高二化學(xué)反應(yīng)熱的計算選修四

高二化學(xué)反應(yīng)熱的計算選修四第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四

G.H.

Hess

(1802～1850)瑞士（俄國）化學(xué)家。1802年8月7日生于瑞士日內(nèi)瓦，1850年12月12日卒于俄國圣彼得堡(現(xiàn)為列寧格勒)。3歲隨父僑居俄國,并在俄國受教育。1825年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專業(yè)證書，同時受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育。1826～1827年，在斯德哥爾摩J.J.貝采利烏斯的實驗室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué)?；囟韲笤跒趵瓲栕鞯刭|(zhì)勘探工作，后在伊爾庫茨克做醫(yī)生并研究礦物。1830年當(dāng)選為圣彼得堡科學(xué)院院士，專門研究化學(xué)，任圣彼得堡工藝學(xué)院理論化學(xué)教授并在中央師范學(xué)院和礦業(yè)學(xué)院講授化學(xué)。1838年成為俄國科學(xué)院院士。

1836年蓋斯發(fā)現(xiàn)，在任何一個化學(xué)反應(yīng)過程中,不論該反應(yīng)過程是一步完成還是分成幾步完成，反應(yīng)所放出的總熱量相同，并于1840年以熱的加和性守恒定律公諸于世，后被稱為蓋斯定律。此定律為能量守恒定律的先驅(qū)。當(dāng)一個反應(yīng)不能直接發(fā)生時，應(yīng)用此定律可間接求得反應(yīng)熱。因此，蓋斯也是熱化學(xué)的先驅(qū)者。著有《純粹化學(xué)基礎(chǔ)》(1834)，曾用作俄國教科書達(dá)40年。蓋斯簡介第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四一．蓋斯定律：⒈蓋斯定律的內(nèi)容：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)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四⒉蓋斯定律直觀化：山的高度與上山的途徑無關(guān)海拔400mC△H1△H2AB△H△H＝△H1＋△H2第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四⒊應(yīng)用能量守恒定律對蓋斯定律進(jìn)行論證SL△H1＜0△H2＞0△H1＋△H2≡0第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反?！?”不能省略。已知石墨的燃燒熱：△H=-393.5kJ/mol⑴寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式⑵二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式學(xué)與思C（石墨）+O2（g）＝CO2（g）△H=－393.5kJ/molCO2（g）＝C（石墨）+O2（g）△H=＋393.5kJ/mol第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四①能直接測定嗎？如何測？②若不能直接測，怎么辦？如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H？不能直接測定該反應(yīng)的反應(yīng)熱。因為C燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應(yīng)的ΔH無法直接測得，但可以測得C與O2反應(yīng)生成CO2以及CO與O2反應(yīng)生成CO2的反應(yīng)熱。然后根據(jù)蓋斯定律，計算求出該反應(yīng)的反應(yīng)熱。第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四⒋蓋斯定律的應(yīng)用有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢，或不易直接發(fā)生，或產(chǎn)品不純，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)。第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四C(s)+O2(g)CO2(g)△H1實例△H3△H1＝△H2

＋△H3

CO(g)+O2(g)12△H2△H3

＝△H1

－△H2

第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四C(s)+O2(g)＝CO(g)△H3＝？CO(g)+O2(g)＝CO2(g)△H2＝－283.0kJ/molC(s)+O2(g)＝CO2(g)△H1＝－393.5kJ/mol+)△H3

＝△H1

－△H2

＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)

＝－110.5kJ/mol1212C(s)+O2(g)＝CO(g)△H3＝－110.5kJ/mol12第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎？為什么？

H2(g)+O2(g)＝H2O(g)△H1＝－241.8kJ/mol

H2O(g)＝H2O(l)△H2＝－44kJ/mol討論：12

H2(g)+O2(g)＝H2O(l)12△H＝－285.8kJ/mol+)第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四【例題1】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH解：①×2+②×4-③=④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=－566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)ΔH2=－1143.2kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3=+1370kJ/mol+)2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH

＝－339.2kJ/mol第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四解題方法：⒋蓋斯定律的應(yīng)用首先要找出用已知反應(yīng)組合成新的反應(yīng)的步驟，然后在計算新反應(yīng)熱效應(yīng)時，要遵守組合反應(yīng)式時的加減乘除。有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢，或不易直接發(fā)生，或產(chǎn)品不純，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)。第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四練習(xí)：已知：①Cs＋O2g＝CO2g

H＝3935kJ·mol1②2COg＋O2g＝2CO2g

H＝566kJ·mol1③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g

H＝+141kJ·mol1則TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝

。80kJ·mol-1第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四復(fù)習(xí)：⒈蓋斯定律的內(nèi)容：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)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。⒉蓋斯定律的直觀表示：ABCD△H1△H2△H3△H△H＝△H1＋△H2＋△H3

第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四1、寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時)說明：（1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)。（2）并告訴大家你設(shè)計的理由。2、某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534.4kJ/mol請寫出N2H4（肼）在NO2中燃燒的熱化學(xué)方程式。學(xué)以致用第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四1、寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時)說明：（1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)。（2）并告訴大家你設(shè)計的理由。查燃燒熱表知：①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(s，金剛石)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(s，石墨)=C(s，金剛石)△H=+1.5kJ/mol第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四2、某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534.4kJ/mol請寫出N2H4（肼）在NO2中燃燒的熱化學(xué)方程式。N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol12NO2(g)=N2(g)+O2(g)△H1=-33.6kJ/mol+)N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-568.0kJ/mol32第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四3、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為：(1)CH3COOH(l)+2O2(g)＝2CO2(g)+2H2O(l)

△H＝－870.3KJ/mol(2)C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H＝－393.5KJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)△H＝－285.8KJ/mol試計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：

2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四二．反應(yīng)熱的計算例1：4g硫粉完全燃燒時放出37kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：____________________________________________。S(s)+O2(g)＝SO2(g)△H＝－296kJ/mol分析：n(s)=

4g32g/mol=mol

18△H=－

37kJ×81mol=－296kJ/mol⒈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)反應(yīng)熱的計算或比較大小。第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四練習(xí)1：0.5molC(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)，吸收65.65KJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________________________________________。C(石墨)+H2O

(g)＝CO(g)+H2(g)△H＝+131.3kJ/mol練習(xí)2：25℃、101KPa時，將1.0g鈉與足量氯氣反應(yīng)生成氯化鈉晶體并放出17.87KJ的熱量，求生成1molNaCl的反應(yīng)熱。設(shè)生成1molNaCl的反應(yīng)熱為xx＝23g×(－17.87kJ/mol)÷1.0g

＝－411kJ/mol【解】Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s)△H12答：生成1molNaCl的反應(yīng)熱為－411kJ/mol23gx1.0g－17.87kJ/mol第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四例2：乙醇的燃燒熱為－1366.8kJ/mol，在25℃、101KPa時，1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量？【解】

n(C2H5OH)=1366.8kJ/mol×21.74mol＝29714kJ

1000g46g/mol=21.74mol1kg乙醇燃燒后放出的熱量為1kg乙醇的物質(zhì)的量為第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四練習(xí)3、在101kPa時，1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，CH4

的燃燒熱為多少？1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？【解】根據(jù)題意，在101kPa時，1molCH4

完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，可知CH4

的燃燒熱為890kJ／mol。1000LCH4

（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的物質(zhì)的量為：44.6molCH4

完全燃燒放出的熱量為：44.6mol×890kJ／mol＝3.97×104kJ答：CH4的燃燒熱為890kJ／mol，1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ。＝44.6mol1000L22.4mol/L第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四練習(xí)4：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。解：n(H2)=n(H2O)==0.2mol

3.6g18g/mol0.2molH2燃燒后放出的熱量為：0.2mol×＝57.16kJ571.6kJ/mol

2CO燃燒后放出的熱量：113.74kJ－57.16kJ=56.58kJn(CO)==0.2mol56.58kJ283.0kJ/moln(H2)∶n(CO)=1∶1第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四練習(xí)5、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)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；

△H＝－890.3kJ/mol相同質(zhì)量的氫氣