化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算課件

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)算思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？伤伎迹簽槭裁丛跓峄瘜W(xué)反應(yīng)方程式中通常可不表明反應(yīng)條件？不表明反應(yīng)條件？正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反。正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反?！?”不能省去。不能省去。學(xué)與思學(xué)與思（1）已知石墨的燃燒熱：）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)方程式二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式熱化學(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)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) （

2、2 2）298K298K，101kPa101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g) (g) H H = -92.38kJ/mol= -92.38kJ/mol。在該溫度下，取在該溫度下，取1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放在一密放在一密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于出的熱量總是少于92.38kJ92.38kJ，其原因是什么？，其原因是什么？ 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，

3、在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)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)，將達(dá)到平衡狀態(tài)， 1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)不能完不能完全反應(yīng)生成全反應(yīng)生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的熱量總小于，因而放出的熱量總小于92.38kJ92.38kJ學(xué)與思學(xué)與思如何測(cè)定如何測(cè)定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H1能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？若不能直接測(cè)，怎么辦？若不能直接測(cè)，怎么辦？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)是一步完成不管化學(xué)反應(yīng)是一

4、步完成或分幾步完成或分幾步完成, ,其反應(yīng)熱是相同。換句話說(shuō)其反應(yīng)熱是相同。換句話說(shuō), ,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終化學(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)態(tài)有關(guān), ,而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無(wú)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 kJ/mol (-

5、283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol下列數(shù)據(jù)表示下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎？的燃燒熱嗎？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol H2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol已知已知 H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol實(shí)例實(shí)例2 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(cè)得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過蓋很難直接測(cè)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)。3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

6、則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。的導(dǎo)出。方法：方法：寫出目標(biāo)方程式確定寫出目標(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)）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“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”。 例例1 1，同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而，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(cè)定反應(yīng)熱很且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反不管化學(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)是相同的應(yīng)是相同的”。已知：。

7、已知： P P4 4(s,(s,白磷白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s) = -2983.2 kJ/mol(s) = -2983.2 kJ/molH1 P(sP(s, ,紅磷紅磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) = -738.5 kJ/mol(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- 4得得_。P4(s,白磷白磷)=4 P(s,紅磷紅磷) = -29.2 kJ/molH例例2：寫出：寫出石墨變成金剛石石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式的熱化

8、學(xué)方程式 (25,101kPa時(shí)時(shí))說(shuō)明說(shuō)明： （1 1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)可以在書中查找需要的數(shù)據(jù) （2 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：查燃燒熱表知：C(石墨，石墨，s) +O2(g)=CO2(g) H1=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金剛石，金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0395.0kJ/molkJ/mol所以，所以， - 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金剛石，金剛石，s) H=+1.5kJ/mol 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？【例題【例題3】已知】已知 C

9、O(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，其反應(yīng)熱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)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個(gè)反應(yīng)通過加減乘除三個(gè)反應(yīng)通過加減乘

10、除組合而成，也就是說(shuō)，看看反應(yīng)組合而成，也就是說(shuō)，看看反應(yīng)能不能分成能不能分成幾步完成。幾步完成。 所以，所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol2 + 4 - = 你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例例4 4：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，生成中燃燒，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

11、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(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。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。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 2-2例例5：已知：已知：CH(g) + 2O2(g) =CO2 (g)+ 2H2O (l) H= -Q1 KJ/mol2H2 (g) +O2 (g) =H2 O (g) H= -Q2KJ/mol2H2 (g) +O2

12、(g) =H2 O (l) H=- Q3 KJ/mol常溫下常溫下,取體積比取體積比4:1的甲烷和氫氣的混合氣體的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)況標(biāo)況),經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫,放出的熱為放出的熱為:0.4Q1+0. 5Q3 1. 已知已知25、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：別為： 據(jù)此判斷，下列說(shuō)法正確的是（據(jù)此判斷，下列說(shuō)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

13、的能量比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金剛石的高12251.393)()(molkJHgCOgOsC；石墨，12241.395)()(molkJHgCOgOsC；金剛石，A 2,已知下列熱化學(xué)方程式：已知下列熱化學(xué)方程式： Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S）H1； Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO

14、（S）H2； 則則 Zn（S）+ HgO（S）= Hg（l）+ ZnO（S），）， H值為值為=？ ( ) A、H2-H1 B、H2+H1 C、H1-H2 D、-H1-H2c二反應(yīng)熱的計(jì)算：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題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫寫 1. 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。 2、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 （1）蓋斯定律及其應(yīng)用）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

15、出的熱量根據(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（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。應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小。 (3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱 題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量課本P13 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 17.87kJH23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol答：注意熱化學(xué)方程式正確書寫，注意熱化學(xué)方程式正確書寫，特別注意有關(guān)特別注意有關(guān)單位單位的正

16、確書寫的正確書寫。課本P13 例2：【解】C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l) 46g/mol 1366.8kJ/mol 1000g XX(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ答：1kg乙醇燃燒后放出29710kJ熱量設(shè)設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為乙醇燃燒后放出的熱量為X 已知：已知：欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為的質(zhì)量比約為 A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8)()()(22gCOgOsCmolkJH/5 .3

17、93)()(21)(222lOHgOgHmolkJH/8 .241B變式練習(xí) 變式練習(xí)氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為：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)； H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)； H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H893kJ/mol相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)放出放出熱量最少的是熱量最少的是

18、A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g)142.9 : 9.43 : 48.4 : 55.8B1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)：H2:0.2mol CO：0.2mol1:1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Q kJ，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)+