高中第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量中 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算課件粵教版必修2.ppt

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 思考 為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？刹槐砻鞣磻?yīng)條件 強(qiáng)調(diào) 正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等 符號相反 不能省去 知識回顧 已知石墨的燃燒熱 h 393 5kj mol1 寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式2 二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式 應(yīng)用 熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 思考 298k 101kpa時(shí) 合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 38kj mol在該溫度下 取1moln2 g 和3molh2 g 放在一密閉容器中 在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng) 測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92 38kj 其原因是什么 該反應(yīng)是可逆反應(yīng) 在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài) 1moln2 g 和3molh2 g 不能完全反應(yīng)生成2molnh3 g 因而放出的熱量總小于92 38kj h2 g 1 2o2 g h2o g h1 241 8kj mol那么 h2的燃燒熱 h究竟是多少 如何計(jì)算 已知 h2o g h2o l h2 44kj molh2 g 1 2o2 g h2o l h h1 h2 285 8kj molh2o l h2 g 1 2o2 g h 下列數(shù)據(jù) h1表示燃燒熱嗎 判斷 h 285 8kj mol 正 逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等 符號相反 燃燒熱表示為 1 h2的燃燒熱是241 8kj mol 2 h2的燃燒熱 h 285 8kj mol 如何測定如下反應(yīng) c s 1 2o2 g co g 的反應(yīng)熱 h1 能直接測定嗎 如何測 若不能直接測 怎么辦 思考 計(jì)算 一 蓋斯定律 1 蓋斯定律的內(nèi)容 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱相同 換句話說 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) 2 蓋斯定律直觀化 h h1 h2 co g c s co2 g 實(shí)例1 c s 1 2o2 g co g h1 co g 1 2o2 g co2 g h2 283 0kj mol c s o2 g co2 g h3 393 5kj mol h1 h2 h3 h1 h3 h2 393 5kj mol 283 0kj mol 110 5kj mol 如何測定如下反應(yīng) c s 1 2o2 g co g 的反應(yīng)熱 h1 能直接測定嗎 如何測 若不能直接測 怎么辦 思考 計(jì)算 c s 1 2o2 g co g h1 110 5kj mol 已知c s 1 2o2 g co g h1 110 5kj mol2co g o2 g 2co2 g h2 566 0kj mol求c s o2 g co2 g h3 a 得出 393 5kj molb 得出 676 5kj mol 求總反應(yīng)的反應(yīng)熱 不能不假思索地將各步反應(yīng)的反應(yīng)熱簡單相加 不論一步進(jìn)行還是分步進(jìn)行 始態(tài)和終態(tài)完全一致 蓋斯定律才成立 某些物質(zhì)只是在分步反應(yīng)中暫時(shí)出現(xiàn) 最后應(yīng)該恰好消耗完 自主歸納 計(jì)算注意事項(xiàng) 自主歸納 解題步驟 確定待求的反應(yīng)方程式 找出待求方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置 根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)計(jì)量數(shù)和位置的需要對已知方程式進(jìn)行處理 或調(diào)整計(jì)量數(shù) 或調(diào)整反應(yīng)方向 實(shí)施疊加并檢驗(yàn)上述分析的正確與否 有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生 很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱 可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù) 2 蓋斯定律的應(yīng)用 關(guān)鍵 目標(biāo)方程式的 四則運(yùn)算式 的導(dǎo)出 方法 1 寫出目標(biāo)方程式確定 過渡物質(zhì) 要消去的物質(zhì) 2 然后用消元法逐一消去 過渡物質(zhì) 導(dǎo)出 四則運(yùn)算式 蓋斯簡介 例1 已知 co g 1 2o2 g co2 g h1 283 0kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h2 285 8kj mol c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h3 1370kj mol試計(jì)算 2co g 4h2 g h2o l c2h5oh l 的 h 解 2 4 h h1 2 h2 4 h3 283 2 2 285 8 4 1370 339 2kj mol 例1 寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 25 101kpa時(shí) 說明 1 可以在書中查找需要的數(shù)據(jù) 2 并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由 用一用蓋斯定律 石墨能直接變成金剛石嗎 先思考 之后小組討論匯報(bào) 觀察該熱化學(xué)方程式 回答 金剛石能自動(dòng)變成石墨嗎 需要什么條件 若金剛石 石墨共1mol混合在氧氣中燃燒 產(chǎn)熱qkj 則兩者的物質(zhì)的量之比為 查燃燒熱表知 c 石墨 s o2 g co2 g h1 393 5kj mol c 金剛石 s o2 g co2 g h2 395 0kj mol 所以 得 c 石墨 s c 金剛石 s h 1 5kj mol 石墨不會(huì)自動(dòng)變成金剛石 石墨與金剛石的能量相差不遠(yuǎn) 例3 在一定條件下 氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為 2h2 g o2 f 2h2o l h 571 6kj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h 2220kj mol 5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kj 則氫氣和甲烷的體積比為 a 1 3 b 3 1 c 1 4 d 1 1 解1 設(shè)h2 c3h8的物質(zhì)的量分別為x y 答 氫氣和丙烷的體積比為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 求混合物的組成 x 3 75mol y 1 25mol 例3 在一定條件下 氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h 2220kj mol 5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kj 則氫氣和甲烷的體積比為 a 1 3 b 3 1 c 1 4 d 1 1 解2 1molh2燃燒放熱571 6kj 2 285 8kj 答 氫氣和丙烷的體積比為3 1 1molc3h8燃燒放熱2220kj 1mol混合氣燃燒放熱3847kj 5 769 4kj h2285 8 c3h42220 769 4 1450 6 483 6 3 1 例3 在一定條件下 氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為 2h2 g o2 g 2h2o 液 571 6kj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l 2220kj mol 5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kj 則氫氣和甲烷的體積比為 a 1 3 b 3 1 c 1 4 d 1 1 解3 巧解 5mol混合氣中 c3h8物質(zhì)的量必小于2mol h2的物質(zhì)的量必大于3mol 2molc3h8燃燒放熱4440kj 超過總放熱量3847kj n h2 n c3h8 必大于3 2 選b 例4 已知 ch g 2o2 g co2 g 2h2o l h q1kj mol2h2 g o2 g 2h2o g h q2kj mol2h2 g o2 g 2h2o l h q3kj mol常溫下 取體積比4 1的甲烷和氫氣的混合氣體11 2l 標(biāo)況 經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫 放出的熱為 0 4q1 0 05q3 你知道 神六 的火箭燃料是什么嗎 例2 某次發(fā)射火箭 用n2h4 肼 在no2中燃燒 生成n2 液態(tài)h2o 已知 n2 g 2o2 g 2no2 g h1 67 2kj moln2h4 g o2 g n2 g 2h2o l h2 534kj mol假如都在相同狀態(tài)下 請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o l h 1135 2kj mol 蓋斯定律 1 請用自己的話描述一下蓋斯定律 2 蓋斯定律有哪些用途 總結(jié)歸納 蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱是相同 換句話說 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) 因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢 有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生 有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純 有副反應(yīng)發(fā)生 這給測定反應(yīng)熱造成了困難 此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律 就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來 二 反應(yīng)熱的計(jì)算 利用反應(yīng)熱的概念 蓋斯定律 熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 題型一 有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫 題型二 燃燒熱 中和熱的判斷 求算及測量 具體內(nèi)容 1 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量 寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式 2 有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 1 蓋斯定律及其應(yīng)用 2 根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量 或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式 進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小 3 利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱 例1 298k 101kpa時(shí) 將1 0g鈉與足量的氯氣反應(yīng) 生成氯化鈉晶體并放出17 87kj的熱量 求生成1mol氯化鈉的反應(yīng)熱 二 有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 課本p12例1 解 鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下 na s 1 2cl2 g nacl s 23g mol h 1 0g 17 87kj h 23g mol 17 87kj 1 0g 411kj mol 答 略 注意熱化學(xué)方程式正確書寫 特別注意有關(guān)單位的正確書寫 例2 乙醇的燃燒熱是 h 1366 8kj mol 在25 101kpa時(shí) 1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量 課本p12例2 解 c2h6o l 3o2 g 2co2 g 3h2o l 46g mol 1366 8kj mol 1000gx x 1366 8kj mol 1000g 46g mol 29710kj 答 1kg乙醇燃燒后放出29710kj熱量 設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為x 例3 已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 1 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h1 870 3kj mol 2 c s o2 g co2 g h2 393 5kj mol 3 h2 g o2 g h2o l h3 285 8kj mol試計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱 2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 練習(xí)1 在一定條件下 co和ch4燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 2co g o2 g 2co2 g h 566kj molch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol由1摩co和3摩ch4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時(shí) 釋放的熱量為 a 2912kjb 2953kjc 3236kjd 3867kj b 已知 欲得到相同的熱量 需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為 a 2 3 25b 12 3 25c 1 1d 393 5 241 8 b 變式練習(xí)1 氫氣 一氧化碳 辛烷 甲烷的熱化學(xué)方程式分別為 h2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj molco g 1 2o2 g co2 g h 283 0kj molc8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o l h 5518kj molch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol相同質(zhì)量的氫氣 一氧化碳 辛烷 甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是 a h2 g b co g c c8h18 l d ch4 g b 變式練習(xí)2 1 已知 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj molco g 1 2o2 g co2 g h 283 0kj mol某h2和co的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113 74kj熱量 同時(shí)生成3 6g液態(tài)水 求原混合氣體中h2和co的物質(zhì)的量之比 課堂練習(xí) 列方程求解 若取金剛石和石墨的混合晶體共1mol在o2中完全燃燒 產(chǎn)生的熱量為qkj 則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為 2 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 c 金剛石 s o2 g co2 g h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 51kj mol 課堂練習(xí) 課堂練習(xí) 3 已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低 膽礬分解的熱化學(xué)方程式為 cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l h q1kj mol室溫下 若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時(shí)放熱q2kj 則 a q1 q2b q1 q2c q1 q2d 無法確定 a 設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過程 注意反應(yīng)熱的正 負(fù)號 蓋斯定律的靈活應(yīng)用 小結(jié) 1 根據(jù)反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式 2 有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算 2 根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱 3 求混合物的組成 例1 250c 1 01 105 pa下 1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9 36kj熱量 寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式 1 根據(jù)反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式 1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9 36kj熱量 32g 9 35kj g 299 62kj 1mol硫粉在氧氣中充分燃燒放出熱量為 s 固 o2 氣 so2 氣 h 299 62kj mol s o2 so2 2 有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算 1 熱化學(xué)方程式的書寫 練習(xí)1 250c 1 01 105 pa下 4gco在氧氣中燃燒生成co2 放出9 6kj熱量 寫出co燃燒的熱化學(xué)方程式 2co 氣 o2 氣 2co2 氣 h 134 4kj mol 2co o2 2co2 2 28g q 9 6kj 4g 解 設(shè)2molco燃燒放出的熱量為q 2 28g 4g q 9 6kj q 134 4kj 放熱 例2 在一定條件下 氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程式為 2h2 g o2 g 2h2o l h 572kj mol ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol 由1mol氫氣和3mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少 2 根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱 解 q 572kj 2 890kj 3 2956kj 練習(xí)2 已知 2h2o l 2h2 g o2 g h 517 6kj mol ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 則 1g氫氣和1g甲烷分別燃燒后 放出熱量之比約為 a 1 34 b 1 1 7 c 2 3 1 d 4 6 1 517 6 4 分析 890 3 16 517 6 890 3 4 選c 練習(xí) 1 下列說法不正確的是a 化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外 還伴隨著能量的變化b 放熱反應(yīng)不需要加熱就可以發(fā)生c 吸熱反應(yīng)都需要加熱的反應(yīng)條件d 化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱 取決于生成物具有的總能量和反應(yīng)物總的能量的大小 2 造成溫室效應(yīng)的年原因是人類向大氣排放了大量的a cob co2c so2d no 3 根據(jù)能源的形成過程和時(shí)間長短 可以把能源分為可再生的能源和不可再生的能源 下列屬于可再生能源的是a 石油b 煤c 天然氣d 沼氣 4 已知25 101kpa下 石墨 金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 據(jù)此判斷 下列說法正確的是 a 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng) 等質(zhì)量時(shí) 石墨的能量比金剛石的低b 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng) 等質(zhì)量時(shí) 石墨的能量比金剛石的高 c 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng) 等質(zhì)量時(shí) 石墨的能量比金剛石的低d 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng) 等質(zhì)量時(shí) 石墨的能量比金剛石的高 a c 石墨 s o2 g co2 g h1 393 5kj mol c 金剛石 s o2 g co2 g h2 395 0kj mol 練 5 在100g碳不完全燃燒所得氣體中 co占1 3體積 co2占2 3體積 且c s 1 2o2 g co g 110 35kj molco g 1 2o2 g co2 g 282 57kj mol與這些碳完全燃燒相比 損失的熱量是 392 92kjb 2489 44kjc 784 92kjd 3274 3kj c 練 練習(xí)6 某人浸泡在盛有60l水的浴盆中 在1h內(nèi) 人體所散發(fā)的熱量使水溫從30 升到31 5 假設(shè)人體溫