化學反應熱的計算(蓋斯定律)

1、.化學反應熱的計算第一章 化學反應與能量. 科學實驗測得，科學實驗測得，25250 0C 101kPaC 101kPa下，下，C C（石墨）（石墨） 的燃燒熱為的燃燒熱為 393.5kJ 393.5kJ molmol- - ，CO CO 的燃燒熱的燃燒熱H H2 2 = - 283.0 kJ = - 283.0 kJ molmol- - 在化學科學研究中，有些反應的反應熱可以在化學科學研究中，有些反應的反應熱可以通過實驗測得，但通過實驗測得，但有些反應的反應熱很難直接測得有些反應的反應熱很難直接測得，我，我們怎樣才能獲得它們的反應熱數(shù)據(jù)呢？們怎樣才能獲得它們的反應熱數(shù)據(jù)呢？ C(C(g) +

2、O) + O2 2 ( (g) = CO) = CO2 2 ( (g) ) H H1 1 =- =- 393.5 393.5kJ molmol- - CO (CO (g) + ) + 1/2O O2 2 ( (g) = CO) = CO2 2 ( (g) ) H H2 2 =- =- 283.0 283.0 kJ molmol- - 如何得到如何得到:C(s)+1/2O:C(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的燃燒熱的燃燒熱H H ？. CO(g)C(s)CO2(g)H3H1H2解決問題解決問題H1 = H2 + H3H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol

3、(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol C(C(g) ) + O + O2 2 ( (g) = ) = COCO2 2 ( (g) ) H H1 1 =- 393.5 =- 393.5kJ /molmol CO(CO(g) ) + + O O2 2 ( (g) = ) = COCO2 2 ( (g) ) H H2 2 =- 283.0 =- 283.0 kJ /molmol C(s) + O2(g) = CO(g) H3=？. 1、 內容內容:不管化學反應是一步完成或分幾步完成不管化學反應是一步完成或分幾步完成,其其反應熱反應熱相同相同。 化學反應的反應熱只與反應體系的

4、化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關始態(tài)和終態(tài)有關, 與反應的途徑無關與反應的途徑無關。 2、實質、實質：能量守恒定律能量守恒定律 3、意義、意義：可以間接計算難以直接測定的反應的反應熱?？梢蚤g接計算難以直接測定的反應的反應熱。H H1 1 + +H H2 2 0 0.H H、H H1 1、H H2 2之間有何關系？之間有何關系？HBACH1H2思考思考HH1+H2H=-393.5kJ/molBACH1H2=-283.3kJ/molH H1 1的值該怎么求？的值該怎么求？H1HH2 -110.5kJ/mol.蓋斯定律的應用蓋斯定律的應用 虛擬路徑法虛擬路徑法若一個化學反應由始態(tài)若一個化

5、學反應由始態(tài)轉化為終態(tài)可通過不同的途徑轉化為終態(tài)可通過不同的途徑(如圖如圖)，H與與H1、H2、H3、H4、H5之間有何關系？之間有何關系？.加減乘除法加減乘除法 298K,101kPa條件下： H2O(g) = H2(g)+ O2(g) H1 H2(g)+ Cl2(g) = HCl(g) H2 2H2O(g)+2Cl2(g) = 4HCl(g) + O2(g) H3 = 2 + 2221/22242H3 = H1 2 + H2 2 +求 2 2.根據(jù)以上信息求出氫氣的燃燒熱。根據(jù)以上信息求出氫氣的燃燒熱。已知：已知： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8 kJ/mo

6、l H2O(g)=H2O(l) H2=-44 kJ/molH2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l) H3= H1+ H2=-285.8 kJ/mol思考思考H2O(l) = H2(g)+1/2O2(g) H4 4 = ？H4 = +285.8 kJ/molH3+ H4 =0正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反 H2O(g)H2(g)H2O(l)H1HH2.易錯提醒：（1）蓋斯定律實質是H只與反應物、生成物的能量或者鍵能有關，與中間產物和反應過程無關與中間產物和反應過程無關。（2）熱化學方程式可直接相加減，但必須遵循左加（減）左、左加（減）左、右右加（減）

7、右、加（減）右、H H加（減）加（減）H H（3）鍵能與反應熱相互求算時要注意一下兩點：a.不要忽略分子中含有化學鍵的個數(shù)化學鍵的個數(shù)，如NH3中NH鍵有3個b.要注意H H的符號的符號，不能只使用數(shù)值計算. 利用蓋斯定律書寫熱化學方程式利用蓋斯定律書寫熱化學方程式關鍵：關鍵：目標方程式的目標方程式的“四則運算式四則運算式”的導出，除了要對熱化的導出，除了要對熱化學方程式進行四則運算外，運算時還有注意學方程式進行四則運算外，運算時還有注意H要帶符號。要帶符號。步驟：步驟：確定確定待求的待求的熱反應方程式熱反應方程式；找出待求方程式中各找出待求方程式中各物質物質出現(xiàn)在已知方程式的什么出現(xiàn)在已知方

8、程式的什么位置位置；根據(jù)未知方程式中各物質計量數(shù)和位置的需要對已知方程根據(jù)未知方程式中各物質計量數(shù)和位置的需要對已知方程式進行處理，或式進行處理，或調整計量數(shù)調整計量數(shù)，或調整，或調整反應方向反應方向；實施疊加并實施疊加并檢驗檢驗上述分析的正確與否。上述分析的正確與否。. 練習練習1 發(fā)射火箭時，常用發(fā)射火箭時，常用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃燒，生成中燃燒，生成N2、液態(tài)、液態(tài)H2O，同時產生大量的熱。寫出該反應的熱化學方程式。已知：，同時產生大量的熱。寫出該反應的熱化學方程式。已知： N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+ O

9、2(g)= N2(g)+ H2O(l) H2=-534kJ/mol 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=？【解解】： = 2 - H H22 - H1 （ 5342 67.2 ） -1135.2kJ/mol 2 22224.練習練習2 已知已知: Zn(s) +1/2 O2(g)ZnO(s) H= -351.1 kJ/mol Hg(l)1/2 O2(g) Hg O(s) H= -90.7 kJ/mol 則可知則可知: Zn(s)HgO(s)ZnO(s)Hg(l) H3 則則 為為H 3為多少？為多少？練習練習3 已知：已知：2C(s)O2(g) =2CO(

10、g) H= -221 kJ/mol 2H2(g)O2(g)2H2O(g) H= -483.6 kJ/mol 則則C(s)H2O(g) =CO(g)H2(g)的的H為多少為多少?.練習練習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 C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 試計算試計算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H = 2 + 4 2 CO

11、(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol2CO2(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/molH = H1 2 + H2 4 - H3 .練習練習5已知已知 P4(s，白磷，白磷)+ 5O2(g)=P4O10(g) H1=-2983.2 kJ/mol P(s，紅磷，紅磷)+ 5/4 O2(g)=1/4 P4O10(

12、g) H2=-2983.2 kJ/mol 則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式_。相同的狀況下，。相同的狀況下，能量較低的是能量較低的是_；白磷的穩(wěn)定性比紅磷；白磷的穩(wěn)定性比紅磷_（填（填“高高”或或“低低”）。）。解析：依題意求：解析：依題意求： P4(s，白磷，白磷)= 4P(s，紅磷，紅磷) H= ？ 可設計如下反應過程：可設計如下反應過程： P4(s，白磷，白磷) P4O10 4P(s，紅磷，紅磷) 據(jù)蓋斯定律有據(jù)蓋斯定律有H=H1+(-4H2)=(-2983.2+4738.5) kJ/mol=-29.2 kJ/mol，即白磷轉化為紅磷是放熱反應，穩(wěn)定性比紅，即白磷轉化為紅磷是放熱反應，穩(wěn)定性比紅磷低（磷低（能量越低越穩(wěn)定能量越低越穩(wěn)定）。）。.化學反應熱的計算方法化學反應熱的計算方法1、根據(jù)化學鍵的斷裂和形成時能量的變化計算 H = E(斷裂時吸收的能量斷裂時吸