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,H2,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,3392 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,