高二化学课件 1.1 《化学反应热的计算》 （鲁科版选修4）

欢迎进入化学课堂 化学反应热的计算 练习一 298K 101kPa时 合成氨反应的热化学方程式N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 38kJ mol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 练习二 在一定条件下 氢气和丙烷燃烧的化学方程式为 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molC3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ 则氢气和丙烷的体积比为 A 1 3 B 3 1 C 1 4 D 1 1 解 设H2 C3H8的物质的量分别为x y 答 氢气和丙烷的体积比为3 1 x y 5 571 6 2 x 2220y 3847 V H2 V C3H8 n H2 n C3H8 3 75 1 25 3 1 x 3 75mol y 1 25mol 下列数据 H1表示燃烧热吗 Why H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol如果已知 H2O g H2O l H2 44kJ mol那么 H2的燃烧热 H究竟是多少 如何计算 H2 g 1 2O2 g H2O l H H1 H2 285 8kJ mol 判断 C s 1 2O2 g CO g H1 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol 则 H1 H2 H3所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 应用了什么规律 如何测出这个反应的反应热 1 C s 1 2O2 g CO g H1 盖斯定律 1 盖斯定律的内容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 如何理解盖斯定律 H H1 H2之间有何关系 H H1 H2 B H 请把下面生活实例与盖斯定律进行类比 1 登山 坐缆车或步行 S 始态 L 终态 H1 0 H2 0 H1 H2 0 2 从能量守恒角度论证盖斯定律 为什么 H1 H2 0 思考与交流 C s 石墨 O2 g CO2 g H1 393 5kJ molCO2 g C s 金刚石 O2 g H2 395 0kJ mol 3 盖斯定律的应用 盖斯定律可用来计算难以直接测定的化学反应的反应热 如反应慢 副反应多 反应不易直接发生等 例1 写出石墨变成金刚石的热化学方程式 25 101kPa时 石墨能变成金刚石吗 查燃烧热表知 C 石墨 s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol C 金刚石 s O2 g CO2 g H2 395 0kJ mol 所以 得 C 石墨 s C 金刚石 s H 1 5kJ mol 例2 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 H1 2983 2kJ mol P s 红磷 5 4O2 g 1 4P4O10 s H2 738 5kJ mol 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 29 2kJ mol 4 例3 已知下列各反应的焓变 Ca s C s 石墨 3 2O2 g CaCO3 s H1 1206 8kJ mol Ca s 1 2O2 g CaO s H2 635 1kJ mol C s 石墨 O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol试求 CaCO3 s CaO s CO2 g 的焓变 H4 178 2kJ mol 例4 按照盖斯定律 结合下述反应方程式回答问题 已知 NH3 g HCl g NH4Cl s H1 176kJ mol NH3 g H2O l NH3 aq H2 35 1kJ mol HCl g H2O l HCl aq H3 72 3kJ mol NH3 aq HCl aq NH4Cl aq H4 52 3kJ mol NH4Cl s 2H2O l NH4Cl aq H5 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 即 H5 16 3kJ mol 例5 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 1 盖斯定律的内容 2 盖斯定律的应用 总结归纳 用来计算难于测量或不能测量的反应的反应热若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到 则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和 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 练习 1 已知石墨的燃烧热 H 393 5kJ mol 1 写出石墨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 O2 g CO2 g H 393 5kJ mol CO2 g C 石墨 s O2 g H 393 5kJ mol 2 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 s O2 g CO2 g H 393 51kJ mol 1C 金刚石 s O2 g CO2 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 3 在一定条件下 氢气和甲烷燃烧的化学方程式为 2H2 g O2 g 2H2O l H 572kJ molCH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol由1mol氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少 2066kJ 4 已知 CO g 1 2O2 g CO2 g H1 283 0kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H2 285 8kJ mol C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H3 1370kJ mol试计算 2CO g 4H2 g H2O l C2H5OH 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 H1 2 H2 4 H3 283 0 2 285 8 4 1370 339 2kJ mol 5 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 3kJ C 6 已知CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1 现有CH4和CO的混合气体共0 75mol 完全燃烧后 生成CO2气体和18g液态H2O 并放出515kJ热量 写出CO燃烧的热化学方程式 2CO g O2 g 2CO2 g H 560kJ mol 1 或CO g 1 2O2 g CO2 g H 280kJ mol 1 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 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 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全