化學(xué)反應(yīng)熱的計算99861

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算化學(xué)反應(yīng)熱的計算思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通常可思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？刹槐砻鞣磻?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，符號相反。正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號相反?！?”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行實際難進行的化學(xué)反應(yīng)熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進行實際難進行的化學(xué)反應(yīng) （

2、2 2）298K298K，101kPa101kPa時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式程式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g);(g);H H = -92.38kJ/mol= -92.38kJ/mol。 在在該溫度下，取該溫度下，取1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放在一放在一密閉容器中，在催化劑存在進行反應(yīng)，測得反應(yīng)密閉容器中，在催化劑存在進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是少于放出的熱量總是少于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、，在密閉容器中進行該該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進行該反應(yīng)將達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)將達到平衡狀態(tài)， 1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)不能完全反應(yīng)生成不能完全反應(yīng)生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的，因而放出的熱量總小于熱量總小于92.38kJ92.38kJ學(xué)與思學(xué)與思如何測定如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的的反應(yīng)熱反應(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？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)是一步完不管化學(xué)反應(yīng)是一

4、步完成或分幾步完成成或分幾步完成, ,其反應(yīng)熱是相同。換句話其反應(yīng)熱是相同。換句話說說, ,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)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)和終態(tài)有關(guān), ,而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。HH1+H22.蓋斯定律直觀化 CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3= +實例實例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實例實例2 有些化學(xué)反應(yīng)進行很慢或不易直接發(fā)生，有些化學(xué)反應(yīng)進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“

6、四則運算式四則運算式”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“四則運算式四則運算式”?！纠}【例題1】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/molC2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol試計算試計算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(

7、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)面就看看反應(yīng)能不能由能不能由三個反應(yīng)通過加三個反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)能不能能不能分成分成幾步完成。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)方程式的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa,101kPa時時)

8、說明說明： （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)計的理由。）并告訴大家你設(shè)計的理由。查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H H1 1=-=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金剛石，金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) H H2 2=-=-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：金剛石能自動變成石墨嗎？需要什么條件？你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例例3 3：某

9、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 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)方假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的

10、熱化學(xué)方程式。程式。2N2H4(g)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol例例4：已知：已知：CH （g） + O2（g）=CO2 （g） + H2 O （l） H= -Q1 KJ/mol2H2（g）+O2（g） =H2 O （g） H= -Q2 KJ/mol2H2（g）+O2（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)完全燃經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫?zé)謴?fù)常溫,放出的熱為放出的熱為:0.4Q1+0.5Q3v1. 已知已知25、101kPa下，

11、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：vv據(jù)此判斷，下列說法正確的是（據(jù)此判斷，下列說法正確的是（ ）v A. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低比金剛石的低v B. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高比金剛石的高v C. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低比金剛石的低v D. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量由石墨制

12、備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高比金剛石的高12251.393)()(molkJHgCOgOsC；石墨，12241.395)()(molkJHgCOgOsC；金剛石，A 2. 在在100 g 100 g 碳不完全燃燒所得氣體中，碳不完全燃燒所得氣體中，COCO占占1/31/3體積，體積，COCO2 2占占2/32/3體積，且體積，且C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； = 110.35 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（ ) )。A

13、.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJHHC二反應(yīng)熱的計算：二反應(yīng)熱的計算： 利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律、熱化學(xué)方程式進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算v題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫v1. 1. 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫出其已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。熱化學(xué)反應(yīng)方程式。v2 2、有關(guān)反應(yīng)熱的計算、有關(guān)反應(yīng)熱的計算v（1 1）蓋斯定律及其應(yīng)用）蓋斯定律及其應(yīng)用 v（2 2） 根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量（或根根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量

14、（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算或據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算或比較大小。比較大小。v(3)(3)利用鍵能計算反應(yīng)熱利用鍵能計算反應(yīng)熱v題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量課本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/molH1.0g17.87kJH23g/mol(17.87kJ) 1.0g411kJ/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)單位的正確書寫特別注意有關(guān)單位的正確書寫。課本P13例2：【解】C2H6O(l)+3O2(g)

15、=2CO2(g) 3H2O (l)46g/mol1366.8kJ/mol 1000gXX(1366.8kJ/mol1000g)/ 46g/mol29710kJ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Xv已知：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vA.2:3.25B.12:3.25C.1:1 D.393.5:241.8)()()(22gCOgOsCmolkJH/5 .393)()(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

16、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)； H89.3kJ/mol 相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時放出熱量最少的是放出熱量最少的是 A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g)1已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)

17、+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量，同時生成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)：列方程求解列方程求解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)+O2(g)=CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g)=CO2(g) H2393.51kJ/mol3已知膽礬溶于水時溶液溫度降低，膽礬分解的熱化學(xué)方程式為：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l