选修4第1章第3节化学反应热的计算课件.pptx

,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,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,第三章 化学反应热的计算,一、盖斯定律,二、反应热的计算,在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。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,.,为了方便反应热的计算，我们先来学习盖斯定律。,一、盖斯定律,1,、盖斯定律内容,1840,年，瑞士化学家盖斯（,G,H,Hess,）通过大量实验事实证明，不管化学反应是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。这就是,盖斯定律,。,2,、理解盖斯定律,某人从山下,A,到达山顶,B,，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了,300m,即山的高度与,A,、,B,点的海拔有关，而与由,A,点到达,B,点的途径无关,这里的,A,相当于反应体系的始态，,B,相当于反应体系的终态,.,山的高度相当于化学反应的反应热,5,3.,盖斯定律直观化,H H,1,+H,2,H,H,1,H,2,H,3,H,4,H,5,4,、用能量守恒定律论证盖斯定律,先从始态,S,变化到到终态,L,，体系放出热量（,H,1,0),。,经过一个循环，体系仍处于,S,态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即,H,1,+,H,2,0,5,、盖斯定律在科学研究中的重要意义,有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,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,利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来,C,（,s,）,+O,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，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的,H,。,提示,（,1,)C(s)+,O,2,(g),=CO,2,(g),H,1,=-393.5 kJ/mol,(2)CO(g)+O,2,(g)=CO,2,(g),H,3,=-283.0 kJ/mol,例题,1,H,1,=H,2,+H,3,H,2,=H,1,-H,3,=-393.5 kJ/mol-(-283.0 kJ/mol),=-110.5 kJ/mol,C(s)+O,2,(g)=CO,(g),H=-110.5 kJ/mol,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),；,=-2983.2 kJ/mol,H,1,P(s,、红磷,)+5/4O,2,(g)=1/4P,4,O,10,(s),；,=-738.5 kJ/mol,H,2,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式,_,。,P,4,(s,、,白磷,)=4 P(s,、,红磷,),；,=-29.2 kJ/mol,H,例题,2,6,、应用盖斯定律的注意要点,1,、热化学方程式,同乘以一个数,时，,H,也必须,同乘以该数值,；,2,、热化学方程式,相加减,时，同种物质之间可相加减，,H,也随之相加减,；,3,、将一个热化学方程式,颠倒,时，,H,的符号也要随之改变,(1),虚拟路径法,若反应物,A,变为生成物,E,，可以有三个途径：,由,A,直接变为生成物,E,，反应热为,H,由,A,经过,B,变成,E,，反应热分别为,H,1,、,H,2,。,由,A,经过,C,变成,D,，再由,D,变成,E,，反应热分别为,H,3,、,H,4,、,H,5,如图所示：,则,H,H,1,+,H,2,H,3,+,H,4,+,H,5,7,、运用盖斯定律解题的一般方法,(2),加合法,即运用所给化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。,7,、运用盖斯定律解题的一般方法,1.,根据下列信息写出石墨转化成金刚石的热化学方程式：,C(s,石墨,)+O,2,(g)=CO,2,(g),H,1,=-393.5 kJ/mol,CO,2,(g)=C(s,金刚石,)+O,2,(g),H,2,=+395.0 kJ/mol,拓展练习,C(,石墨，,s)=C(,金刚石，,s),H,=+1.5 kJ/mol,2,：已知下列各反应的焓变,Ca(s)+C(s,石墨,)+3/2O,2,(g)=CaCO,3,(s),H,1,=-1206.8 kJ/mol,Ca(s)+1/2O,2,(g)=CaO(s),H,2,=-635.1 kJ/mol,C(s,石墨,)+O,2,(g)=CO,2,(g),H,3,=-393.5 kJ/mol,试求,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),的焓变,H,4,=+178.2kJ/mol,=,的逆写,3,：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：,NH,3,(g)+HCl(g)=NH,4,Cl(s)H,1,=-176kJ/mol,NH,3,(g)=NH,3,(aq)H,2,=-35.1kJ/mol,HCl(g)=HCl(aq)H,3,=-72.3kJ/mol,NH,3,(aq)+HCl(aq)=NH,4,Cl(aq)H,4,=-52.3kJ/mol,NH,4,Cl(s)=NH,4,Cl(aq)H,5,=,？,则第个方程式中的反应热,H,是,_,。,根据盖斯定律和上述反应方程式得：,=+,的逆写，,即,H,5,=+16.3kJ/mol,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,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 ,的逆写：,5.,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,6.,已知,25,、,101kPa,下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为,C(,石墨,)+O,2,(g)=CO,2,(g)H=,393.51kJ,mol,1,C(,金刚石,)+O,2,(g)=CO,2,(g)H=,395.41kJ,mol,1,据此判断，下列说法中正确的是,(),A,、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低,B,、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高,C,、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低,D,、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高,A,7.,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,2+4,的逆写,=,H,339.2 kJ/mol,8,、,Fe,2,O,3,(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO,2,(g),H=,25Kj/mol,3Fe,2,O,3,(s),CO(g)=2Fe,3,O,4,(s),CO,2,(g),H=,47Kj/mol,Fe,3,O,4,(s),CO(g)=3FeO(s),CO,2,(g),H=,19Kj/mol,则,FeO(s),CO(g)=Fe(s),CO,2,(g),的,H,？,H=1/6,3+(,2,),的逆写,H=,11Kj/mol,9,、,已知相同条件下,4Ca,5,(PO,4,),3,F(s),3SiO,2,(s)=6Ca,3,(PO,4,),2,(s),2CaSiO,3,(s),SiF,4,(g)H,1,2Ca,3,(PO,4,),2,(s)+10C(s)=P,4,(g)+6CaO(s)+10CO(g)H,2,SiO,2,(s)+CaO(s)=CaSiO,3,(s)H,3,则,4Ca,5,(PO,4,),3,F(s)+21SiO,2,(s)+30C(s)=3P,4,(g),+20CaSiO,3,(s)+30CO(g)+SiF,4,(g)H?,H=H,1,+3H,2,+18 H,3,二、反应热的计算,1,、利用热化学方程式,反应热与各物质的物质的量成,正比,热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以,移项同时改变正负号，,各项的,化学计量数包括,H,的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数,注意：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热,H,表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。,2,、利用燃烧热,可燃物完全燃烧放出的热量,n,(,可燃物,)|,H|,注意：这里的,H,为燃烧热。,二、反应热的计算,3,、利用中和热,中和反应放出的热量,=n(H,2,O)|,H|,注意：这里的,H,为中和热。,4,、利用盖斯定律,将,2,个或,2,个以上的热化学方程式相加或相减得到一个新的热化学方程式，则,H,也要作相应的加减。,注意：求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。,二、反应热的计算,5,、利用反应物和生成物的总能量,H,生成物的总能量,反应物的总能量,6,、根据反应物和生成物的键能,H,反应物的总键能,生成物的总键能,。,7,、根据比热容公式进行计算,Q,cm,t,【,例,1】298K,、,101KPa,时，将,1.0 g,钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出,17.87 KJ,的热量，求生成,1mol,氯化钠的反应热？,二、有关反应热的计算,【,例,2】,乙醇的燃烧热是,H=-1366.8kJ/mol,，在,25,，,101kPa,时，,1kg,乙醇充分燃烧后放出多少热量？,章节复习,1,、化学反应中的能量变化,1,）放热反应,(H,0),断裂化学 形成化学,键吸收的 键放出的,总能量 总能量,反应 生成,物总 物总,能量 能量,贮存在物质,内部的能量,转化为热能,2,）吸热反应,(H,0),断裂化学 形成化学,键吸收的 键放出的,总能量 总能量,反应 生成,物总 物总,能量 能量,热能转化为物,质内部的能量,储存起来,2,、热化学方程式,热化学方程式,定义：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,书写,1,）注聚集状态,2,）化学计量数可整数也可分数,3,）注温度、压强,4,）标出,H,的数值、符号和单位,应用：反应热计算的依据,3,、能源,能源,化石能源,包括：煤、石油、天然气,缺点：蕴藏量有限，不能再生，利用率低，无污染环境,措施：开源节流,新能源,包括：太阳能、氢能、地热能、风能、海洋能生物质能等,特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很轻,专题要点,1,、热化学方程式的正误判断,1,）检测,H,符号的正误,2,）检查是否注明物质的聚集状态,3,）检查,H,的数值与化学计量数是否对应,4,）特殊反应热,A,热化学方程式与燃烧热的热化学方程式,燃烧热的热化学方程式限制可燃物为,1mol,，而热化学方程式不限制各反应物的物质的量,B,同素异形体与热化学方程式,书写时要标明物质的状态和名称,2,、反应热的大小与计算,利用盖斯定律比较反应热的大小,(1),同一反应生成物状态不同,A(g)+B(g)=C(g)H,1,0,A(g)+B(g)=C(l)H,2,0,则有,H,2,H,1,(2),同一反应反应物状态不同,S(g)+O,2,(g)=SO,2,(g)H,1,0,S(s)+O,2,(g)=SO,2,(g)H,2,0,则有,H,1,H,2,Goodbye,