盖斯定律反应热的计算(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 化学反应热的计算,1,第三节 化学反应热的计算,学习目标：,1,、从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律；,2,、能正确运用盖斯定律解决具体问题；,3,、学会化学反应热的有关计算。,第一章 化学反应与能量,2,1,、已知：,H,2,(g)+Cl,2,(g)=2HCl(g)H=-184.6kJ/mol,则反应,HCl(g)=1/2H,2,(g)+1/2Cl,2,(g),的,H,为（）,A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol,C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol,复习,:,D,2,、甲硅烷（,SiH,4,）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成,SiO,2,和水。已知室温下,1g,甲硅烷自燃放出,44.6kJ,热量，其燃烧热化学方程式为,_,SiH,4,(g)+O,2,(g)=SiO,2,(s)+H,2,O(l)H=-1427.2kJ/mol,规律,:,“,正逆,”,反应的反应热效应数值相等，符号相反,3,在化学科研中，经常要测量化学反应的反应热，但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。如对于反应：,C(s)+1/2O,2,(g)=CO(g),，因为,C,燃烧时不可能完全生成,CO,，总有一部分,CO,2,生成，因此这个反应的,H,无法直接测得，那么该反应的反应热是如何确定的呢,？,问题,情景,此外，在生产中，对燃料的燃烧，反应条件的控制以及废热的利用，也需要进行反应热的计算。,4,1,、,定义,：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。,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。,一、盖斯定律,5,盖斯是俄国化学家，早年从事分析化学研究，,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能量。,1836,年经过多次试验，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，,1840,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计算反应热时，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,。,盖斯的生平事迹,6,A,B,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,?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,为了理解盖斯定律，可以以登山为例：,7,H,2,0,H,1,0,S,（始态）,L,（终态）,H,1,+H,2,0,以能量守恒定律来论证盖斯定律：,8,如何理解盖斯定律？,H,、,H,1,、,H,2,之间有何关系？,H=,H,1,+,H,2,B,H,A,C,H,1,H,2,9,CO(g),C(s),CO,2,(g),H,1,H,3,H,2,例,1,C(s)+1/2O,2,(g)=CO(g)H,1,？,CO(g)+1/2O,2,(g)=CO,2,(g)H,2,-283.0 kJ/mol,C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H,3,-393.5 kJ/mol,+),H,1,+H,2,=H,3,H,1,=H,3,H,2,=-393.5 kJ/mol,(-283.0 kJ/mol),=-110.5 kJ/mol,10,下列数据表示,H,2,的燃烧热吗？,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(g),H,1,241.8kJ/mol,H,2,O(g)=H,2,O(l),H,2,44 kJ/mol,已知,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l),+=,H,H,1,H,2,285.8kJ/mol,实例,2,那么，,H,2,的燃烧热,H,究竟是多少？如何计算？,11,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。,2,、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,（,1,）,写出目标方程式确定,“,过渡物质,”,（要消去的物质）,（,2,）然后用消元法,逐一,消去,“,过渡物质,”,，导出,“,四则运算式,”,。,消去的技巧：,目标方程式和已知方程式,同类物质,（同为反应物或同为生成物）,相加,；,不同类物质,（一个为反应物与一个为生成物,相减,；,遵循数学基本原则,12,例,1,：已知下列各反应的焓变,Ca(s)+C(s,石墨,)+3/2O,2,(g)=CaCO,3,(s),H=-1206.8 kJ/mol,Ca(s)+1/2O,2,(g)=CaO(s),H=-635.1 kJ/mol,C(s,石墨,)+O,2,(g)=CO,2,(g),H=-393.5 kJ/mol,试求,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),的焓变,H=+178.2 kJ/mol,=,13,例,2,：写出石墨变成金刚石的热化学方程式,(25,101kPa,时,),石墨能直接变成金刚石吗？,查燃烧热表知：,C(,石墨，,s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H,1,=-393.5kJ/mol,C(,金刚石，,s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H,2,=-395.0kJ/mol,所以，,-,得：,C(,石墨，,s)=C(,金刚石，,s)H=+1.5kJ/mol,14,例,3,：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：,P,4,(s,、白磷,)+5O,2,(g)=P,4,O,10,(s)H,1,=-2983.2 kJ/mol,P(s,、红磷,)+5/4O,2,(g)=1/4P,4,O,10,(s)H,2,=-738.5 kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式,。,P,4,(s,、,白磷,)=4P(s,、,红磷,)H=-29.2kJ/mol,-,4,：,15,小结,：,（,1,）,热化学方程式与数学上的方程式相似，可以,移项同时改变正、负号,；当,热化学方程式中各物质的,化学计量数改变，其反应热数值改变相同的倍数,（,2,）,根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式,包括其,H,相加或相减，得到一个新的热化学方程式。,（,3,）,可燃物产生的热量,=,可燃物的物质的量,燃烧热,16,注意事项：,（,1,）,热化学方程式乘上某一个数时，反应热数值也须乘上该数；,（,2,）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减；,（,3,）将一个热化学方程式颠倒时，,H,的“,+”“-”,号必须随之改变,。,17,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例,4,：某次发射火箭，用,N,2,H,4,（肼）在,NO,2,中燃烧，生成,N,2,、液态,H,2,O,。已知：,N,2,(g)+2O,2,(g)=2NO,2,(g)H,1,=+67.2kJ/mol,N,2,H,4,(g)+O,2,(g)=N,2,(g)+2H,2,O(l)H,2,=-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。,2,N,2,H,4,(g)+2NO,2,(g)=,3,N,2,(g)+4H,2,O(l)H=-1135.2kJ/mol,2 ,：,18,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。,练习,1.,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,(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,C(,石墨，,s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H=-393.5kJ/mol,CO,2,(g)=C(,石墨，,s)+O,2,(g)H=+393.5kJ/mol,19,2.,已知,CO(g)+1/2O,2,(g)=CO,2,(g)H,1,=,283.0 kJ/mol,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l)H,2,=,285.8 kJ/molC,2,H,5,OH(l)+3O,2,(g)=2CO,2,(g)+3H,2,O(l)H,3,=-1370 kJ/mol,试计算,2CO(g),4H,2,(g)=H,2,O(l),C,2,H,5,OH(l),的,H,【,解,】,：,根据盖斯定律，反应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。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。,2+4-,所以，,H,H,1,2,H,2,4,H,3,283.22,285.84,1370 kJ/mol,339.2 kJ/mol,20,3.,在,100 g,碳不完全燃烧所得气体中，,CO,占,1/3,体积，,CO,2,占,2/3,体积，且,C(s)+1/2O,2,(g)=CO(g)H=,110.35kJ/mol,CO(g)+1/2O,2,(g)=CO,2,(g)H=,282.57kJ/mol,与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）,392.92 kJ B.2489.44 kJ,C.784.92 kJ D.3274.3 kJ,C,21,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,题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量,二反应热的计算：,22,具体内容,:,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,（,2,）根据一定量的物质参加反应放出或吸收的热量（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。,Q=n(-H),比热公式,:H=,c m,T,23,(3),利用键能计算反应热,H=E(,吸,)-E(,放,),H=,反应物的键能总和,生成物的键能总和,H=E(,生成物,)-E(,反应物,),H,的计算数值：,吸“,+”,放“,-”,24,练习,2,、,(2010,广东高考,),在,298 K,、,101 kPa,时，已知：,2H,2,O(g)=O,2,(g),2H,2,(g),H,1,Cl,2,(g),H,2,(g)=2HCl(g),H,2,2Cl,2,(g),2H,2,O(g)=4HCl(g),O,2,(g),H,3,则,H,3,与,H,1,和,H,2,间的关系正确的是,(,),A,H,3,H,1,2,H,2,B,H,3,H,1,H,2,C,H,3,H,1,2,H,2,D,H,3,H,1,H,2,A,25,A,26,A,3/2,即得目标方程式，故有：,H=3/2H2,H1=824.35,kJmol,1,27,练习,5,、,已知下列反应的反应热为：,(1)CH,3,COOH(l)+2O,2,(g)=2CO,2,(g)+2H,2,O(l),H,1,=,-,870.3kJ/mol,(2)C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g),H,2,=,-,393.5kJ/mol,(3)H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l),H,3,=,-,285.8kJ/mol,试计算下列反应的反应热：,2C(s)+2H,2,(g)+O,2,(g)=CH,3,COOH(l),2+2,得：,H=2 H2+2 H3,=2,（,393.5,）,+2,（,285.8,）（,870.3,）,=,488.3,kJ/mol,28,练习,6,、由金红石,TiO,2,制取单质,Ti,，涉及到的步骤为：,：,TiO,2,TiCl,4,Ti,已知：,C,s,O,2,g,CO,2,g,；,H,393,5 kJmol,1,2CO,g,O,2,g,2CO,2,g,；,H,566 kJ,mol,1,TiO,2,s,2Cl,2,g,TiCl,4,s,O,2,g,；,H,+141 kJ,mol,1,则,TiO,2,s,2Cl,2,g,2C,s,TiCl,4,s,2CO,g,的,H,。,29,连接高考：,练习,6,、焙烧产生的,SO,2,可用于制硫酸。已知,25,、,101 kPa,时：,2SO,2,(g)+O,2,(g)2SO,3,(g)H1=,一,197 kJ/mol,；,2H,2,O(g),2H,2,O(1)H2,一,44 kJ/mol,2SO,2,(g)+O,2,(g)+2H,2,O(g),2H,2,SO,4,(l)H3,一,545 kJ/mol,。,则,SO,3,(g),与,H,2,O(l),反应的热化学方程式是,SO,3,(g)+H,2,O(l)=H,2,SO,4,(l),H,-152 kJmol-1,30,练习,7,、,捕碳技术（主要指捕获,CO,2,）在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前,NH,3,和,(NH,4,),2,CO,3,已经被用作工业捕碳剂，它们与,CO,2,可发生如下可逆反应：,反应,：,2NH,3,(l),H,2,O(l),CO,2,(g)(NH,4,),2,CO,3,(aq),H,1,反应,：,NH,3,(l),H,2,O(l),CO,2,(g)(NH,4,),2,HCO,3,(aq),H,2,反应,：,(NH,4,),2,CO,3,(aq),H,2,O(l),CO,2,(g)2(NH,4,),2,HCO,3,(aq),H,3,请回答下列问题：,H3,与,H1,、,H2,之间的关系是：,H3=,。,2H,2,H,1,31,练习,8,、碘也可用作心脏起搏器电源,锂碘电池的材料。该电池反应为：,2Li,（,s,）,+I,2,（,s,）,=2LiI,（,s,）,H,已知：,4Li,（,s,）,+O,2,（,g,）,=2Li,2,O,（,s,）,H,1,4 LiI,（,s,）,+O,2,（,g,）,=2I,2,（,s,）,+2Li,2,O,（,s,）,H,2,则电池反应的,H=_,；,1/2(H,1,H,2,),32,练习,9,、将煤转化为清洁气体燃料。,已知：,H,2,（,g,）,+1/2O,2,=H,2,O(g),H=,241.8kJmol,1,C,（,s,）,+,H=,110.5kJmol,1,写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：,。,C(s)+H,2,O(g)=CO(g)+H,2,(g)H=+131.3KJmol,-1,33,练习,10,已知下列热化学方程式：,(1)Fe,2,O,3,(s),3CO(g)=2Fe(s),3CO,2,(g),H,25 kJ,mol,1,(2)3Fe,2,O,3,(s),CO(g)=2Fe,3,O,4,(s),CO,2,(g),H,47 kJ,mol,1,(3)Fe,3,O,4,(s),CO(g)=3FeO(s),CO,2,(g),H,19 kJ,mol,1,试写出,FeO(s),被,CO,还原成,Fe,和,CO,2,的热化学方程式,_,。,FeO(s),CO(g)=Fe(s),CO,2,(g),H,11 kJmol,1,34,课堂小结：,1,“,盖斯定律,”,是指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。即,2,化学反应的反应热的数值与各物质的化学计量数成正比。,3,正逆反应的反应热数值相同，符号相反。,35,心无二意，龙潜学海笑诸难；,身劳十载，虎出深山傲众生,请同学们认真复习并完成课时作业（四）,36,