化学反应热的计算

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1、第一章第一章 化学反应与能量化学反应与能量第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算2024/9/11练习练习1：已知在：已知在25、101kPa下，下，1gC8H18(辛烷辛烷)燃烧燃烧生成二氧化碳和液态水时放出生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是反应的热化学方程式正确的是()A、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)H=-48.40kJmol-1B、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518kJmol-1C、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)

2、+9H2O(l)H=+5518kJmol-1D、C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-48.40kJmol-1B温故知新温故知新2024/9/11C练习练习2.含含Ba(OH)21mol的稀溶液与足量稀盐酸反应，放的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出出114.6kJ的热量，表示该反应的热量，表示该反应中和热中和热的热化学方程式的热化学方程式正确的是正确的是()。ABa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)；H=114.6kJ/molBBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)；H=+114.6kJ

3、/molC1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)；H=57.3kJmolD1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)；H=+57.3kJmol2024/9/11练习练习3、已知、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。，计算下列反应中放出的热量。（1）用）用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为放出热量为kJ。（2）用）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为

4、反应，放出热量为kJ。（3）用）用1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，溶液反应，放出的热量放出的热量（大于、小于、等于）（大于、小于、等于）57.3kJ，理由是，理由是。28.6511.46小于小于醋酸是弱电解质，只有少部醋酸是弱电解质，只有少部分电离，电离时要吸热，中和时放热较少分电离，电离时要吸热，中和时放热较少2024/9/11练习练习4、298K，101kPa时，合成氨反应的热化时，合成氨反应的热化学方程式为：学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H =-92.38kJ/mol。在在该该温度下，取温度下，取1molN2(g)和和3molH2(g)放放

5、在一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，在一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是少于测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因其原因是什么？是什么？该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应达到平衡状态时，反应达到平衡状态时，1molN2(g)和和3molH2(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2molNH3(g)，因而放因而放出的热量总小于出的热量总小于92.38kJ。2024/9/11H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)=-285.8kJ/molH正逆反应的反应热数值相等，符号相反正逆反应的反应热数值相等，符号相反H2O

6、(l)=H2(g)+1/2O2(g)=+285.8kJ/molH练习练习5已知：已知：则：则：H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g)=？H2024/9/11下列数据下列数据H1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么，那么，H2的燃烧热的燃烧热H究竟是多少？如何计算？究竟是多少？如何计算？已知：已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=H1+H2=-285.8kJ/mol2024/9/11如何测出这个反应的反应热如何测出这个反应的反应热：（1）C(s)+1/2O2(g

7、)=CO(g)H1=?若已知这些信息呢？若已知这些信息呢？C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol2024/9/11一、盖斯定律一、盖斯定律不管化学反应是分一步完成或分几步完不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态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。和终态有关，而与反应的途径无关。2024/9/11看下面的图理解盖斯定律某人从山下某人从山下A到达山顶到达

8、山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了海拔都高了300m。即山的高度与即山的高度与A、B点的海点的海拔有关，而与由拔有关，而与由A点到达点到达B点点的途径无关。的途径无关。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相当于反应体系的终相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应态，山的高度相当于化学反应的反应热。的反应热。2024/9/11用能量守恒定律论证盖斯定律先从始态先从始态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)。经过一个循环，体系仍处于经过一个循环，体系仍处于

9、S态，因为物质没有发生变化，态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即所以就不能引发能量变化，即H1+H202024/9/11例例1：如何测出这个反应的反应热：如何测出这个反应的反应热：（1）C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol2024/9/11CO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)H1H3H2H1H3H2=+2024/9/11C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?

10、CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol+=，则则H1+H2=H3所以，所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol2024/9/11有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很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。律获得它们的反应热数据。2盖斯定律的应用盖斯定律的应用方法：方法：写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消（

11、要消去的物质），然后用消元法去的物质），然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。2024/9/11下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗？的燃烧热吗？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1241.8kJ/molH2O(g)=H2O(l)H244kJ/mol已知已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) = + H3H1H2285.8kJ/mol例例2:下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗？的燃烧热吗？2024/9/11同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速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

12、困难。现在可率慢，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根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分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几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：。已知：P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)=-2983.2kJ/molH1P(s、红磷红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)=-738.5kJ/molH2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白磷白磷)=4P(s、红磷红磷)=-29.2kJ/molH例例3：-4=，则，则H1-4H2=H32024

13、/9/11例例4：已知下列各反应的焓变：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)H=-1206.8kJ/molCa(s)+1/2O2(g)=CaO(s)H=-635.1kJ/molC(s,石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/mol试求试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变的焓变+178.2kJ/mol2024/9/11例例5：某次发射火箭，用：某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃中燃烧，生成烧，生成N2、液态、液态H2O。已知：。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/

14、molN2H4(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。的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol2024/9/11B练习练习1.在一定条件下，在一定条件下，CO和和CH4燃烧的热化学方程燃烧的热化学方程式分别为：式分别为：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566kJCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890kJ由由1molCO和和3molCH4组成的混和气在上述条组成的

15、混和气在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为件下完全燃烧时，释放的热量为()。A2912kJB2953kJC3236kJ D3867kJ2024/9/11A2.同温同压下，已知下列各反应为放热反应，同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中焓变最大的是（下列各热化学方程式中焓变最大的是（）A.2A(l)+B(l)=2C(g)H1B.2A(g)+B(g)=2C(g)H2C.2A(g)+B(g)=2C(l)H3D.2A(l)+B(l)=2C(l)H42024/9/113.已知已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O

16、(l)H2=285.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol试计算试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H2+4-=HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol2024/9/114.按照盖斯定律，回答问题，已知：按照盖斯定律，回答问题，已知：(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3H2O(aq)H2=-35.1kJ/mol(3)HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)H3=-72.3kJ/mol(4)NH3H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)H5=？则第（则第（5）个方程式中的反应热）个方程式中的反应热H是是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：根据盖斯定律和上述反应方程式得：(4)+(3)+(2)-(1)=(5)，即，即H5=+16.3kJ/mol2024/9/11