高中化学 1.3 化学反应热的计算课件 新人教选版修4.ppt

化学反应热的计算 1 已知 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol则反应HCl g 1 2H2 g 1 2Cl2 g 的 H为 A 184 6kJ molB 92 3kJ molC 369 2kJ molD 92 3kJ mol 复习 D 2 甲硅烷 SiH4 是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成SiO2和液态水 已知室温下1g甲硅烷自燃放出44 6kJ热量 其热化学方程式为 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O 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 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 计算下列反应中放出的热量 1 用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀盐酸反应 放出热量为kJ 2 用0 1molBa OH 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应 放出热量为kJ 3 用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应 放出的热量 大于 小于 等于 57 3kJ 4 100ml0 1mol L的Ba OH 2溶液与100ml0 1mol L的H2SO4溶液反应 放出的热量是否为1 146kJ 为什么 28 65 11 46 小于 能否根据式子 CH4 g O2 g CO2 g H2O l H 445 15kJ mol 认为甲烷的燃烧热是445 15kJ mol 例 0 3mol的气态高能燃料乙硼烷 B2H6 在氧气中完全燃烧 生成固态B2O3和液态水 放出649 5kJ热量 则表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为 B2H6 g 3O2 g B2O3 s 3H2O l H 2165kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol那么 H2的燃烧热 H究竟是多少 还差什么条件 已知 H2O g H2O l H2 44kJ mol求 H2 g 1 2O2 g H2O l H3 用图示求解过程 H3 H1 H2 285 8kJ mol 判断下列数据 H1表示燃烧热吗 思考 如何测出该反应的反应热 C s 1 2O2 g CO g H1 如果已知 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol你能求出 H1吗 不能很好的控制反应的程度 故不能直接通过实验测得 H1 则 H1 H2 H3所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 由上两例你能得出什么结论 影响反应热的因素 1 与温度 压强有关2 与物质的状态有关3 与反应物的用量有关4 与反应条件 途径 无关 盖斯定律 定压或定容条件下的任意化学反应 在不做其它功时 不论是一步完成的还是几步完成的 其热效应总是相同的 反应热的总值相等 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 盖斯定律的本质 方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和 1 盖斯定律 一 盖斯定律 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 如何理解盖斯定律 H2 0 H1 0 S 始态 L 终态 先从始态S变化到到终态L 体系放出热量 H10 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 H1 H2 0 H H1 H2 B H A C H1 H2 盖斯定律是断定能量守恒的先驱 也是化学热力学的基础 2 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 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 3 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 写出目标方程式确定 过渡物质 要消去的物质 然后用消元法逐一消去 过渡物质 导出 四则运算式 例1 已知下列各反应的焓变 Ca s C s 石墨 3 2O2 g CaCO3 s H 1206 8kJ mol Ca s 1 2O2 g CaO s H 635 1kJ mol C s 石墨 O2 g CO2 g H 393 5kJ mol试求 CaCO3 s CaO s CO2 g 的焓变 H 178 2kJ mol 例2 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 H2O 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3 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 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 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 若金刚石 石墨共1mol混合在氧气中燃烧 产热QKJ 则两者的物质的量之比为 例4 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 白磷 s 5O2 g P4O10 s H1 2983 2kJ mol P 红磷 s 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 白磷 s 4P 红磷 s H 29 2kJ mol 4 你知道神六的火箭燃料是什么吗 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 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 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol 2 应用盖斯定律进行简单计算 关键在于设计反应过程 同时注意 当反应式乘以或除以某数时 H也应乘以或除以某数 反应式进行加减运算时 H也同样要进行加减运算 且要带 符号 即把 H看作一个整体进行运算 通过盖斯定律计算比较反应热的大小时 同样要把 H看作一个整体 在设计的反应过程中常会遇到同一物质固 液 气三态的相互转化 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放热 当设计的反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 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 2kJ mol 2 285 8kJ mol 4 1370kJ mol 339 6kJ mol 练习 题型一 有关热化学反应方程式的的含义及书写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 Q n H 3 利用键能计算反应热题型二 燃烧热 中和热的判断 求算及测量 二 反应的计算 课本P12例1 解一 钠与氯气起反应的热化学方程式如下 Na s 1 2Cl2 g NaCl s H 则 H 23g mol 17 87kJ 1 0g 411kJ mol 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 由 Q n H 17 87kJ 1 0g 23g mol H 课本P12例1 解二 设生成1molNaCl放热量为Q Na s 1 2Cl2 g NaCl s 答 由钠和氯气反应生成1mol的反应热为 411kJ mol 23g Q 1g 17 87kJ 则 Q 23g 17 87kJ 1 0g 411kJ 1 已知 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ molH2 g 1 2O2 g H2O g H 241 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 25B 12 3 25C 1 1D 393 5 241 8 B 变式练习 2 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 CuSO4 5H2O 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 A Q1 Q2B Q1 Q2C Q1 Q2D 无法确定 A 设计合理的反应过程 注意反应热的正 负号 盖斯定律的灵活应用 变式练习 3在101kPa时 1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O 放出890kJ的热量 CH4的燃烧热为多少 1000LCH4 标准状况 燃烧后所产生的热量为多少 解 根据题意 在101kPa时 1molCH4完全燃烧的热化学方程式为 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol即CH4的燃烧热为890kJ mol 由 Q n H1000LCH4 标准状况 完全燃烧放出的热量为 Q V CH4 Vm H 1000L 22 4L mol 1 890kJ mol 44 6mol 890kJ mol 3 97 104kJ答 CH4的燃烧热为890kJ mol 1000LCH4 标准状况 完全燃烧产生的热量为3 97 104kJ 4葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一 葡萄糖燃烧的热化学方程式为 C6H12O6 s 6O2 g 6CO2 g 6H2O l H 2800kJ mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同 计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量 解 由 Q n H m C6H12O6 M C6H12O6 H 100g 180g mol 1 2800kJ mol 1560kJ答 100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560kJ的热量 已知 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol则16g肼完全反应放出的热量为 巩固练习 1 1g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气 需吸收10 94kJ的热量 相应的热化学方程式为 A C H2O CO H2 H 10 9kJ molB C s H2O g CO g H2 g H 10 94kJ molC C s H2O g CO g H2 g H 131 28kJ molD 1 2C s 1 2H2O g 1 2CO g 1 2H2 g H 65 64kJ mol CD 2 已知1mol白磷转化成1mol红磷 放出18 39kJ热量 又知 P4 白 s 5O2 2P2O5 s H1 4P 红 s 5O2 2P2O5 s H2则 H1和 H2的关系正确的是 A H1 H2B H1 H2C H1 H2D 无法确定 B 3 今有如下三个热化学方程式 H2 g 1 2O2 g H2O g H akJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H bkJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H ckJ mol关于它们的下列表述正确的是 A 它们都是吸热反应B a b和c均为正值C a bD 2b c D 4 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 O2 g CO2 g H 393 51kJ mol 1C 金刚石 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 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 5 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 C 石墨 s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol CO2 g C 石墨 s O2 g H 393 5kJ mol 盖斯定律 不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应热是相同 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 因为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 这给测定反应热造成了困难 此时如果应用盖斯定律 就可以间接地把它们的反应热计算出来