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第三节 化学反应热的计算,教学目标： 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。,H2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol,下列数据表示H2的燃烧热吗？,若已知,怎样计算其燃烧热?,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) H285.8kJ/mol,241.8kJ/mol+44 kJ/mol = 285.8kJ/mol,发现！HH1 H2,如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热H1,能直接测定吗？如何测？ 若不能直接测，怎么办？,思考,计算,一盖斯定律：,1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。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。,G.H.Germain Henri Hess (18021850)俄国化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础教育。18261827年，在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。1830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。1838年成为俄国科学院院士。,盖斯简介,盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。1836年发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有纯粹化学基础(1834)，曾用作俄国教科书达40年。,盖斯简介,盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的，实际上是热力学第一定律在化学反应的具体体现，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础，使化学方程式像普通代数方程那样进行运算，从而可以根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反应热。,盖斯简介,1.盖斯定律的内容,不管化学反应是一步完成或是分几步完成，其总反应热是相同的。,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。,1.盖斯定律的内容,请把下面生活实例与盖斯定律进行类比,（1）登山,类比盖斯定律,坐缆车 或步行,H=H1+H2+H3,从路径角度理解盖斯定律,终态,始态,CO(g),C(s),CO2(g),例1,C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H3？,CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol,C(s)+O2(g) = CO2(g) H1-393.5 kJ/mol,+),H2 + H3 = H1,H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,S（始态）,L（终态）,H1 0,H 20,H1 H 2 0,2.从能量守恒角度论证盖斯定律,理论应用,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H = -285.8 kJ/mol,H2O(l) = H2(g)+1/2O2(g) H = _,正向反应、逆向反应的反应热数值相等，符号相反,+285.8 kJ/mol,下列数据表示H2的燃烧热吗？为什么？,H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol,实例2,3. 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】已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol 试计算: 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l) 的H,【解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例2：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/mol N2H4(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。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) ; H=-1135.2kJ/mol,例3：已知： CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); H= -Q1 KJ/mol 2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; H= -Q2 KJ/mol 2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; H=- Q3 KJ/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,课本P12 例1：,【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下,Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s),23g/mol H,1.0g 17.87kJ,H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol,答：略,注意热化学方程式正确书写，特别注意有关单位的正确书写。,课本P12 例2：,【解】,C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l),46g/mol 1366.8kJ/mol,1000g X,X(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ,答：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量,设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X,例1：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？,先思考，之后小组讨论汇报,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？,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,石墨不会自动变成金刚石，石墨与金刚石的能量相差不远。,1. 已知25、101kPa下，石墨、金刚 石燃烧的热化学方程式分别为： 据此判断，下列说法正确的是（ ） 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,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,练习：,2. 在100 g 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)； = 110.35 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = 282.57 kJ/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,练习：,二反应热的计算： 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, 例3 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解1 ：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 = 3:1,3.） 求混合物的组成,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol, 例3 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 =- 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;H =- 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解2 ：1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ,答：氢气和丙烷的体积比为 3：1,1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ,1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.4,1450.6,483.6,3,1, 例3 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 ( 液 ) + 571.6 kJ mol- C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) + 2220 kJ mol- 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1,解3 ：( 巧解）,5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，,H2 的物质的量必大于3mol。, 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ,n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2,选 B,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。 (3)利用键能计算反应热,已知： C(s)+O2(g) = CO2(g) H=-393.5kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) H =- 285.8kJ/mol 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. 12:2.75 C. 1:1 D. 393.5:241.8,B,变式练习1,变式练习2,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)；H285.8kJ/mol CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/mol C8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/mol CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H890.3kJ/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( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g),B,1已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比,课堂练习：,列方程求解,若取金刚石和石墨的混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生的热量为Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为： 。,2已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为： C(金刚石、s)+O2(g) = CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、s)+O2(g) = CO2(g) H2393.51kJ/mol,课堂练习：,课堂练习：,3已知胆矾溶于水时溶液温度降低， 胆矾分解的热化学方程式为： CuSO45H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液 时放热Q2kJ，则（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 CQ1Q2 D无法确定,A,盖斯定律的灵活应用,2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4b kJ/mol C. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) H=-4b kJ/mol D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=+4b kJ/mol E. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2b kJ/mol,2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是,B,点拨：热化学方程式书写正误的判断可从物质的聚集状态、H的正负号、物质的量的大小、单位等主要方面入手,4、已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是 ( ) A. H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1 B. 2H2（g）O2（g）2H2O H484kJmol1 C. H2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1 D. 2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1,A,7、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1的是 （ ） A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H1=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) H2=-Q2 B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) H1=-Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H2=-Q2 C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H1=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H2=-Q2 D. S(g)+O2(g)=SO2(g) H1=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g) H2=-Q2,B,中和热 1定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生 成1mol水时的反应热叫做中和热。 2. 中和热的表示： H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) H=-57.3kJmol 3.要点： 、条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子 、反应物： （强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应 、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内 、放出的热量：57.3kJ,例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。 （1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_ kJ的热量。 （2）用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出_kJ的热量。,28.7,28.7,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应： H+（aq）+ OH- (aq) = H2O(l) H= - 57.3KJ/mol 向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应H1、H2、H3的关系正确的是 （ ） AH1H2H3 BH1H3H2 CH2H1H3 DH1H3H2,D,教材习题答案,1. 2.5molC在O2中完全燃烧生成CO2，放出多少热量？,提示：C（s）O2（g）CO2（g）,H-393.51 kJ/mol,2.5molC完全燃烧：Q =2.5mol 393.51 kJ/mol,= 938.8kJ,2.完全燃烧多少摩H2是生成液态水，才能得到1000kJ热量?,提示： H2（g）的燃烧热H285.8 kJ/mol,欲使H2完全燃烧生成液态水，得到1000kJ热量，需要H2 ：,1000kJ285.8 kJ/mol=3.5mol,3. 4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37kJ热量，计算S的燃烧热。,提示：设S的燃烧热为H,S（s）O2（g）SO2（g）,32g/mol,4.0g,H,-37kJ,H 32g/mol （-37kJ ） 4.0g =296 kJ/mol,4. 1.00gCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出55.6kJ热量，计算CH4的燃烧热。,提示：设CH4的燃烧热为H,CH4（g）2O2（g）CO2（g）+2H2O （l）,16g/mol,1g,H,-55.6kJ,H 16g/mol （-55.6kJ ） 1g =-889.6 kJ/mol,5. 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6kJ热量，3.00molC2H2完全燃烧能放出多少热量？燃烧相同物质的量的CH4和C2H2，哪种气体燃烧放出的热量多？,26g/mol,2.00g,H,-99.6kJ,提示：1)求3.00molC2H2完全燃烧能放出的热量Q,C2H2（g） O2（g）2CO2（g）+H2O （l）,H26g/mol （-99.6kJ ） 2.00g =-1294.8 kJ/mol,Q3.00mol 1294.8 kJ/mol=3884.4kJ,2）从题4已知CH4的燃烧热-889.6 kJ/mol，相比之下，燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。,
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