2019-2020人教版高中化學(xué)選修413化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算(共26張PPT)

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 例：例：C的燃燒，很難控制的燃燒，很難控制C只生成只生成CO 而不繼續(xù)生成而不繼續(xù)生成CO2，那么其反應(yīng)熱該如何獲，那么其反應(yīng)熱該如何獲 得呢？得呢？ C（g）+ O2（g）CO（g） 1 2 一、蓋斯定律一、蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完 成，其反應(yīng)熱是相同的。成，其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始化學(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(wú)關(guān)。態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。 1 1、蓋斯定律的內(nèi)容、蓋斯定律的內(nèi)容 A A B B 請(qǐng)思考：由起點(diǎn)請(qǐng)思考：由起點(diǎn)

2、A A到終點(diǎn)到終點(diǎn)B B有多少條途徑？有多少條途徑？ 從不同途徑由從不同途徑由A A點(diǎn)到點(diǎn)到B B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系點(diǎn)的位移有什么關(guān)系? ? 登山的高度與上登山的高度與上 山的途徑無(wú)關(guān)，山的途徑無(wú)關(guān)， 只與起點(diǎn)和終點(diǎn)只與起點(diǎn)和終點(diǎn) 的相對(duì)高度有關(guān)的相對(duì)高度有關(guān) 2.如何理解蓋斯定律？ 坐纜車坐纜車一步完成一步完成 翻山越嶺翻山越嶺分幾步完成分幾步完成 山的高度山的高度反應(yīng)熱反應(yīng)熱 A點(diǎn)點(diǎn)反應(yīng)體系始態(tài)反應(yīng)體系始態(tài) B點(diǎn)點(diǎn)反應(yīng)體系終態(tài)反應(yīng)體系終態(tài) H H2 2 0 0 H H1 1 0 0 S S（始態(tài)）（始態(tài)） L L（終態(tài)）（終態(tài)） 先從始態(tài)先從始態(tài)S變化到終態(tài)變化到終態(tài)L，體系放出熱量，體系

3、放出熱量 （H10)。 經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)，體系仍處于經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因?yàn)槲镔|(zhì)沒(méi)有態(tài)，因?yàn)槲镔|(zhì)沒(méi)有 發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即 H1+H20 應(yīng)用能量守恒對(duì)蓋斯定律論證應(yīng)用能量守恒對(duì)蓋斯定律論證 H H= =H H1 1+ +H H2 2+ +H H3 3 從路徑角度理解蓋斯定律從路徑角度理解蓋斯定律 B H A C H1 H2 D H3 終態(tài)終態(tài)始態(tài)始態(tài) 3、蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義、蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義 有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢有些反應(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)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）

4、有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生） 這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱 計(jì)算出來(lái)計(jì)算出來(lái) 4 4、蓋斯定律的應(yīng)用、蓋斯定律的應(yīng)用 例例1 1：C C（s s）+ O+ O2 2（g g）=CO=CO（g g）因?yàn)椋┮驗(yàn)镃 C燃燒時(shí)不燃燒時(shí)不 可能完全生成可能完全生成COCO，總有一部分，總有一部分COCO2 2生成，因此這個(gè)反生成，因此這個(gè)反 應(yīng)的應(yīng)的H H無(wú)法直接測(cè)得，請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律無(wú)法直接測(cè)得，請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律 設(shè)計(jì)一個(gè)方案計(jì)算該反應(yīng)的設(shè)計(jì)一個(gè)方案計(jì)算該反應(yīng)的H H。 已知：已

5、知：(1)C(s)+(1)C(s)+O O2 2(g)=(g)=CO=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+ O (2)CO(g)+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0 kJ/mol=-283.0 kJ/mol 例：例：C的燃燒，很難控制的燃燒，很難控制C只生成只生成CO 而不繼續(xù)生成而不繼續(xù)生成CO2，那么其反應(yīng)熱該如何獲，那么其反應(yīng)熱該如何獲 得呢？得呢？ C（g）+ O2（g）CO（g） 1 2 則 H1=H2+H3 H3=H1-H2 =-393.5kJ/mol -(

6、-283.0kJ/mol) =-110.5kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) C(s)+O2(g)CO2(g) H1 H3H2 C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H3-110.5kJ/mol 運(yùn)用蓋斯定律解題的一般方法運(yùn)用蓋斯定律解題的一般方法 （1）虛擬路徑法 可設(shè)計(jì)如下虛擬路徑可設(shè)計(jì)如下虛擬路徑 虛擬路徑法 若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個(gè)途徑 a由A直接變成D，反應(yīng)熱為H； b由A經(jīng)過(guò)B變成C，再由C變成D，每步的 反應(yīng)熱分別為H1、H2、H3。如圖所示： 則有：HH1+H2+H3 練習(xí)：練習(xí)： 1、已知： H2O(g) = H2O(l) H2=-44kJ/mol

7、 H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱H是多少？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol 2 2、寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程、寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程 式式 (25,101kPa時(shí)時(shí)) 查燃燒熱表知：查燃燒熱表知： C(s，石墨，石墨)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(s，金剛石，金剛石)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol C(s，石墨石墨)= C(s，金剛石金剛石) H=+1.5kJ/mol C(石墨，s)+O2(g)

8、 CO2(g) C(金剛石，s)+O2(g) H2O(g) H2O (l) H244 kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (g) H1241.8kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (l) H285.8kJ/mol +) 例：例：已知：已知： H2O(g) = H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，那么，H2的燃燒熱的燃燒熱H是多少？是多少？ （2）加合法）加合法：運(yùn)用所給方程式通過(guò)加減的方法得到運(yùn)用所給方程式通過(guò)加減的方法得到 所求所求的的熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式。 1 1：如

9、何測(cè)定：如何測(cè)定C(s)+1/2 OC(s)+1/2 O2 2(g) = CO(g)(g) = CO(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱 1. C(s)+O2(g) = CO2(g) H 1- 393.5 kJ/mol 2.CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol 3.C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H3？ 練習(xí)練習(xí) 2. 寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25,101kPa時(shí)時(shí)) 說(shuō)明說(shuō)明：（：（1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)?？梢栽跁胁檎倚枰臄?shù)據(jù)。 （2）并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由。）并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由。 查燃燒熱表知：

10、查燃燒熱表知： C(s ，石墨，石墨)+O2(g) = CO2(g) H1= - 393.5kJ/mol C(s ，金剛石，金剛石)+O2(g) = CO2(g) H2= - 395.0kJ/mol - 得：得： C(s ，石墨，石墨)= C(s ，金剛石，金剛石) H= + 1.5kJ/mol 3、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱 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 試計(jì)算下述

11、反應(yīng)的反應(yīng)熱： 2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 【解】分析各熱化學(xué)方程式的關(guān)系，知道將（1）式 反寫（相當(dāng)于逆反應(yīng)，H變號(hào)），（2）（3）式各乘 以2，并將三者相加，即可求出上述反應(yīng)的反應(yīng)熱。 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) H2= -787.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) H3= -571.6 kJ/mol +) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -H1= 870.3 kJ/mol - 2C(s) +2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l) H= -4

12、88.3 kJ/mol 反應(yīng)2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 的反應(yīng)熱 為- 488.3kJ/mol 應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 1 1熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)同乘以某熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)同乘以某 一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。 2 2熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相 加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。 3 3將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，H H的的“”、 “”號(hào)必

13、須隨之改變。號(hào)必須隨之改變。 4 4若熱化學(xué)方程式需相減，最好能先把被減方若熱化學(xué)方程式需相減，最好能先把被減方 程式進(jìn)行顛倒，然后相加，更不易出錯(cuò)。程式進(jìn)行顛倒，然后相加，更不易出錯(cuò)。 小結(jié)：小結(jié)： 1.實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨和氫氣生成甲烷反實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨和氫氣生成甲烷反 應(yīng)的應(yīng)的H，但可測(cè)出，但可測(cè)出CH4燃燒反應(yīng)的燃燒反應(yīng)的H1，根據(jù)蓋，根據(jù)蓋 斯定律求斯定律求H4 。已知：。已知： a.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ/mol b.C(石墨石墨)+O2(g)CO2(g) H2=-393.5kJ/mol c.H2(g)+ 1/2

14、O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJ/mol d.C(石墨石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4=? 解析解析本題考查蓋斯定律的理解和運(yùn)用，可用本題考查蓋斯定律的理解和運(yùn)用，可用“加加 合法合法”。 因?yàn)榉磻?yīng)式因?yàn)榉磻?yīng)式、之間有以下關(guān)系：之間有以下關(guān)系： 2 所以所以H4H22H3H1 =- -393.5 kJmol- -1+ +2(- -285.8 kJmol- -1)- -(- - 890.3 kJmol- -1) =-74.8 kJmol 1 答案答案74.8 kJmol 1 2、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱 CH3COOH(l)2O2(g) 2CO2(g) 2

15、H2O(l) H1870.3 kJ/mol C(s)O2(g)CO2(g) H2 393.5 kJ/mol H2(g)1/2 O2(g)H2O(l) H3285.8 kJ/mol 試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱H: 2C(s)2H2(g) O2(g)CH3COOH(l) H488.3 kJ/mol C(s) H2(g) O2(g)CH3COOH(l) O2(g) O2(g) 3.某次發(fā)射火箭，用某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃燒，生中燃燒，生 成成N2、液態(tài)、液態(tài)H2O。假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)。假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā) 射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。已知：

16、射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)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 N2H4(g)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) 解析：解析：根據(jù)蓋斯定律得根據(jù)蓋斯定律得 發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2- H= - 1135.2kJ/mol 4. 已知已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H

17、5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 計(jì)算計(jì)算: 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H 2 + 4 - = 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 kJ/mol+) 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/

18、mol 二、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 1計(jì)算依據(jù) (1)熱化學(xué)方程熱化學(xué)方程 (2) 蓋斯定律蓋斯定律 (3)燃燒燃燒熱的數(shù)據(jù)。 (4)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的根據(jù)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的 能量，能量，H反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量 和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量。和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量。 (5)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算 HE生成物生成物E反應(yīng)物反應(yīng)物 (6)根據(jù)比熱公式進(jìn)行計(jì)算：根據(jù)比熱公式進(jìn)行計(jì)算：QcmT 題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫 1. 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量， 2.利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱 3. 根據(jù)反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量計(jì)算根據(jù)反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量計(jì)算 4.利用蓋斯定律利用蓋斯定律 題型二：根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式，進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算題型二：根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式，進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 （求放出的熱量、參加反應(yīng)的物質(zhì)的量等）（求放出的熱量、參加反應(yīng)的物質(zhì)的量等） 題型三：比較大小。題型三：比較大小。(數(shù)值和數(shù)值和H不同）不同） 題型四：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量題型四：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量