化学反应反应热的计算

1、选修选修4第一章第一章第三节化学反应热的计算第三节化学反应热的计算教学目标教学目标： 在质量守恒定律和能量守恒定律的基础上在质量守恒定律和能量守恒定律的基础上理解、掌握盖斯定律，并学会应用盖斯定理解、掌握盖斯定律，并学会应用盖斯定律进行化学反应热的计算；进一步巩固对律进行化学反应热的计算；进一步巩固对化学反应本质的理解。化学反应本质的理解。1 1、已知：、已知：H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/molH=-184.6kJ/mol 则反应则反应HCl(gHCl(g)= H)= H2 2(g)+ Cl(g)+ Cl2 2

2、(g)(g)的的H H为（为（ ）21A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molA.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol复习复习: :21D2 2、甲硅烷（、甲硅烷（SiHSiH4 4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成炸性自燃，生成SiOSiO2 2和水。已知室温下和水。已知室温下1g1g甲硅烷自燃甲硅烷自燃放出放出44.6kJ44.6kJ热量，其热化学方程式为：热量，其热化学方程式为： _

3、 _ SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) H=-1427.2kJ/mol3 3、已知、已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq(aq)=H)=H2 2O(l) O(l) H=-57.3kJ/molH=-57.3kJ/mol，计算，计算下列反应中放出的热量。下列反应中放出的热量。（1 1）用）用20g NaOH20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为量为 kJkJ。（2 2）用）用0.1molBa(OH)0.1molBa(OH)2 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为出热量为

4、 kJkJ。（3 3）用）用1mol1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOHNaOH溶液反应，放出的热溶液反应，放出的热量量 （大于、小于、等于）（大于、小于、等于）57.3kJ57.3kJ，理，理由是由是 。28.6511.46小于小于醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少离时要吸热，中和时放热较少 燃烧热燃烧热 在在2525、101kPa101kPa时，时，1mol1mol纯物质完全燃烧生成纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量稳定的化合物时所放出的热量 单位一般用单位一般用kJmol 表示的意义表示的意义 C

5、C的燃烧热为的燃烧热为393.5kJ/mol393.5kJ/mol，表示在表示在101kPa101kPa时，时，1molC1molC完全燃烧放出完全燃烧放出393.5kJ393.5kJ的热量的热量 表示为：表示为：H =-393.5kJ/mol 研究的条件研究的条件燃烧物的量燃烧物的量反应程度反应程度反应程度反应程度能否根据式子：能否根据式子：CHCH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l) H=-445.15kJ/molO(l) H=-445.15kJ/mol认为甲烷的燃烧热是认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol? 445.1

6、5kJ/mol? 2121不能不能 燃烧热的计算燃烧热的计算 例：例：0.3mol0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（的气态高能燃料乙硼烷（B B2 2H H6 6）在氧气中）在氧气中完全燃烧，生成固态完全燃烧，生成固态B B2 2O O3 3和液态水，放出和液态水，放出649.5kJ649.5kJ热热量，其热化学方程式为量，其热化学方程式为 。 B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)；H=-2165kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol

7、那么，那么，H H2 2的燃烧热的燃烧热H H究竟是多少？如何计算？究竟是多少？如何计算？ 已知：已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H=H=H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol下列数据下列数据H H1 1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？如何测出这个反应的反应热如何测出这个反应的反应热： （1 1）C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g(g)=CO(g

8、) ) H H1 1=?=?C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g(g)=CO(g) ) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g(g)=CO(g) ) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO

9、(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol + + = = ， 则则 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3 所以，所以， H H1 1 = =H H3 3- - H H2 2 = -393.5kJ/mol- 283.0kJ/mol = -393.5kJ/mol- 283.0kJ/mol =-=-110.5110.5kJ/molkJ/mol应用了什么规律？应用了什么规律？影响反应热的

10、因素影响反应热的因素1、与温度、压强有关（了解）、与温度、压强有关（了解）2、与物质的状态有关、与物质的状态有关3、与反应物的用量有关、与反应物的用量有关4、与反应条件（途径）无关、与反应条件（途径）无关盖斯定律盖斯定律一、盖斯定律一、盖斯定律 不管化学反应是分一步完成或分几步不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。完成，其反应热是相同的。 化学反应的反应热只与反应体系的始化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。态和终态有关，而与反应的途径无关。如何理解盖斯定律？ H H、H H1 1、H H2 2之间有何关系？之间有何关系？H=H=H H1 1+H

11、H2 2BHACH1H2例例1：写出：写出石墨变成金刚石石墨变成金刚石的热化学方程式的热化学方程式 (25,101kPa,101kPa时时) 说明说明： （1 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 2）并告诉大家你设计的理由。）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) H H1 1=-=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金刚石，金刚石，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(金刚石，金刚石

12、，s) H=+1.5kJ/mol观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例2 2：某次发射火箭，用：某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生中燃烧，生成成N N2 2、液态、液态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

13、 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学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。方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3= +例例3C(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 (

14、-283.0 kJ/mol) = -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？ 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例例4 298K298K，101kPa101kPa时，合成氨反应的热化学方程式时，合成氨反应的热化学方程式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

15、该温度下，取该温度下，取1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于反应放出的热量总是少于92.38kJ92.38kJ，其原因是什，其原因是什么？么？ 该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，反应将达到平衡状态， 1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)不能完全反应生成不能完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)

16、(g)，因而放出的，因而放出的热量总小于热量总小于92.38kJ92.38kJ学与思学与思 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，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，可通过盖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。斯定律获得它们的反应热数据。2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”的导出。的导出。方法：方法：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）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。思考：为什么在

17、热化学反应方程式中通常可思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？不表明反应条件？正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。不能省去。练习练习1.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化学方程式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C(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5k

18、J/molCO2(g) =C(石墨，石墨，s)+O2(g) H1=+393.5kJ/mol2.已知已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为别为C(石墨石墨)+O2(g)=CO2(g) H=393.51kJmol1C(金刚石金刚石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1据此判断，下列说法中正确的是据此判断，下列说法中正确的是( )A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金、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刚石的低B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金、由石墨制备

19、金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高刚石的高C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金、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刚石的低D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金、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刚石的高A3.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 k

20、J/mol试计算试计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H 【解】：根据盖斯定律，反应根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由能不能由三三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分能不能分成成几步完成。几步完成。2 + 4 - = 所以，所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol 4. 在在100 g 100 g 碳不完全燃烧所得气

21、体中，碳不完全燃烧所得气体中，COCO占占1/31/3体体积，积，COCO2 2占占2/32/3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，损失的热量是（ ）A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJHHC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、热化学方程式进行有关反应热的计算课本P14 例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程

22、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：课本P14 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：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ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 练习练习 1.按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问

23、题，已知：知： (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol (3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol (4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 则第（则第（5）个方程式中的反应热）个方程式中的反应热H是是_。 根据盖斯定律和上述反应方程式得：根据盖斯定律和上述反应方程式得： (4)+ (3)+ (2)- (1)=

24、(5)，即，即H5 = +16.3kJ/mol 2.已知下列热化学方程式：已知下列热化学方程式： 2H2（g）O2（g）=2H2O（g）；）； H=4836 kJ/mol H2（g）O2（g）=H2O（g）；）； H=2418 kJ/mol H2（g）O2（g）=H2O（I）；）； H=2858 kJ/mol 则氢气的燃烧热为则氢气的燃烧热为 （ ） A4386 kJ/molB2418 kJ/mol C2858 kJ/molD无法确定无法确定C 3.已知已知Zn（s）O2（g）=ZnO（s）；）； H=350 kJ/mol，则，则1 g Zn在氧气中燃烧放在氧气中燃烧放出的热量约为出的热量约为

25、 （ ） A54 kJB350 KJ C35 kJD85 Kj 35065=5.4（KJ）A 4.根据热化学方程式（在根据热化学方程式（在25、101 kPa时）：时）：S（s）O2（g）=SO2（g）；）；H=29723 kJ/mol，分，分析下列说法中不正确的是（析下列说法中不正确的是（ ） AS的燃烧热为的燃烧热为29723 kJ/mol BS（g）O2（g）=SO2（g）放出的热量大于）放出的热量大于29723 kJ CS（g）O2（g）=SO2（g）放出的热量小于）放出的热量小于29723 kJ D形成形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂的化学键所释放的总能量大于断裂

26、1 mol S（s）和）和1 mol O2（g）的化学键所吸收的总能量）的化学键所吸收的总能量C 5.在同温同压下，下列各组热化学方程式中，在同温同压下，下列各组热化学方程式中，H2H1的是的是( ) A2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)；H1 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)；H2 BS(g) + O2(g) SO2(g)； H1 S(s) + O2(g) SO2(g)；H2 CCO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)；H1 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；H2 DH2(g) +Cl2(g)2HCl(g)；H1 1/2 H2(g) + 1/

27、2 Cl2(g) HCl(g)；H2 BD 6.在一定条件下，在一定条件下，CO和和CH4燃烧的热化学方燃烧的热化学方程式分别为：程式分别为： 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；H =-566kJ CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)； H =-890kJ 由由1molCO和和3molCH4组成的混和气在上述组成的混和气在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为条件下完全燃烧时，释放的热量为( ) A2912kJ B2953kJ C3236kJ D3867kJB 7.热化学方程式热化学方程式C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，H131.3KJ/m

28、ol，表示，表示 ( ) A.碳和水反应吸收碳和水反应吸收131.3KJ热量热量 B.1mol碳和碳和1mol水反应吸收水反应吸收131.3KJ热量热量 C.1mol固体碳和固体碳和1mol水蒸气反应生成水蒸气反应生成1molCO和和1molH2，并吸收，并吸收131.3KJ热量热量 D.固体碳和气态水各固体碳和气态水各1mol反应，放出反应，放出131.3KJ热量热量C 8.在相同条件下，下列三个化学反应放出的在相同条件下，下列三个化学反应放出的热量分别以热量分别以H1、H2、H3表示，则表示，则H1、H2和和H3的关系是的关系是 (1)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)；H1 (2)2

29、H2(g)+O2(g)2H2O(1)；H2 (3)H2(g)+O2(g)=H2O(g);H3 AH1 H2 H3 BH1 H2 ，H22H3 D无法比较无法比较B 9. 1g炭与适量水蒸气反应生成炭与适量水蒸气反应生成CO和和H2,需吸收需吸收l094kJ热量热量,此反应的热化学方程式为（此反应的热化学方程式为（ ） AC+H2O=COH2； H = 1313kJmol BC(s)+H2O(g)CO(g)十十H2(g)； H = +1094kJmol CC(s)+H2O(1)=CO(g)+H2(g)； H = +1313kJmol DC(s)+H2O(g)=CO(g)H2(g)； H = +1

30、313kJmol D 10.含含112gKOH的稀溶液与的稀溶液与1L01molLH2SO4溶液反应放出溶液反应放出1146kJ的热量，该反应的热量，该反应的热化学方程式正确的是的热化学方程式正确的是 ( )A. KOH(aq)+H2SO4（aq）=K2SO4（aq）+H2O（l）；）；H = 11.46kJ/molB. 2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)； H = 11.46kJ/mol C. 2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O； H = 11.46kJ/molD. KOH(aq)+H2SO4（aq）=K2SO4（aq）+H2O（l）；）；H =

31、 57.3kJ/molD 11.含含Ba(OH)2lmol的稀溶液与足量稀盐酸反应，的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出放出1146kJ的热量，表示该反应中和热的热化学的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是方程式正确的是 ( ) ABa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)；H = 114.6kJmolBBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)；H = +114.6kJmolC1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)；H = 57.3kJmolD1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)； H = +57.3kJmolC 12.将将12.7克固态碘与氢气完全反应生成碘克固态碘与氢气完全反应生成碘化氢气体时，必须吸收化氢气体时，必须吸收2.604KJ的热量，其的热量，其热化学方程式为热化学方程