高中化學選修四第三節(jié)化學反應熱的計算PowerPoint 演示文稿

1、.1化學反應熱的計算.2 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol =-241.8kJ/mol H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol 求求 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H3 3= =？ 用圖示求解過程。用圖示求解過程。 += H H3 3= =H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol判斷下列數據判斷下列數據H H

2、1 1 表示燃燒熱嗎？表示燃燒熱嗎？.3思考：如何測出該反應的反應熱思考：如何測出該反應的反應熱： C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=?=?如果已知：如果已知： CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol你能求出你能求出H1嗎？嗎？不能很好的控制反應的程度，故不能很好的控制反應的

3、程度，故不能直接通過實驗測得不能直接通過實驗測得H H1 1 + + = = ， 則則 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3所以，所以，H H1 1= =H H3 3- -H H2 2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol =-110.5kJ/mol由上兩例你能得出什么結論？由上兩例你能得出什么結論？.4影響反應熱的因素影響反應熱的因素1 1、與溫度、壓強有關、與溫度、壓強有關 2 2、與物質的狀態(tài)有關、與物質的狀態(tài)有關3 3、與反應物的用量有關、與反應物的用量有關4 4、與反應條件

4、（途徑）無關、與反應條件（途徑）無關 蓋斯定律蓋斯定律.5化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 蓋斯定律的應用：蓋斯定律的應用： 方程式按一定系數比加和時方程式按一定系數比加和時 其反應熱也按該系數比加和。其反應熱也按該系數比加和。 1、蓋斯定律、蓋斯定律一、蓋斯定律一、蓋斯定律.6A AB B登山的高度與上登山的高度與上山的途徑無關，山的途徑無關，只與起點和終點只與起點和終點的相對高度有關的相對高度有關理解蓋斯定律.7H H2 2 0 0H H1 1 0 0S S（始態(tài)）（始態(tài)）L L（終態(tài)）（終

5、態(tài)）先從始態(tài)先從始態(tài)S變化到到終態(tài)變化到到終態(tài)L，體系放出熱（，體系放出熱（H10)。經過一個循環(huán)，體系仍處于經過一個循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因為物質沒有態(tài)，因為物質沒有發(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能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎的能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎的.8H H= =H H1 1+ +H H2 2BHACH1H2 蓋斯定律體現物質守恒和能量守恒蓋斯定律體現物質守恒和能量守恒.92、蓋斯定律在科學研究中的重要意義、蓋斯定律在科學研究中的重要意義 有些反應進行得很慢有些反應進行得很慢 有些反應不容易直接發(fā)生有些反應

6、不容易直接發(fā)生 有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生）有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生） 這些都給測量反應熱造成了困難這些都給測量反應熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應熱利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應熱計算出來計算出來.103、蓋斯定律的應用方法：方法：寫出目標方程式確定寫出目標方程式確定“過渡物質過渡物質”（要消去的物質）（要消去的物質）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“過渡物質過渡物質”。 注意事項 熱化學方程式同乘以或除以某一個數時，反應熱數值也必須乘以或除以該數。 熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相加、減，反應熱也隨之相加、減。 熱化學方程式中的反應熱指反應按

7、所給形式完全進行時的反應熱。 正、逆反應的反應熱數值相等，符號相反。.11例例1 1：同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速：同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難?，F在可根率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難?，F在可根據蓋斯提出的觀點據蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知：。已知：P P4 4( (白磷、白磷、 s)+5Os)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H H1 1=-2983.2 kJ/mol=-

8、2983.2 kJ/molP(P(紅磷、紅磷、 s)+5/4Os)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) (s) H H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式 。 P P4 4( (白磷、白磷、s)=4 P(s)=4 P(紅磷、紅磷、s) s) H =-29.2kJ/mol=-29.2kJ/mol-4：.12例例2 2：寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式：寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式 (25,101kPa(25,101kPa時時) )查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：

9、C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(C(金剛石，金剛石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以，所以， - - 得：得： C(C(石墨，石墨，s)=C(s)=C(金剛石，金剛石，s) s) H H=+1.5kJ/mol=+1.5kJ/mol.13練習練習1 1：已知下列各反應的焓變：已知下列各反應的焓變Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2

10、(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (s) H H = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s) (g)=CaO(s) H H = -635.1 kJ/mol = -635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H = -393.5 kJ/mol= -393.5 kJ/mol試求試求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓變的焓變H H=+178.2 kJ/mol=+178

11、.2 kJ/mol= =.14練習練習2: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 C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol試計算試計算: 2CO(g)4H2(g) = H2O(l)C2H5OH (l) 的的H【解解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol.15你知道神六的火箭燃料是什么嗎？練習練習3

12、3：某次發(fā)射火箭，用：某次發(fā)射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，中燃燒，生成生成N N2 2、液態(tài)、液態(tài)H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H 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) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反

13、應的熱化學方程式。方程式。2 N N2 2H H4 4(g)+ 2NO(g)+ 2NO2 2(g)=(g)= 3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2 ：.16 題型一：有關熱化學反應方程式的的含義及書寫題型一：有關熱化學反應方程式的的含義及書寫 1. 已知一定量的物質參加反應放出的熱量，寫出其熱已知一定量的物質參加反應放出的熱量，寫出其熱化學反應方程式?；瘜W反應方程式。 2、有關反應熱的計算、有關反應熱的計算 （1）蓋斯定律及其應用）蓋斯定律及其應用 （2） 根據一定量的物質參加反應放出的熱量（或根根據一

14、定量的物質參加反應放出的熱量（或根據已知的熱化學方程式），進行有關反應熱的計算或據已知的熱化學方程式），進行有關反應熱的計算或比較大小。比較大小。Q=nH (3)利用鍵能計算反應熱利用鍵能計算反應熱 題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量二、反應的計算二、反應的計算.17 例例1 250C ，101KPa下，下，1g 硫粉在氧氣中充分硫粉在氧氣中充分燃燒放出燃燒放出 9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。1）. 根據反應熱書寫熱化學方程式根據反應熱書寫熱化學方程式 S ( s) + O2 (g) = SO2 ( g

15、 ) ； H H =-299.62 kJ molmol- - .18 練習練習 250C ，101KPa下，下，4g CO在氧氣中燃在氧氣中燃燒生成燒生成CO2，放出，放出 9. 6kJ熱量，寫出熱量，寫出CO燃燒熱的熱化學燃燒熱的熱化學方程式。方程式。CO (g) + OCO (g) + O2 2 (g) = CO (g) = CO2 2 (g) (g) ；H = -H = - 67.2 67.2 kJ molmol- - .19 例例2 在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學方程在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為：式為：2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l )

16、;H =-H =- 572 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;H =-H =- 890 kJ molmol- -由由1mol 氫氣和氫氣和3mol甲烷組成的混合氣體在上述條件甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為多少。下完全燃燒時放出的熱量為多少。2. ）根據熱化學方程式求反應熱）根據熱化學方程式求反應熱解：解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ.20練習：已知：練習：已知：CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/

17、mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; H=- Q3 KJ/mol 常溫下常溫下,取體積比取體積比4:1的甲烷和氫氣的的甲烷和氫氣的混合氣體混合氣體11.2L(標況標況),經完全燃燒恢復常溫經完全燃燒恢復常溫,放出的熱為放出的熱為:0.4Q1+0.05Q3.21 例例3 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為：在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H8( g )

18、 +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =-H =- 2220 kJ molmol- - 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則，則氫氣和甲烷的體積比為氫氣和甲烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1解解 ：設：設H2、C3H8的物質的量分別為的物質的量分別為x，y答：氫氣和丙烷的體積比為答：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

19、.25 = 3:13.） 求混合物的組成求混合物的組成 x = 3.75 moly = 1.25 mol.221.虛擬路徑法例題：已知膽礬溶于水時溶液溫度降低，膽礬分解的熱化學方程式為：CuSO45H2O(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放熱Q2kJ，則（ ）AQ1Q2 B BQ1=Q2C Q1Q2 D無法確定A設計合理的反應過程，注意反應熱的正、負號！反應熱相關計算方法.232.能量圖解法例題：例題： 已知1mol白磷轉化成4mol紅磷，放出29.2 kJ熱量，又知：又知：P P4 4( (白，白，s)+5Os)+5O

20、2 2 = 2P= 2P2 2O O5 5(s) (s) H H1 1, ,4P4P（紅，（紅，s s）+5O+5O2 2 = 2P= 2P2 2O O5 5 （s s）H H2 2 則則H H1 1和和H H2 2的關系正確的是的關系正確的是( )( ) A AH H1 1H H2 2 B BH H1 1H H2 2 C CH H1 1=H H2 2 D D無法確定無法確定B.244.4.已知已知2525、101kPa101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為為C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H

21、H= =393.51kJ393.51kJmolmol1 1C(C(金剛石金剛石)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H= =395.41kJ395.41kJmolmol1 1據此判斷，下列說法中正確的是據此判斷，下列說法中正確的是( )( )A A、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低剛石的低B B、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高剛石的高C C、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金、由石墨

22、制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低剛石的低D D、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高剛石的高A A能量圖解法能量圖解法.253.熱化學方程式加減法例例2 2：按照蓋斯定律，結合下述反應方程式回答問題：按照蓋斯定律，結合下述反應方程式回答問題, ,已知：已知：NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s) Cl(s) H H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/molNHNH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3 H H2 2O

23、(aq) O(aq) H H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/molHCl(g) +HHCl(g) +H2 2O(l)=HCl(aq) O(l)=HCl(aq) H H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/molNHNH3 3 H H2 2O(aq)+ HCl(aq)=NHO(aq)+ HCl(aq)=NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3kJ/molNHNH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2O(l)= NHO(l)= NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H5 5= =？ 則第個方程式中的反應熱則第個方程式中的反應熱H H是是_。根據蓋斯定律和上述反應方程式得：根據蓋斯定律和上述反應方程式得： = =+ + +- -， 即即H H5 5 = +16.3kJ/mol = +16.3kJ/mol.26 例例3 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為：在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H