处于处于S态，因为物质没有态，因为物质没有发生变化，所以就不能发生变化，所以就不能引发能量变化，即引发能量变化，即H1+H2=0HH1+H22.盖斯定律直观化盖斯定律在科学研究中的重要意义盖斯定律
4、在科学研究中的重要意义o有些反应进行得很慢有些反应进行得很慢o有些反应不容易直接发生有些反应不容易直接发生o有些反应的产品不纯（有副反应发生）有些反应的产品不纯（有副反应发生）o这些都给测量反应热造成了困难这些都给测量反应热造成了困难o利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来算出来oC（s）+ O2（g）=CO（g）因为）因为C燃烧时不燃烧时不可能完全生成可能完全生成CO，总有一部分，总有一部分CO2生成，因生成，因此这个反应的此这个反应的H无法直接测得，请同学们自无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的己根据盖斯定律设计一个方案
5、计算该反应的H。o提示提示（1) C(s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5 kJ/mol (2) CO(g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0 kJ/moloH1= H2+ H3 o H2 = H1- H3 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/moloC (s) + O2 (g) = CO (g) H=-110.5 kJ/mol 二、反应热的计算反应热的计算o有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算【例例1】25、101kPa时，使时，使1.0 g钠与足钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出量的
6、氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。氯化钠的反应热。【解解】Na(g) + Cl2(g) = NaCl(s)17.87 kJ / 1g 23 g / mol = 411 kJ / mol答：生成答：生成1 mol NaCl时放出热量时放出热量411 kJ。o有关燃烧热的计算有关燃烧热的计算【例例2】乙醇的燃烧热乙醇的燃烧热H=-1366.8 kJ/ mol，在，在25、101kPa时，时，1 kg 乙醇充分燃烧后放出多乙醇充分燃烧后放出多少热量？少热量？【解解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol =21.74mo
7、l 1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量：燃烧后产生的热量： 1366.8 kJ/ mol 21.74mol=2.971 10 4kJ答：答： 1 kg C2H5OH燃烧后放出燃烧后放出2.971 10 4kJ的热的热量。量。o应用盖斯定律的计算应用盖斯定律的计算【例例3】已知下列反应的反应热为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
8、试计算下述反应的反应热：试计算下述反应的反应热：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) o【解解】分析各方程式的关系，知分析各方程式的关系，知 将方程式按将方程式按2 + - 组合得上述反应方程式组合得上述反应方程式即：即：H = 2H 2 + H3 - H1H =2(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol) -(-870.3kJ/mol) = - 488.3kJ/mol答：反应答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反应热为反应热为- 488.3kJ/mol 你知道神六的火箭燃料是什么吗？
9、你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例3 3：某次发射火箭，用某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生成中燃烧，生成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) H(g) H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) HO(l) H2 2=-534kJ/mol =-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
10、式。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 o将煤转化为水煤气的主要反应为将煤转化为水煤气的主要反应为:C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知已知:C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5kJ/molH2(g) + O2(g) = H2O(g) H2=-242.0kJ/molCO(g) + O2(g) = CO2(g) H2=-283.0kJ/mol写出制取水煤气的热化学方程式写出制取水煤气的热化学方程式.C (s) + H2
11、O(g) = CO(g) + H2(g) H=-110.5kJ/molo比较反应热数据可知比较反应热数据可知,1mol H2和和1mol CO完全燃烧放出的热量之和比完全燃烧放出的热量之和比1mol C (s)完全完全燃烧放出的热量（燃烧放出的热量（ ）。）。o甲同学据此认为甲同学据此认为“煤炭燃烧时加用量水可以煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量使煤炭燃烧时放出更多的热量”。o乙同学根据盖斯定律通过计算，认为乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将煤将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧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煤放出的热量一样多”。o你的观点呢？你的观点呢？o乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？程吗？o乙同学的计算过程：乙同学的计算过程：C (s) + H2O(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) H1C (s)+H2O(g)+O2(g) CO(g)+ H2(g)+O2(g) H2CO(g)+H2(g)+O2(g) CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) H3CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) CO2(g)+H2O(g) H4则有：则有： H1 = H2+H3+ H4
