高中化學(xué) 1.1.3化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算課件 蘇教版選修4.ppt

1、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算,教學(xué)目標(biāo)： 1、從能量守恒角度理解并掌握蓋斯定律； 2、能正確運(yùn)用蓋斯定律解決具體問(wèn)題； 3、學(xué)會(huì)化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。,H2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol,下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎？,若已知,怎樣計(jì)算其燃燒熱?,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) H285.8kJ/mol,241.8kJ/mol+44 kJ/mol = 285.8kJ/mol,發(fā)現(xiàn)！HH1 H2,如何測(cè)定如下反應(yīng): C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反應(yīng)熱H1,能直接測(cè)定嗎？如何測(cè)？ 若不

2、能直接測(cè)，怎么辦？,思考,計(jì)算,一蓋斯定律：,1.蓋斯定律的內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱相同。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)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。,G.H.GermainHenriHess(18021850)俄國(guó)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(guó)圣彼得堡(現(xiàn)為列寧格勒)。3歲隨父僑居俄國(guó),并在俄國(guó)受教育。1825年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專業(yè)證書(shū)，同時(shí)受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育。18261827年，在斯德哥爾摩J.J.貝采利烏斯的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué)?；囟韲?guó)后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作，后在伊爾庫(kù)茨克做醫(yī)生并研究

3、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(guó)科學(xué)院院士。,蓋斯簡(jiǎn)介,蓋斯早期研究了巴庫(kù)附近的礦物和天然氣；發(fā)現(xiàn)了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了煉鐵中的熱現(xiàn)象，作了大量的量熱工作。1836年發(fā)現(xiàn)，在任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,不論該反應(yīng)過(guò)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(gè)反應(yīng)不能直接發(fā)生時(shí)，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(guó)教科書(shū)

4、達(dá)40年。,蓋斯簡(jiǎn)介,蓋斯定律是在熱力學(xué)第一定律之前發(fā)現(xiàn)的，實(shí)際上是熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)的具體體現(xiàn)，是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)。蓋斯定律奠定了熱化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)，使化學(xué)方程式像普通代數(shù)方程那樣進(jìn)行運(yùn)算，從而可以根據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)確測(cè)定的熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算難以測(cè)定的反應(yīng)熱。,蓋斯簡(jiǎn)介,1.蓋斯定律的內(nèi)容,不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或是分幾步完成，其總反應(yīng)熱是相同的。,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(wú)關(guān)。,1.蓋斯定律的內(nèi)容,請(qǐng)把下面生活實(shí)例與蓋斯定律進(jìn)行類比,（1）登山,類比蓋斯定律,坐纜車 或步行,H=H1+H2+H3,從路徑角度理解蓋斯定律,終態(tài),始態(tài),CO(g),C(s),CO2(g

5、),例1,C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H3？,CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol,C(s)+O2(g) = CO2(g) H1-393.5 kJ/mol,+),H2 + H3 = H1,H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,S（始態(tài)）,L（終態(tài)）,H1 0,H 20,H1 H 2 0,2.從能量守恒角度論證蓋斯定律,理論應(yīng)用,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H = -285.8 kJ/mol,H2O(l) = H2(g)+1/2O2(g) H

6、= _,正向反應(yīng)、逆向反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反,+285.8 kJ/mol,下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎？為什么？,H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol,實(shí)例2,3. 蓋斯定律的應(yīng)用,蓋斯定律可用來(lái)計(jì)算難以直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，如反應(yīng)慢、副反應(yīng)多、反應(yīng)不易直接發(fā)生等。,【例1】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/mo

7、l C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol試計(jì)算: 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l) 的H,【解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,你知道神六的火箭燃料是什么嗎？,例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/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l); H2=-534kJ/mol

8、 假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫(xiě)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,例3：已知： CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/mol 2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol 2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; H=- Q3 KJ/mol 常溫下,取體積比4:1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)況),經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫,放出的熱為:,0.4Q1+0.05Q3,課本P12 例1：,【解】鈉與

9、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 17.87kJ,H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol,答：略,注意熱化學(xué)方程式正確書(shū)寫(xiě)，特別注意有關(guān)單位的正確書(shū)寫(xiě)。,課本P12 例2：,【解】,C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l),46g/mol 1366.8kJ/mol,1000g X,X(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ,答：1kg乙醇燃燒后放出29710kJ熱量,設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為X,例1：寫(xiě)出石墨變成金剛石

10、的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa時(shí)) 說(shuō)明： （1）可以在書(shū)中查找需要的數(shù)據(jù) （2）并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由。,用一用蓋斯定律,石墨能直接變成金剛石嗎？,先思考，之后小組討論匯報(bào),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？,查燃燒熱表知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,所以， - 得： C(石墨，s)= C(金剛石，s) H=+1.5kJ/mol,石墨不會(huì)自動(dòng)變成金剛石，石墨與金剛石的能量相差不遠(yuǎn)。,1. 已知25、101kPa下，石墨、金剛 石燃燒的

11、熱化學(xué)方程式分別為： 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)，石墨的能量比金剛石的高,A,C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金剛石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,練習(xí)：,2. 在100 g 碳不完全燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO2占2/3體積，且 C(s) +1/2

12、O2(g) = CO(g)； = 110.35 kJ/mol CO(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( ) 392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ,C,練習(xí)：,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(shū)寫(xiě),題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量, 例3 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =-

13、 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則 氫氣和甲烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解1 ：設(shè)H2、C3H8的物質(zhì)的量分別為x，y,答：氫氣和丙烷的體積比為 3：1,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,3.） 求混合物的組成,x = 3.75 m

14、ol,y = 1.25 mol, 例3 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則 氫氣和甲烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解2 ：1mol H2 燃燒放熱 571.6kJ/2 = 285.8 kJ,答：氫氣和丙烷的體積比為 3：1,1mol C3H8燃燒放

15、熱 2220 kJ,1mol 混合氣 燃燒放熱 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.4,1450.6,483.6,3,1, 例3 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( 液 ) + 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) + 2220 kJ mol- 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則 氫氣和甲烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解3 ：

16、( 巧解）,5mol 混合氣中，C3H8 物質(zhì)的量必小于2mol，,H2 的物質(zhì)的量必大于3mol。, 2mol C3H8 燃燒放熱 4440 kJ, 超過(guò)總放熱量 3847 kJ,n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2,選 B,具體內(nèi)容: 1. 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫(xiě)出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。 2、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算: （1）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(jì)算或比較大小。 (3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱,已知： C(s)+O2(g) = CO2(g) H=-393.5kJ/mol H2(g)+1/

17、2O2(g) = H2O (l) H =- 285.8kJ/mol 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 ( ) A. 2:3.25 B. 12:2.75 C. 1:1 D. 393.5:241.8,B,變式練習(xí)1,變式練習(xí)2,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/mol CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/mol C8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/mol CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H890.3kJ/mol 相同

18、質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g),B,1已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(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)：,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

19、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/mol,課堂練習(xí)：,課堂練習(xí)：,3已知膽礬溶于水時(shí)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) H=+Q1kJ/mol 室溫下，若將1mol無(wú)水硫酸銅溶解為溶液 時(shí)放熱Q2kJ，則（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 CQ1Q2 D無(wú)法確定,A,蓋斯定律的靈活應(yīng)用,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ 2C2H2(g)+5O2(g)=4

20、CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ/mol C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) H=-4b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+4b kJ/mol E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2b kJ/mol,2、已知充分燃燒a g 乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是,B,點(diǎn)撥：熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正誤的判斷可從物質(zhì)的聚集狀態(tài)、H的正負(fù)號(hào)、物質(zhì)的量的大小、單位等主要方面入手,4、已知在1105Pa，298K

21、條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1,A,7、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中Q2Q1的是 （ ） A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H1=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) H2=-Q2 B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) H1=-

22、Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H2=-Q2 C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H1=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H2=-Q2 D. S(g)+O2(g)=SO2(g) H1=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g) H2=-Q2,B,中和熱 1定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生 成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。 2. 中和熱的表示： H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) H=-57.3kJmol 3.要點(diǎn)： 、條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子 、反應(yīng)物： （強(qiáng)）酸與（強(qiáng)）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離

23、的吸熱所伴隨的熱效應(yīng) 、生成1mol水。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H20，若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成，這部分反應(yīng)熱也不在中和熱之內(nèi) 、放出的熱量：57.3kJ,例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。 （1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出_ kJ的熱量。 （2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出_kJ的熱量。,28.7,28.7,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)： H+（aq）+ OH- (aq) = H2O(l) H= - 57.3KJ/mol 向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、濃硫酸、稀硝酸，則恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)H1、H2、H3的關(guān)系正確的是 （ ） AH1H2H3 BH1H3H2 CH2H1H3 DH1H3H2,D,教材習(xí)題答案,1. 2.5molC在O2中完全燃燒生成CO2，放出多少