理化生化学反应热的计算PPT学习教案

1、会计学1 理化生化学反应热的计算理化生化学反应热的计算 燃烧热表示为：燃烧热表示为： 1、H2的燃烧热是的燃烧热是285.8.8kJ/mol 。 2、 H2的燃烧热的燃烧热H=-285.8kJ/mol 第1页/共38页 能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？ 若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？ 思考思考 计算计算 第2页/共38页 1.盖斯定律的内容盖斯定律的内容:不管化学反应是一步不管化学反应是一步 完成或分几步完成完成或分几步完成,其反应热相同。换句其反应热相同。换句 话说话说,化学反应的反应热只与反应体系的化学反应的反应热只与反应体系的 始态和终态有关始态和终态有关,而与

2、反应的途径无关。而与反应的途径无关。 2.盖斯定盖斯定 律直观化律直观化 HH1+H2 第3页/共38页 CO(g) C(s) CO2(g) H1 H3 H2 实例实例1 C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H1？ CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol C(s)+O2(g) = CO2(g) H3-393.5 kJ/mol +) H1 + H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol 第4页/共38页 第5页/共38页 第6页/共38页 第7页/共38页 有

3、些化学反应进行很慢或不易直接发有些化学反应进行很慢或不易直接发 生，很难直接测得这些反应的反应热，可生，很难直接测得这些反应的反应热，可 通过盖斯定律获得它们的反应热数据。通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 2 2盖斯定律的应用盖斯定律的应用 关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导的导 出出 方法：方法： 1.写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质” ( 要消去的物质要消去的物质) 2. 然后用消元法逐一消去然后用消元法逐一消去“过渡物质过渡物质 ”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。 盖斯简介盖斯简介 第8页/共38页 【例例】已知已知 CO(g)

4、 + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol 试计算试计算: 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l) 的的H 【解解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol 第9页/共38页 先思考，之后小组讨论汇报先思考，之后小组讨论汇报 第10页/共38页 观察该热化

5、学方程式，回答：金刚石能 自动变成石墨吗？需要什么条件？ 若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃 烧,产热QKJ,则两者的物质的量之比为: 所以，所以， - - 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金刚石，金刚石，s) H=+1.5kJ/mol 石墨不会自动变成金刚石，石墨与金刚石的能量相差不远。石墨不会自动变成金刚石，石墨与金刚石的能量相差不远。 第11页/共38页 例例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H

6、8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =-H =- 2220 kJ molmol- - 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则 氢气和丙烷的体积比为氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解解1 ：设设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x，y 答：氢气和丙烷的体积比为答：氢气和丙烷的体积比为 3：1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8)

7、 = 3.75:1.25 = 3:1 3.） 求混合物的组成求混合物的组成 x = 3.75 mol y = 1.25 mol 第12页/共38页 例例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;H =-H =- 2220 kJ molmol- - 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ

8、，则，则 氢气和丙烷的体积比为氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解解2 ：1mol H2 燃烧放热燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ 答：氢气和丙烷的体积比为答：氢气和丙烷的体积比为 3：1 1mol C3H8燃烧放热燃烧放热 2220 kJ 1mol 混合气混合气 燃烧放热燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ H2 285.8 C3H4 2220 769.4 1450.6 483.6 3 1 第13页/共38页 例例 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2

9、( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( 液液 ) + 571.6 kJ molmol- - C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) + 2220 kJ molmol- - 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则 氢气和丙烷的体积比为氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解解3 ：( 巧解）巧解） 5mol 混合气中，混合气中，C3H8 物质的量必小于物质的量必小于2mol， H2 的物质的量必大于的物质的量必大于3mol。 2m

10、ol C3H8 燃烧放热燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量超过总放热量 3847 kJ n (H2) : n (C3H8) 必大于必大于 3 : 2 选选 B 第14页/共38页 例例4：已知：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 常温下常温下,取体积比取体积比4:1的甲烷和氢气的的甲烷和氢气的 混合气体混合气体11.2L(标况标况),经完全燃烧恢复常经完全

11、燃烧恢复常 温温,放出的热为放出的热为: 0.4Q1+0.05Q3 第15页/共38页 例：某次发射火箭，用例：某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃烧，生中燃烧，生 成成N2、液态、液态H2O。已知：。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化 学方程式。学方程式。 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=- -1135.2kJ/mol 第

12、16页/共38页 1 1、请用自己的话描、请用自己的话描 述一下盖斯定律。述一下盖斯定律。 2 2、盖斯定律有哪些用途、盖斯定律有哪些用途 ？ 第17页/共38页 盖斯定律盖斯定律:不管化学反应是一步完成或不管化学反应是一步完成或 分几步完成分几步完成,其反应热是相同其反应热是相同.换句话说换句话说,化学化学 反应的反应热只与反应体系的始态和终态有反应的反应热只与反应体系的始态和终态有 关关,而与反应的途径无关而与反应的途径无关. 因为有些反应进行得很慢因为有些反应进行得很慢,有些反应不有些反应不 容易直接发生容易直接发生,有些反应的产品不纯有些反应的产品不纯(有副反有副反 应发生应发生),这

13、给测定反应热造成了困难这给测定反应热造成了困难.此时如此时如 果应用盖斯定律果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反就可以间接地把它们的反 应热计算出来应热计算出来. 第18页/共38页 二反应热的计算：二反应热的计算： 利用反应热的概念、盖斯定律利用反应热的概念、盖斯定律 、热化学方程式进行有关反应热的、热化学方程式进行有关反应热的 计算计算: : 题型一：有关热化学反应方程式的题型一：有关热化学反应方程式的 的含义及书写的含义及书写 题型二：燃烧热、中和热的判断、题型二：燃烧热、中和热的判断、 求算及测量求算及测量 第19页/共38页 第20页/共38页 【例例1】298K、101KPa时，

14、将时，将1.0 g钠与足量的氯气钠与足量的氯气 反应，生成氯化钠晶体并放出反应，生成氯化钠晶体并放出17.87 KJ的热量，的热量， 求生成求生成1mol 氯化钠的反应热？氯化钠的反应热？ 二、有关反应热的计算 第21页/共38页 课本课本P12 例例1： 【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下 Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s) 23g/mol H 1.0g 17.87kJ H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol 注意热化学方程式正确书写，特别注意热化学方程式正确书写，特别 注意有关单位的正确书写注意有关单位的正确书写。 第22页/共38页 【例

15、例2】乙醇的燃烧热是乙醇的燃烧热是H=-1366.8kJ/mol， 在在25，101kPa时，时，1kg乙醇充分燃烧后放乙醇充分燃烧后放 出多少热量？出多少热量？ 第23页/共38页 课本课本P12 例：例： 【解】 C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l) 46g 1366.8kJ/mol 1000g X X(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ 答：答：1kg乙醇燃烧后放出乙醇燃烧后放出29710kJ热量热量 设设1kg乙醇燃烧后放出的热量为乙醇燃烧后放出的热量为X 第24页/共38页 【例例3】已知下列反应的反应热为：已知

16、下列反应的反应热为： (1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1=- -870.3kJ/mol (2)C(s)+O2(g) =CO2(g) H2=- -393.5kJ/mol (3) H2(g)+O2(g) =H2O(l) H3=- -285.8kJ/mol 试计算下列反应的反应热：试计算下列反应的反应热： 2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l) 第25页/共38页 练习练习1在一定条件下在一定条件下,CO和和CH4燃烧的热化学方程式燃烧的热化学方程式 分别为分别为: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=H=566KJ/mol

17、KJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=H=890KJ/molKJ/mol 由由1摩摩CO和和3摩摩CH4组成的混和气在上述条件下完全组成的混和气在上述条件下完全 燃烧时燃烧时,释放的热量为释放的热量为( ) A2912KJKJ B2953KJKJ C3236KJKJ D3867KJKJ B 第26页/共38页 H 890.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、相同质量的氢气、一氧化碳、 辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最 少的是少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g) B 第

18、27页/共38页 1已知：已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某某H2和和CO的混合气体完全燃烧时放的混合气体完全燃烧时放 出出113.74kJ热量，同时生成热量，同时生成3.6g液态水液态水 ，求原混合气体中，求原混合气体中H2和和CO的物质的量的物质的量 之比之比 课堂练习： 列方程求解列方程求解 第28页/共38页 若取金刚石和石墨的混合晶体共若取金刚石和石墨的混合晶体共 1mol在在O2中完全燃烧，产生的热量为中完全燃烧，产生的热量为 Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之，则

19、金刚石和石墨的物质的量之 比为：比为： 。 2已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧 的热化学方程式为：的热化学方程式为： C(金刚石、金刚石、s)+O2(g) = CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、石墨、s)+O2(g) = CO2(g) H2393.51kJ/mol 课堂练习：课堂练习： 第29页/共38页 课堂练习：课堂练习： 3已知胆矾溶于水时溶液温度降低，已知胆矾溶于水时溶液温度降低， 胆矾分解的热化学方程式为：胆矾分解的热化学方程式为： CuSO45H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将

20、室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液无水硫酸铜溶解为溶液 时放热时放热Q2kJ，则（，则（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 CQ1Q2 D无法确定无法确定 A 设计合理的反应过程，注意设计合理的反应过程，注意 反应热的正、负号！反应热的正、负号！ 盖斯定律的灵活应用盖斯定律的灵活应用 第30页/共38页 2、有关热化学方程式的计算、有关热化学方程式的计算 2）. 根据热化学方程式求反应热根据热化学方程式求反应热 3）. 求混合物的组成求混合物的组成 第31页/共38页 例例1 250C (1.01)(105)Pa下，下，1g 硫粉在氧气中充分硫粉在氧气中充分 燃烧放出燃烧放出 9.36kJ热

21、量，写出硫燃烧的热化学方程式。热量，写出硫燃烧的热化学方程式。 1）. 根据反应热书写热化学方程式根据反应热书写热化学方程式 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出硫粉在氧气中充分燃烧放出 9. 36kJ 热量热量 ( 32g ) ( 9.35 kJ /g ) = 299.62 kJ 1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为： S ( 固固) + O2 (气气) = SO2 ( 气气 ) ； H H =-299.62 kJ molmol- - S + O2 = SO2 2、有关热化学方程式的计算、有关热化学方程式的计算 1、热化学方程式的书写、热化学方程式的书写 第3

22、2页/共38页 练习练习1 250C (1.01)(105)Pa下，下，4g CO在氧气中燃在氧气中燃 烧生成烧生成CO2，放出，放出 9. 6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧的热化学燃烧的热化学 方程式。方程式。 2CO ( 2CO ( 气气) + O) + O2 2 ( (气气) = 2CO) = 2CO2 2 ( ( 气气 ) ) ；H =-H =- 134.4 134.4 kJ molmol- - 2CO + O2 = 2CO2 228gQ 9.6kJ 4 g 解：解： 设设2mol CO 燃烧放出的热量为燃烧放出的热量为 Q 228g : 4g = Q : 9.6 kJ Q =134

23、.4 kJ 放热放热 第33页/共38页 例例2 在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程 式为：式为：2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 572 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;H =-H =- 890 kJ molmol- - 由由1mol 氢气和氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件甲烷组成的混合气体在上述条件 下完全燃烧时放出的热量为多少。下完全燃烧时放出的热量为多少。 2. ）根据热化学方程式求反应热）根据热化学方程式求反应热 解：解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ 第34页/共38页 练习练习2 已知：已知： 2H2O( l ) = 2H2 ( g ) + O2 ( g ) ;H =+H =+517.6 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 ( g ) = CO2 ( g ) +2H2O ( l ) ; H =-H =- 890.3 kJ molmol- - 则：则：1g 氢气和氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出热量之比约甲烷分别燃烧后，放出热量之比约 为为