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1 1、已知：、已知：H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H H=-184.6kJ/mol=-184.6kJ/mol 则反应则反应HCl(gHCl(g)=1/2H)=1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)(g)的的H H为（为（ ）A.+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

2、复习: :D D2 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和液态水。已知室温下和液态水。已知室温下1g1g甲硅烷甲硅烷自燃放出自燃放出44.6kJ44.6kJ热量，其热化学方程式为：热量，其热化学方程式为： _ _ SiHSiH4 4(g)+2O(g)+2O2 2(g)=SiO(g)=SiO2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l) O(l) H H=-1427.2kJ/mol=-1427.2kJ/mol规律规律: : “正逆正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反反应的反应热

3、效应数值相等，符号相反3 3、已知、已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq(aq)=H)=H2 2O(l) O(l) H H=-57.3kJ/mol=-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 20g NaOHNaOH 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 kJkJ。（3 3）用）用1mol1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液

4、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。28.6528.6511.4611.46小于小于 4 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 kJ/mol= -92 kJ/mol 在在该该温度下，取温度下，取1mol N1mol N2 2(g)(g)和和3mol H3mol H2 2(g)(g)放在一放在一 密闭容器中，在催化剂存在进行反应

5、，测得反应密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应 放出的热量总是少于放出的热量总是少于92 kJ92 kJ，为什么？，为什么？该反应是可逆反应该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，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)(g)，因而放出的因而放出的热量总小于热量总小于92.38kJ92.38kJ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)

6、+H(g)+H2 2O(l) O(l) H H=-445.15kJ/mol=-445.15kJ/mol认为甲烷的燃烧热是认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol? 445.15kJ/mol? 2121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，则表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为量，则表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为 。 B B2 2H H6 6(g)+3O(g)+3O2 2(g)=B(g)=B2

7、 2O O3 3(s)+3H(s)+3H2 2O(l) O(l) H H=-2165kJ/mol =-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 那么，那么，H H2 2的燃烧热的燃烧热H H究竟是多少？还差什么条件？究竟是多少？还差什么条件？ 已知：已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol 求求 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2

8、O(l) O(l) H H3 3= =？ 用图示求解过程。用图示求解过程。 += H H3 3= =H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol判断下列数据判断下列数据H H1 1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？思考：如何测出该反应的反应热思考：如何测出该反应的反应热： C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=(g)=CO(gCO(g) ) H H1 1=?=?如果已知：如果已知： 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)+

9、OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol你能求出你能求出H1吗？吗？不能很好的控制反应的程度，故不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得不能直接通过实验测得H H1 1 + + = = ， 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 =-110.5kJ/mol =-110.5kJ/mol由上两例你能得出什么结论？由上两

10、例你能得出什么结论？影响反应热的因素影响反应热的因素1 1、与温度、压强有关、与温度、压强有关 2 2、与物质的状态有关、与物质的状态有关3 3、与反应物的用量有关、与反应物的用量有关4 4、与反应途径无关、与反应途径无关 盖斯定律盖斯定律1 1、什么是盖斯定律？、什么是盖斯定律？2 2、盖斯定律在科学研究中有什么重要意义？、盖斯定律在科学研究中有什么重要意义？3 3、认真思考教材以登山经验、认真思考教材以登山经验“山的高度与上山山的高度与上山 的途径无关的途径无关”的道理，深刻理解盖斯定律。的道理，深刻理解盖斯定律。【阅读阅读】 P11P11 讨论并回答下列问题：1.1.内容内容: :不管化

11、学反应是一步完成或分几步完成不管化学反应是一步完成或分几步完成, , 其反应热是相同。其反应热是相同。 化学反应的化学反应的反应热反应热只与反应体系的只与反应体系的始态和终态始态和终态 有关有关, ,而与反应的途径无关。而与反应的途径无关。ABCD 先从始态先从始态S变化到变化到到终态到终态L，体系放出热，体系放出热量（量（H10)。 经过一个循环，经过一个循环，体系仍处于体系仍处于S态，因为态，因为物质没有发生变化，物质没有发生变化，所以就不能引发能量所以就不能引发能量变化，即变化，即H1+H20 4、盖斯定律的本质：、盖斯定律的本质： 方程式按一定系数比加和时其反应热也按该方程式按一定系数

12、比加和时其反应热也按该系数比加和。系数比加和。 H H= =H H1 1+ +H H2 2BHACH1H2 盖斯定律是断定能量守恒的盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。先驱，也是化学热力学的基础。 5、盖斯定律在科学研究中的重要意义、盖斯定律在科学研究中的重要意义 有些反应进行得很慢有些反应进行得很慢 有些反应不容易直接发生有些反应不容易直接发生 有些反应的产品不纯（有副反应发生）有些反应的产品不纯（有副反应发生） 这些都给测量反应热造成了困难这些都给测量反应热造成了困难 利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来计算出来 有些化学反应进行

13、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。6 6、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”。例例1：下列数据表示下列数据表示H2的燃烧热吗？为什么？的燃烧热吗？为什么？ H2(g) + O2(

14、g) H2O (g) H1241.8kJ/mol H2O(g) H2O (l) H244 kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (l) H285.8kJ/mol+)例例2 2：已知下列各反应的焓变：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(sCa(s)+C(s, ,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (s) H H = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=(g)=CaO(sCaO(s) ) H H = -635.1 kJ/mol = -635.1 kJ/molC

15、(sC(s, ,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H = -393.5 kJ/mol= -393.5 kJ/mol试求试求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓变的焓变H H=+178.2 kJ/mol=+178.2 kJ/mol= =例例3 3：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题, ,已知：已知：NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s) Cl(s) H H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/mol

16、NHNH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3 H H2 2O(aq) O(aq) H H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/molHCl(gHCl(g) +H) +H2 2O(l)=O(l)=HCl(aqHCl(aq) ) H H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/molNHNH3 3(aq)+ (aq)+ HCl(aqHCl(aq)=NH)=NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3kJ/molNHNH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2O(l)= NHO(l)= NH4 4Cl(aq)

17、 Cl(aq) H H5 5= =？ 则第个方程式中的反应热则第个方程式中的反应热H 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： = =+ + +- -， 即即H H5 5 = +16.3kJ/mol = +16.3kJ/mol例例4、 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/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 计算计算: 2CO(g) 4

18、H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H2 + 4 - = 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 kJ/mol+)2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/mol例例5 5：写出石墨变成金刚石的热化学方程式：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa(25,101kPa时时) )查燃烧热表

19、知：查燃烧热表知：C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(C(金刚石，金刚石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以，所以， - - 得：得： C(C(石墨，石墨，s)=C(s)=C(金刚石，金刚石，s) s) H H=+1.5kJ/mol=+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？若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃烧,产热QKJ,则两

20、者的物质的量之比为:例例6 6：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：。已知：P P4 4( (白磷、白磷、 s)+5Os)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/molP(P(红磷、红磷、 s)+

21、5/4Os)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) (s) H H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P P4 4( (白磷、白磷、s)=4 P(s)=4 P(红磷、红磷、s) s) H =-29.2kJ/mol=-29.2kJ/mol-4： 应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时注意：程，同时注意： 当反应式乘以或除以某数时，当反应式乘以或除以某数时，H也应乘以或除以某数。也应乘以或除以某数。 反

22、应式进行加减运算时，反应式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要也同样要进行加减运算，且要带带“+”、“-”符号，即把符号，即把H看作一个整体进行运算。看作一个整体进行运算。 通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把H看作看作一个整体。一个整体。 在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固互转化，状态由固液液气变化时，会吸热；反之会放热。气变化时，会吸热；反之会放热。 当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反

23、应热数值相等，符号相反。相等，符号相反。 题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写 1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热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。化学反应方程式。 2、有关反应热的计算、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量（或根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），进行有关反应热的计算或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。比较大小。Q=nH (3)利用键能计算反应热利用键能计算反应热 题型二：

24、燃烧热、中和热的判断、求算及测量题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量二、反应的计算二、反应的计算课本P12 例1：【解一】钠与氯气起反应的热化学方程式如下：Na(s) + 1/2Cl2(g)= NaCl (s) H 则：H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol注意热化学方程式正确书写，特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别注意有关单位的正确书写。由：由：Q=nH 17.87kJ = 1.0g /(23g/mol) H课本P12 例1：【解二】设生成1molNaCl放热量为QNa(s) + 1/2Cl2(g)= NaCl (s)答：由钠和氯气反应生成

25、1mol的反应热为411kJ/mol23gQ1g17.87kJ则：Q23g17.87kJ 1.0g 411kJ1.已知： C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= 241.8 kJ/mol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A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8B变式练习 2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：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q

26、2kJ，则（ ）AQ1Q2 B BQ1=Q2C Q1Q2 D无法确定A设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！盖斯定律的灵活应用盖斯定律的灵活应用变式练习 3 3 在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，CH4 的燃烧热为多少？ 1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？【解】根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)= CO2(g) 2H2O(l) H=890 kJmol即CH4 的燃烧热为 890 kJmol。 由：由：Q=nH1000 L CH4 (标准状

27、况)完全燃烧放出的热量为：Q= V (CH4) / V m H=1000L / （22.4Lmol-1）（890 kJmol ）=44.6 mol（-890 kJmol）3.97104kJ答：CH4的燃烧热为 890 kJmol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97104kJ。4 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)6O2(g) 6CO2(g)6H2O(l) H=2 800 kJmol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。 【解】 由： Q=n

28、H = m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) H =100g/180gmol-1 （-2800 kJmol） =-1560 kJ 答：100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量。已知：已知：2N2N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)= 3N(g)= 3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) H H=-=-1135.2kJ/mol1135.2kJ/mol则则16g16g肼完全反应放出的热量为肼完全反应放出的热量为： 。 巩固练习巩固练习 11 g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收需吸

29、收10.94 kJ的热量，相应的热化学方程式的热量，相应的热化学方程式为为 ( )AC+H2O=CO+H2 H=+10.9 kJ/ molBC(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+10.94 kJ/ mol CC(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.28 kJ/ molD1/2C(s)+ 1/2H2O(g)= 1/2CO(g)+ 1/2H2(g ) H=+65.64 kJ/ molCD2 2已知已知1mol1mol白磷转化成白磷转化成1mol1mol红磷，放出红磷，放出18.39 kJ18.39 kJ热量，又知：热量，又知：P P4 4( (白，白，s)+5

30、Os)+5O2 2 = 2P= 2P2 2O O5 5(s) (s) H H1 1,4P,4P（红，（红，s s）+5O+5O2 2 = 2P= 2P2 2O O5 5 （s s）H H2 2 则则H H1 1和和H H2 2的关系正确的是的关系正确的是( )( ) A AH H1 1H H2 2 B BH H1 1H H2 2 C CH H1 1=H H2 2 D D无法确定无法确定B3、 今有如下三个热化学方程式：今有如下三个热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=a kJ/ mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=b kJ/ mol2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) H=c kJ/ mol关于它们的下列表述正确的是关于它们的下列表述正确的是 ( ) A它们都是吸热反应它们都是吸热反应 Ba、b和和c均为正值均为正值 Ca=b D2b=cD4.4.已知已知2525、101kPa101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为为C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H= =393.51kJ393.51kJmolmol1 1C(C(金刚石金刚石)+O)+O2 2(g)=CO(