第三节化学反应热计算PPT课件

1、第三节第三节 化学反应热计算化学反应热计算授课人：董授课人：董 啸啸一、盖斯定律一、盖斯定律 1840年，盖斯（年，盖斯（GHHess，瑞，瑞士化学家）从大量的实验事实中总结出士化学家）从大量的实验事实中总结出一条规律：一条规律：化学反应不管是一步完成还化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。是分几步完成，其反应热是相同的。 化学反应的反应热只与反应的始态化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关。而与具体反应进行的途径无关。 如果一个反应可以分几步进行，则如果一个反应可以分几步进行，则各分步

2、反应的反应热之和与该反应一步各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律。定律。 若由若由A制取制取B，可以有三种途径，分，可以有三种途径，分别是：别是：AB；ACB；ADEB。 反应热之间的关系为：反应热之间的关系为：H=H1+H2 =H3+H4+H51、盖斯定律：、盖斯定律： 化学反应的反应热只与反应的化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关。途径无关。 化学反应不管是一步完成还是分化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其总的反应热是相同的。几步完成，其总的反应热是相

3、同的。 说明：以上是盖斯定律的两种表述说明：以上是盖斯定律的两种表述形式，其实质是相同的。形式，其实质是相同的。 论证根据能量守恒定律论证盖斯论证根据能量守恒定律论证盖斯定律：定律： 根据能量守恒定律，若根据能量守恒定律，若S表示反应体表示反应体系的始态，系的始态，L表示反应体系的终态，经过表示反应体系的终态，经过一个循环体系完全相同，一个循环体系完全相同，H1+H20。 不管反应进行的途径如何，最初的不管反应进行的途径如何，最初的反应物和最终的生成物是相同，所以反反应物和最终的生成物是相同，所以反应热相同。应热相同。推论推论 任何化学反应的反应热和其逆任何化学反应的反应热和其逆反应的反应热大

4、小相等，符号相反。反应的反应热大小相等，符号相反。 任何化学反应，当各物质系数任何化学反应，当各物质系数发生变化时，反应热的数值也随之发发生变化时，反应热的数值也随之发生相同变化。生相同变化。2、盖斯定律的意义、盖斯定律的意义 （1）计算无法直接测）计算无法直接测定的化学反应的反应热；定的化学反应的反应热； （2）计算复杂反应过）计算复杂反应过程的热量。程的热量。 例题、对于反应：例题、对于反应：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)因为因为C燃烧时燃烧时不可能完全生成不可能完全生成CO，总有一部分，总有一部分CO2生成，因此这个反应的生成，因此这个反应的H无法无法直接测得，请同学们根据盖斯定

5、律，直接测得，请同学们根据盖斯定律，设计一个方案，测定设计一个方案，测定C与与O2反应生成反应生成CO的反应热的反应热H。 分析分析我们可以测得我们可以测得C与与O2反应生成反应生成CO2以及以及CO与与O2反应生成反应生成CO2的反应热：的反应热： C(s)O2(g) =CO2(g) H=-393.5 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=-283.0 kJ/mol 根据盖斯定律根据盖斯定律,可以很容易求算出可以很容易求算出H:H2=H1H3 =110.5kJ/molH1=H2+H3二、反应热计算二、反应热计算 题型一：已知一定量物质参加反题型一：已知一定量物质参加反

6、应放出的热量，计算反应热，写出热化应放出的热量，计算反应热，写出热化学反应方程式。学反应方程式。 例例1、将、将0.3mol的气态高能燃料乙的气态高能燃料乙硼烷（硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，通过计算写出该反应的热化学方热量，通过计算写出该反应的热化学方程式。程式。 解析：解析：0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液乙硼烷完全燃烧生成液态水放出态水放出649.5kJ热量，则硼烷完全燃烧的热量，则硼烷完全燃烧的反应热为：反应热为： H 649.5kJ/ 0.3mol=-2165kJ/mol 乙硼烷燃烧的

7、热化学反应方程式为：乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为： 随堂练习随堂练习 1、25、101Kpa，将，将1.0g钠与足钠与足量氯气反应量氯气反应,生成氯化钠晶体生成氯化钠晶体,并放出并放出18.87kJ热量热量,求生成求生成1moL氯化钠的反应氯化钠的反应热热? （课本例（课本例1） 2 、 乙 醇 的 燃 烧 热 ：、 乙 醇 的 燃 烧 热 ： H 1366.8kJ/mol,在在25、101Kpa,1kg乙乙醇充分燃烧放出多少热量醇充分燃烧放出多少热量? （课本例（课本例2） 3、已知充分燃烧、已知充分燃烧ag乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol二二氧化碳气体和液态水，并放出热量氧化碳气体和

8、液态水，并放出热量b kJ，则乙炔，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是：燃烧的热化学方程式正确的是： A.2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H2b kJ/mol B.C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)； H2b kJ / mol C. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H4b kJ / mol D. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； Hb kJ / mol题型二：利用盖斯定律求反应热题型二：利用盖斯定律求反应热 例例1、已知：、已知：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；）；H1241.8k

9、J/molH2O(g)H2O(l)；H244.0kJ/mol 通过计算求的氢气的燃烧热：通过计算求的氢气的燃烧热：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）。）。 分析氢气的燃烧可以通过两种途径分析氢气的燃烧可以通过两种途径来完成。来完成。 根据盖斯定律，则：根据盖斯定律，则： HH1H2 241.8kJ/mol(44.0kJ/mol) 285.8kJ/mol 例例2、已知：将、已知：将0.3mol的气态高能燃料的气态高能燃料乙硼烷（乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出化二硼和液态水，放出649.5kJ热量；热量；H2O（g）=H2O（l

10、）；）；H244.0kJ/mol，求，求11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是多少出的热量是多少kJ？ 解析：解析：0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水乙硼烷完全燃烧生成液态水放出放出649.5kJ热量，则硼烷完全燃烧的反应热为：热量，则硼烷完全燃烧的反应热为： H 649.5kJ/ 0.3mol=-2165kJ/mol 乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为： 由于由于1mol水汽化需吸热水汽化需吸热44kJ，则，则3mol液态液态水全部汽化应吸热：水全部汽化应吸热： 乙硼烷燃烧产生气态水的热化学反应乙硼烷

11、燃烧产生气态水的热化学反应方程式为：方程式为： H 2033kJ/mol 则则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：气态水放出热量是： 例例3、已知：、已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)； H1=-890.3kJmol-1; C(s)+O2(g)CO2(g)； H2=-3935kJmol-1 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； H3=-285.8kJmol-1 实验中不能直接测出由碳和氢气生成甲实验中不能直接测出由碳和氢气生成甲烷反应的烷反应的H，请计算反应：，请计算反应：C(s)+2H2(g)CH4(g)的

12、反应热的反应热H。 解法一：可以设计一个途径，使反应物经过一解法一：可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物：些中间步骤最后回复到产物： 因为反应式因为反应式(1)，(2)，(3)和和(4)之间有以下关系：之间有以下关系：+2= 所以，所以，H4=H2+2H3-H1 =-393.5 kJmol-1+2(-285.8) kJmol-1-(-890.3) kJmol-1=74.8kJmol-1解法二：解法二： 利用盖斯定律时，也可利用盖斯定律时，也可以通过已知反应经过简单的以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以代数运算得到所求反应，以此来算得所求反应的热效应。此来算得所求

13、反应的热效应。方法指导方法指导 利用等式的恒等变形的思路，首先观利用等式的恒等变形的思路，首先观察需要解决的目标化学反应的方程式，察需要解决的目标化学反应的方程式，根据根据该反应的反应物及系数，将已知的热化学方该反应的反应物及系数，将已知的热化学方程式整体乘以相应的系数程式整体乘以相应的系数（反应热也同时进（反应热也同时进行运算），行运算），然后进行加减合并然后进行加减合并，出现负号则，出现负号则移项，使合并后的方程式，左右两边和目标移项，使合并后的方程式，左右两边和目标化学反应的方程式完全相同，这样所得的反化学反应的方程式完全相同，这样所得的反应热的数值就是所求反应的反应热，所得的应热的数值

14、就是所求反应的反应热，所得的等式就是所求的化学反应的热化学方程式。等式就是所求的化学反应的热化学方程式。 由方程式由方程式C(s)+2H2(g)CH4(g)可可知：通过知：通过+2可以得到该方可以得到该方程式，因此该反应的反应热为：程式，因此该反应的反应热为：H=H2+2H3-H1 =-393.5kJmol-1+2(-285.8) kJmol-1(-890.3) kJmol-1 =74.8kJmol-1 1、 已知下列反应的反应热：已知下列反应的反应热： （课本例（课本例3）（1）CH3COOH(l)+2O2=2CO2(g)+2H2O(l)； H1870.3kJ/mol（2）C(s)O2(g)

15、=CO2(g)； H2=393.5 kJmol（3）H2(g)+1/2O2(g)=H2O（l）；）； H3285.8kJ/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)；H=？ 2、由金红石、由金红石 TiO2 制取单质制取单质Ti，涉及，涉及到的步骤为：到的步骤为：TiO2TiCl4Ti。已知：。已知： C s O2 g CO2 g ； H 393 5 kJmol 1 2CO g O2 g 2CO2 g ； H 566 kJmol 1 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 s O2 g ； H+141 kJmol 1 则则T

16、iO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 s 2CO g 的的 H？ 3、已知下列热化学方程式、已知下列热化学方程式： ； H25kJ/mol ； H47kJ/mol ； H+19kJ/mol 写出写出FeO(s)与与CO反应生成反应生成Fe(s)和和CO2的热化学方程式。的热化学方程式。)g(CO3) s (Fe2)g(CO3) s (OFe232)g(CO) s (OFe2)g(CO) s (OFe324332)g(CO) s (FeO3)g(CO) s (OFe243 题型三：根据一定量的物质参加反应题型三：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放出的热量（或根

17、据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算。式），进行有关反应热的计算。 例例1、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. 393.5:241.8)()()(22gCOgOsC)()(21)(222lOHgOgHmolkJH/5 .393molkJH/8 .241 解析：由题意可列得方程：解析：由题意可列得方程： 答案答案： BmolkJHnmolkJCn/8 .241)(/5 .393)(25 .3938 .241)()(2HnCn25. 31225

18、 .393128 .241)()(2HmCm 例题例题2、物质的生成热可定义为：、物质的生成热可定义为：由稳定单质生成由稳定单质生成1 mol物质所放出的热物质所放出的热量，如二氧化碳气体的生成热就是的量，如二氧化碳气体的生成热就是的反应热已知下列几种物质的生成热：反应热已知下列几种物质的生成热：葡萄糖葡萄糖(C6H12O6)：1259kJ/mol；H2O(1)：285.8kJ/mol；CO2：393.5kJ/mol。 试计算试计算1kg葡萄糖在人体内完全葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水，最氧化生成二氧化碳气体和液态水，最多可提供的能量。多可提供的能量。先求出1 mol 氧化时放

19、出的热量。即：根据已知条件得知：根据已知条件得知：molkJHOHgCOgOsOHCmolkJHgCOgOsCmolkJHOHgOgHmolkJHgHgOsCsOHC/8 .2816) 1 (6)(6)(6)( /2361)(6)(6)(6 )/8 .1714) 1 (6)(3)(6 /1259)(6)(3)(6)( 222612622222226126?kJ15649mol/kJ8 .2816mol/g180g1000随堂练习随堂练习已知下列两个热化学方程式：已知下列两个热化学方程式：H2 (g) + 1/2 O2(g) = H2O (l) H 285.8 kJmol 1 C3H8(g)+5

20、O2(g) = 3 CO2(g) +4H2O (l) H 2220.0 kJmol 1 实验测得氢气和丙烷的混合气体共实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中氢气，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是和丙烷的体积比是_，两者放出的热，两者放出的热量之比约为量之比约为_。 A、1：3 B、3：1 C、1：4 D、5：13 答案：答案：BD题型四：反应热大小比较题型四：反应热大小比较 例例1、在同温同压下，下列各组热化学、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，方程式中，Q1Q2的是的是:A.B.C.D.)(2)()(2222gOHgOgHmolk

21、JQH/1)(2)()(2222lOHgOgHmolkJQH/2)()()(22gSOgOgSmolkJQH/1)()()(22gSOgOsSmolkJQH/2)()(21)(2gCOgOsCmolkJQH/1)()()(22gCOgOsCmolkJQH/2)(2)()(22gHClgClgHmolkJQH/1)()(21)(2122gHClgClgHmolkJQH/2 解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条物和生成物的聚

22、集状态有关，还与反应时的外界条件有关。件有关。A选项：生成物的状态不同，由于从气态选项：生成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多即；放出的热多即；B选项：反应物的状态不同，由于选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即；热量比固态硫燃烧放出的热量多，即；C选项：生选项：生成物的种类不同，由于成物的种类不同，由于CO与与O2反应生成反应生成CO2要放要放出热量，故；出热量，故；D选项：反应物的物质的量不同，

23、前选项：反应物的物质的量不同，前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，倍，故，即。答案选故，即。答案选A、C。随堂练习随堂练习 氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：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、甲烷完全燃相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是：烧时，放出