第一章第三节 化学反应热的计算

1、第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算教学目标：教学目标： 掌握盖斯定律并能进行化掌握盖斯定律并能进行化学反应热的简单计算学反应热的简单计算思考：为什么在热化学反应方程式中通思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？常可不表明反应条件？强调：强调：正逆反应的反应热效应数值相正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。等，符号相反。“+”不能省去。不能省去。知识回顾知识回顾已知石墨的燃烧热：已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol 1）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 2）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式）二氧化碳转化为石墨和氧气的热

2、化学方程式应用：应用：热化学方程式还可以表示理论可热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应进行实际难进行的化学反应思考思考 298K，101kPa时，合成氨反应的热时，合成氨反应的热化学方程式化学方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38kJ/mol 在该温度下，取在该温度下，取1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？，其原因是什么？ 该反应是该反应是可逆反应可逆反应，在密闭容器中进，在

3、密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，行该反应将达到平衡状态， 1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)不能完全反应不能完全反应生成生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于，因而放出的热量总小于92.38kJ如何测定如下反应如何测定如下反应: : C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热的反应热H1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

4、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 CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2实例实例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 (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol如何测定如下反应如何测定如下反应: : C(s)+

5、1/2O2(g)=CO(g) 的反应热的反应热H1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C(s)+1/2O2(g)=CO(g); H1 -110.5 kJ/mol下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗？的燃烧热吗？Why？ 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实例实例2 有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，生

6、，很难直接测得很难直接测得这些反应的这些反应的反应热反应热，可，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【例【例1】已知】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1

7、/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例例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程：写出石墨变成金刚石的热化学方程式式 (25,101kPa时时)说明说明： （1）可以在书中查找需要的数据可以在书中查找需要的数据 （2）并告诉大家你设计的理由

8、。）并告诉大家你设计的理由。查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(石墨，石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol 解解:- 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金刚石，金刚石，s) ; H=+1.5kJ/mol 观察该热化学方程式，回答观察该热化学方程式，回答：金刚石能自：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？动变成石墨吗？需要什么条件？ 若金刚石、石墨共若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃烧混合在氧气中燃烧,产产热热QKJ,则两者的物质的量之比为则两者的物质的量之比为:Q-393.

9、5395-Q你知道神六的火箭燃料是什么吗？你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例3：某次发射火箭，用：某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃烧，生成中燃烧，生成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。反应的热化学方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) ; H=-1135.2kJ/mol 例例4

10、：已知：已知：CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/mol2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol2H2（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),经完全燃烧恢复常温经完全燃烧恢复常温,放出的热为放出的热为:0.4Q1+0.05Q3 1. 已知已知25、101kPa下，石墨、金刚石下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：燃烧的热化学方程式分别为： 据此判断，下列说法

11、正确的是（据此判断，下列说法正确的是（ ） A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低时，石墨的能量比金刚石的低 B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高时，石墨的能量比金刚石的高; C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低时，石墨的能量比金刚石的低 D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高时，石墨的能量比金刚石的高12251.393)()(molkJHgCO

12、gOsC；石墨，12241.395)()(molkJHgCOgOsC；金刚石，AC(石墨，石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/molC(金刚石，金刚石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol练练 2. 在在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，碳不完全燃烧所得气体中，CO占占1/3体积，体积，CO2占占2/3体积，且体积，且C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； = 110.35 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是与这些碳完全燃烧相比，损失

13、的热量是( )A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJHHC练练二反应热的计算：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计热化学方程式进行有关反应热的计算算: :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具体内容具体内容:1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式。写出其热化学反应方程式。2、有

14、关反应热的计算、有关反应热的计算:（1）盖斯定律及其应用）盖斯定律及其应用 （2） 根据一定量的物质参加反应放出的热根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。有关反应热的计算或比较大小。 (3)利用键能计算反应热利用键能计算反应热课本课本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 17.87kJH23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol答：略注意热化学方程式正确书写，特别注意热化学方程式正确

15、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。课本课本P12 例例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：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已知：已知： 欲得到相同的热量，需分别燃烧固体欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为碳和氢气的质量比约为( ) A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 3

16、93.5:241.8)()()(22gCOgOsCmolkJH/5 .393)()(21)(222lOHgOgHmolkJH/8 .241B变式练习1 变式练习变式练习2 氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：化学方程式分别为：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)； H890.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷

17、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少的是完全燃烧时放出热量最少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)B1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的物质的量之的物质的量之比比课堂练习：列方程求解列方程求解 若取金刚石和石墨的混合晶体共若取金刚

18、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：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：CuSO45

19、H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将室温下，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=Q2CQ1Q2 D无法确定无法确定A设计合理的反应过程，注意反设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！应热的正、负号！盖斯定律的灵活应用盖斯定律的灵活应用布置作业布置作业: P.13 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10做在作业本上做在作业本上 G.H.Germain Henri Hess (18021850)俄国俄国化学家。化学家。1802年年8月月7日生于瑞士日内瓦，日生于瑞士日内瓦

20、，1850年年12月月12日卒于俄国圣彼得堡日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。并在俄国受教育。1825年于多年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础教育。地质学的基础教育。18261827年，在斯德哥尔年，在斯德哥尔摩摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。茨克做医生并研究矿物。1830年当选为圣彼得堡年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。授化学。1838年成为俄国科学院院士。年成为俄国科学院院士。盖斯简介