化学反应热的计算课件

第三节化学反应热的计算第三节化学反应热的计算思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1CO2(g)===C(s，石墨)＋O2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－11．已知石墨的燃烧热：ΔH＝－393.5kJ·mol－1。

（1）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。热化学方程式还可以表示理论可进行而实际难进行的化学反应。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？C(2．298

K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH

＝－92.38kJ·mol－1。在该温度下，取1molN2(g)和3molH2(g)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92.38kJ，其原因是什么？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，1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2molNH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ。2．298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式1．提出问题在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？如何得到C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热？①能直接测定吗？如何测？②若不能直接测，怎么办？1．提出问题如何得到C(s)＋O2(g)===2．分析问题C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1……（1）CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2……（2）3．解决问题C(s)＋O2(g)═CO(g)ΔH3

＝

?2．分析问题C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH3＝？CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1＋ΔH2＋ΔH3

＝ΔH1

∴ΔH3

＝ΔH1

－ΔH2

＝

－393.5kJ·mol－1

－(－283.0kJ·mol－1)

＝

－110.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO(g)Δ下列数据ΔH1表示燃烧热吗？H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝－241.8kJ·mol－1

那么，H2的燃烧热ΔH

究竟是多少？如何计算？已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1判断下列数据ΔH1表示燃烧热吗？H2(g)＋O2(g)H2的燃烧热

H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝－241.8kJ·mol－1

H2O(g)===H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－285.8kJ·mol－1H2的燃烧热H2(g)＋O2(g)===H2O盖斯定律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。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。盖斯定律不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是AB请思考：由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?AB请思考：由起点A到终点B有多少条途径？如何理解盖斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？ΔH＝ΔH1＋ΔH2BΔHACΔH1ΔH2如何理解盖斯定律？ΔH、ΔH1、ΔH2ΔH＝ΔH一．盖斯定律1．盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说,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。ΔH＝ΔH1＋ΔH22．盖斯定律直观化ΔHACΔH1ΔH2B一．盖斯定律1．盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几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，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。3．盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。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例1已知①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝

－283.0kJ·mol－1②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH2＝

－285.8kJ·mol－1③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－1370kJ·mol－1

试计算④2CO(g)＋4H2(g)===H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH。例1已知【解析】

根据盖斯定律，反应④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④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2＋②×4－③＝④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3＝(－283.2×2－285.8×4＋1370)kJ·mol－1＝－339.2kJ·mol－1。【答案】－339.2kJ·mol－1【解析】根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，石墨能直接变成金刚石吗？例2

写出石墨变成金刚石的热化学方程式。(25℃，101kPa时)说明：（1）可以在书中查找需要的数据（2）并告诉大家你设计的理由。用一用盖斯定律石墨能直接变成金刚石吗？例2写出石墨变成金刚石的热化查燃烧热表知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－395.0kJ·mol－1所以，①－②得：

C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.5kJ·mol－1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？查燃烧热表知：所以，①－②得：观察该热化学方程式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。现在可根据盖斯提出的观点“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”。已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH＝－2983.2kJ·mol－1P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s)

ΔH＝－738.5kJ·mol－1试写出白磷转化为红磷的热化学方程式

。P4(s、白磷)===4P(s、红磷)ΔH＝

－29.2kJ·mol－1科学探索同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2液态H2O。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH1＝＋67.2kJ·mol－1

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)ΔH2＝－534kJ·mol－1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。【答案】2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1135.2kJ·mol－1你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3某次发射火箭，用N例4已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝

－Q1kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝

－Q2kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－Q3kJ·mol－1常温下，取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况)，经完全燃烧恢复常温，放出的热量是多少。【答案】（0.4Q1＋0.05Q3）kJ例4已知：【答案】（0.4Q1＋0.05Q3）kJ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。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，写出其热化学反应方程式。2．有关反应热的计算（1）盖斯定律及其应用

二．反应热的计算题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写（2）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比较大小。（3）利用键能计算反应热

题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量（2）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课本P12例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)23g·mol－1

ΔH

1.0g－17.87kJ

ΔH＝23g·mol－1

×(－17.87kJ)÷1.0g

＝－411kJ·mol－1答：由钠与氯气反应生成氯化钠的反应热为－411kJ·mol－1。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。课本P12例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下N课本P13例2：【解】C2H6O(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

46g·mol－1

－1366.8kJ·mol－1

1000gXX＝(－1366.8kJ·mol－1×1000g)/46g·mol－1

＝－2.971×104kJ答：1kg乙醇燃烧后放出2.971×104

kJ热量。设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X课本P13例2：【解】C2H6O(l)＋3O2(1．已知：C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－393.5kJ·mol－1H2（g）＋O2（g）===H2O（g）ΔH＝－241.8kJ·mol－1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．12:3.25C．1:1D．393.5:241.8B变式练习1．已知：B变式练习2．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)＋O2(g)===

H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－283.0kJ·mol－1C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5

518kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.3kJ·mol－1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()

A．H2(g)B．CO(g)C．C8H18(l)D．CH4(g)B2．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：B随堂练习1．下列说法不正确的是(

)①在热化学方程式中无论是反应物还是生成物都必须标明状态②所有的化学反应都伴随着能量变化③放热反应发生时不必加热④吸热反应在加热后才能发生⑤化学反应的热效应数值只与参加反应的物质的多少有关⑥一般来说，吸热反应在一定条件下也能发生⑦根据盖斯定律，反应焓变的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其总的热效应完全相同A．②③⑥⑦B．③④⑤⑦C．④⑤⑦D．①③④⑦随堂练习1．下列说法不正确的是()【解析】放热反应有时需要加热才能实现，如燃烧反应，③错误；有些吸热反应不需要加热就能发生，如铵盐与Ba(OH)2混合研磨就能反应，④错误；化学反应的热效应不仅与反应物的多少有关，还与物质的状态有关，⑤错误；从盖斯定律来看，反应焓变的大小与途径无关，故⑦错误。【答案】B【解析】放热反应有时需要加热才能实现，如燃烧反应，③错误；有2．在100g碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且C(s)＋O2(g)===CO(g)

ΔH

＝

－110.35kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝

－282.57kJ·mol－1与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）A．392.92kJB．2489.44kJC．784.92kJD．3274.3kJC2．在100g碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积3．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比。【答案】1:13．已知：【答案】1:1若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生的热量为QkJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为

（用含Q

的代数式表示）。4．已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：①C(金刚石、s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－395.41kJ·mol－1②C(石墨、s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.51kJ·mol－1若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，5．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：CuSO4•5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)

ΔH＝

＋Q1kJ·mol－1室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（）A．Q1>Q2B．Q1＝Q2C．Q1<Q2D．无法确定A5．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：第三节化学反应热的计算第三节化学反应热的计算思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1CO2(g)===C(s，石墨)＋O2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－11．已知石墨的燃烧热：ΔH＝－393.5kJ·mol－1。

（1）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。热化学方程式还可以表示理论可进行而实际难进行的化学反应。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？C(2．298

K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH

＝－92.38kJ·mol－1。在该温度下，取1molN2(g)和3molH2(g)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92.38kJ，其原因是什么？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，1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2molNH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ。2．298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式1．提出问题在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？如何得到C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热？①能直接测定吗？如何测？②若不能直接测，怎么办？1．提出问题如何得到C(s)＋O2(g)===2．分析问题C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1……（1）CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2……（2）3．解决问题C(s)＋O2(g)═CO(g)ΔH3

＝

?2．分析问题C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH3＝？CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1＋ΔH2＋ΔH3

＝ΔH1

∴ΔH3

＝ΔH1

－ΔH2

＝

－393.5kJ·mol－1

－(－283.0kJ·mol－1)

＝

－110.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO(g)Δ下列数据ΔH1表示燃烧热吗？H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝－241.8kJ·mol－1

那么，H2的燃烧热ΔH

究竟是多少？如何计算？已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1判断下列数据ΔH1表示燃烧热吗？H2(g)＋O2(g)H2的燃烧热

H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝－241.8kJ·mol－1

H2O(g)===H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－285.8kJ·mol－1H2的燃烧热H2(g)＋O2(g)===H2O盖斯定律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。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。盖斯定律不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是AB请思考：由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?AB请思考：由起点A到终点B有多少条途径？如何理解盖斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？ΔH＝ΔH1＋ΔH2BΔHACΔH1ΔH2如何理解盖斯定律？ΔH、ΔH1、ΔH2ΔH＝ΔH一．盖斯定律1．盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说,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。ΔH＝ΔH1＋ΔH22．盖斯定律直观化ΔHACΔH1ΔH2B一．盖斯定律1．盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几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，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。3．盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。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例1已知①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝

－283.0kJ·mol－1②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH2＝

－285.8kJ·mol－1③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－1370kJ·mol－1

试计算④2CO(g)＋4H2(g)===H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH。例1已知【解析】

根据盖斯定律，反应④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④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2＋②×4－③＝④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3＝(－283.2×2－285.8×4＋1370)kJ·mol－1＝－339.2kJ·mol－1。【答案】－339.2kJ·mol－1【解析】根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，石墨能直接变成金刚石吗？例2

写出石墨变成金刚石的热化学方程式。(25℃，101kPa时)说明：（1）可以在书中查找需要的数据（2）并告诉大家你设计的理由。用一用盖斯定律石墨能直接变成金刚石吗？例2写出石墨变成金刚石的热化查燃烧热表知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－395.0kJ·mol－1所以，①－②得：

C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.5kJ·mol－1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？查燃烧热表知：所以，①－②得：观察该热化学方程式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。现在可根据盖斯提出的观点“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”。已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH＝－2983.2kJ·mol－1P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s)

ΔH＝－738.5kJ·mol－1试写出白磷转化为红磷的热化学方程式

。P4(s、白磷)===4P(s、红磷)ΔH＝

－29.2kJ·mol－1科学探索同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2液态H2O。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH1＝＋67.2kJ·mol－1

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)ΔH2＝－534kJ·mol－1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。【答案】2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1135.2kJ·mol－1你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3某次发射火箭，用N例4已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝

－Q1kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝

－Q2kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－Q3kJ·mol－1常温下，取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况)，经完全燃烧恢复常温，放出的热量是多少。【答案】（0.4Q1＋0.05Q3）kJ例4已知：【答案】（0.4Q1＋0.05Q3）kJ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。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，写出其热化学反应方程式。2．有关反应热的计算（1）盖斯定律及其应用

二．反应热的计算题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写（2）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比较大小。（3）利用键能计算反应热

题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量（2）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课本P12例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)23g·mol－1

ΔH

1.0g－17.87kJ

ΔH＝23g·mol－1

×(－17.87kJ)÷1.0g

＝－411kJ·mol－1答：由钠与氯气反应生成氯化钠的反应热为－411kJ·mol－1。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。课本P12例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下N课本P13例2：【解】C2H6O(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

46g·mol－1

－1366.8kJ·mol－1

1000gXX＝(－1366.8kJ·mol－1×1000g)/46g·mol－1

＝－2.971×104kJ答：1kg乙醇燃烧后放出2.971×104

kJ热量。设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X课本P13例2：【解】C2H6O(l)＋3O2(1．已知：C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－393.5kJ·mol－1H2（g）＋O2（g）===H2O（g）ΔH＝－241.8kJ·mol－1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．12:3.25C．1:1D．393.5:241.8B变式练习1．已知：B变式练习2．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)＋O2(g)===

H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－283.0kJ·mol－1C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5

518kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.3kJ·mol－1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()

A．H2(g)B．CO(g)C．C8H18(l)D．CH4(g)