高中化學(xué) 蓋斯定律上課課件 新人教版選修4

1、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)1、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算例例1、在一定條件下在一定條件下,CO和和CH4燃燒的熱化學(xué)方程式燃燒的熱化學(xué)方程式分別為分別為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；H=H=566KJ/molKJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H=H=890KJ/molKJ/mol由由1摩摩CO和和3摩摩CH4組成的混和氣在上述條件下完全燃組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時(shí)燒時(shí),釋放的熱量為釋放的熱量為( )A2912KJKJ B.2953KJKJ C.3236KJKJ D.3867KJKJB如何測定如何測定C(s)

2、+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H1能直接測定嗎？如何測？能直接測定嗎？如何測？若不能直接測，怎么辦？若不能直接測，怎么辦？C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=? =? 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 + + = = ， 則則 H H1 1 + + H H

3、2 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=-=-110.5110.5kJ/molkJ/mol應(yīng)用了什么規(guī)律？應(yīng)用了什么規(guī)律？ 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的焓變（化學(xué)反應(yīng)的焓變（ H）只與）只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(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)。反應(yīng)的途徑無關(guān)。1.1.蓋斯定律的內(nèi)容蓋斯定律的內(nèi)容: :不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成

4、或不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成分幾步完成, ,其反應(yīng)熱是相同其反應(yīng)熱是相同. .換句話說換句話說, ,化學(xué)反化學(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)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), ,而而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。與反應(yīng)的途徑無關(guān)。HH1+H22.蓋斯定律直觀化 CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3= +實(shí)例實(shí)例1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3-393.5 kJ/mol+)H1 + H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5

5、kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol 有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，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)。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：關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。的導(dǎo)出。方法：寫出目標(biāo)方程式確定方法：寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）（要消去的物質(zhì)）然后用然后用消元法消元法逐一消去逐一消去“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”?！纠}【例題1】已知】已知

6、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/molC2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol試計(jì)算試計(jì)算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H 【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)不論是一步完成還是分幾步完成，不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)能不能由能不能由三三個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也

7、就是說，看看反應(yīng)個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)能不能分能不能分成成幾步完成。幾步完成。2 + 4 - = 所以，所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例：某次發(fā)射火箭，用例：某次發(fā)射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，生中燃燒，生成成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

8、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(yīng)的熱化學(xué)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。方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 例、同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小例、同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測定反而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難。現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)

9、“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：。已知：P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/molH1P(s、紅磷、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 。 P4(s、白磷白磷)=4 P(s、紅磷紅磷)； = -29.2 kJ/molH31例例、使使18g焦炭發(fā)生不完全燃燒，所得氣體中焦炭發(fā)生不完全燃燒，所得氣體中CO占占體積，體積，CO2占占3

10、2體積，體積， 已知：已知：C(S)+ 21O2(g)=CO(g)；H=H=Q1 KJ/molKJ/mol,CO(g)+ 21O2(g)=CO2(g)；H=Q2 KJ/mol A、1/3Q1KJ B、1/3Q2KJ C、1/3(Q1+Q2)KJ D、1/2Q2KJ與這些焦炭完全燃燒相比較，損失的熱量是（與這些焦炭完全燃燒相比較，損失的熱量是（ ） D （2）298K，101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38kJ/mol。 在該溫度下，取在該溫度下，取1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)放在放在

11、一密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測得反一密閉容器中，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應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么？，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)，反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)， 1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)不能完全反應(yīng)生成不能完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g)，因而，因而放出的熱量總小于放出的熱量總小于92.38kJ學(xué)與思學(xué)與思 1. 已知已知25、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：分別為： 據(jù)此判斷，下列說法正

12、確的是（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比金剛石的高12251.393)()(molkJHgCOgO

13、sC；石墨，12241.395)()(molkJHgCOgOsC；金剛石，A 2.已知已知 2C（S）+ O2（g）-=2CO（g） H=-221.0kJ/molkJ/mol ， 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/molkJ/mol 則制備水煤氣的反應(yīng)則制備水煤氣的反應(yīng)C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的的H為為( ) A、+262.6kJ/molkJ/mol B、-131.3kJ/molkJ/mol C、-352. kJ/molkJ/mol D、+131.3kJ/molkJ/molD 練習(xí)練習(xí) 1.按照蓋斯定律，結(jié)合下述反應(yīng)方程式，回答問題，已

14、按照蓋斯定律，結(jié)合下述反應(yīng)方程式，回答問題，已知：知： (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol (3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol (4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 則第（則第（5）個(gè)方程式中的反應(yīng)熱）個(gè)方程式中的反應(yīng)熱H是是_。 根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得：根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得：

15、(4)+ (3)+ (2)- (1)= (5)，即，即H5 = +16.3kJ/mol求混合物的組成求混合物的組成 例例44在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為：化學(xué)方程式為：2H2H2(q)2(q)+ O+ O2(q)2(q) = 2H = 2H2 2O O( l )( l )HH =- 571.6 kJ/mol- 571.6 kJ/molC C3 3H H8(q8(q+5O+5O2(2(= 3CO= 3CO2(q2(q+4H+4H2 2O O(l)(l)H =- 2220 kJ/mol2220 kJ/mol5mol 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)

16、放熱氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ 3847kJ 則氫氣和甲烷的體積比為則氫氣和甲烷的體積比為 ( )( )(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1B 解解1 1 ：設(shè)：設(shè)H H2 2、C C3 3H H8 8的物質(zhì)的量分別為的物質(zhì)的量分別為x x，y y x + y = 5(571.6/2)(x) + 2220y = 3847V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 x = 3.75 moly = 1.25 mol解解2 ：1mol H2 燃燒放熱燃燒放熱 285.8 kJ 1mol 混合氣混合氣 燃燒放熱燃燒放熱 3847kJ/5 = 769.4 kJH2 285.8C3H4 2220769.4