第三节化学反应热的计算

第三节化学反应热的计算第1页，课件共22页，创作于2023年2月思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。学与思（1）已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol1.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实际难进行的化学反应第2页，课件共22页，创作于2023年2月为什么要讨论反应热的计算？1、有些反应热无法或很难精确测量2、工业生产的需要（1）燃料的燃烧（2）反应条件的控制（3）“废热”的利用第3页，课件共22页，创作于2023年2月1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一位画家家庭1825年毕业于多尔帕特大学医学系，并取得医学博士学位。1826年弃医专攻化学1828年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的热量。GormainHenriHess第4页，课件共22页，创作于2023年2月1836年经过许多次实验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，1860年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。当一个不能直接发生的反应要求反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得。故而我们常称盖斯是热化学的奠基人。第5页，课件共22页，创作于2023年2月阅读课本思考：1、什么叫盖斯定律？2、如何从“物质变化决定能量变化”的角度去理解盖斯定律？3、如何用能量守恒定律论证盖斯定律？1、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。2、起始反应物、最终生成物的物质变化，决定反应过程的总的能量变化。第6页，课件共22页，创作于2023年2月

3、据能量守恒定律：

若某化学反应从始态（S）到终态（L）其反应热为△H，而从终态（L）到始态（S）的反应热为△H

’，这两者和为0。即△H＋△H

’=0

如果过程的变化会使得反应热发生改变，则△H与△H

’

的和就可能不等于0，违反了能量守恒定律。第7页，课件共22页，创作于2023年2月△H＝△H1+△H24.盖斯定律直观化第8页，课件共22页，创作于2023年2月

CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+实例1第9页，课件共22页，创作于2023年2月C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol第10页，课件共22页，创作于2023年2月下列数据表示H2的燃烧热吗？Why？

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)

△H1＝－241.8kJ/mol

H2O(g)==H2O(l)

△H2＝－44kJ/mol已知

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)

△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol实例2第11页，课件共22页，创作于2023年2月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。5．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”。第12页，课件共22页，创作于2023年2月【例题1】已知①CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH3=-1370kJ/mol

试计算④2CO(g)＋4H2(g)==H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：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＝－339.2kJ/mol

第13页，课件共22页，创作于2023年2月例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？第14页，课件共22页，创作于2023年2月查燃烧热表知：①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(石墨，s)=C(金刚石，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？若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃烧,产热QKJ,则两者的物质的量之比为:第15页，课件共22页，创作于2023年2月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)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

第16页，课件共22页，创作于2023年2月例4：已知：CH４（g）+２O2（g）=CO2（g）+２H2O（l）△H=-Q1KJ/mol2H2（g）+O2（g）=２H2O（g）△H=-Q2KJ/mol2H2（g）+O2（g）=２H2O（l）△H=-Q3KJ/mol,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,放出的热为:0.4Q1+0.05Q3第17页，课件共22页，创作于2023年2月练习1.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)+1/2O2(g)=CO(g)=－110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)=－282.57kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）。392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJHHC第18页，课件共22页，创作于2023年2月已知：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.1:1 D.393.5:241.8B练习2.第19页，课件共22页，创作于2023年2月练习3.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)△H＝－89.3kJ/mol

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

AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g)第20页，课件共22页，创作于2023年2月

5.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)=-2983.2kJ/molH1P(s、红磷)+5/4O2(g