高中化学选修四第三节化学反应热的计算.ppt

化学反应热的计算 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol 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 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 盖斯定律的应用 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 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 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 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能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的 H H1 H2 B H A C H1 H2 盖斯定律体现物质守恒和能量守恒 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 3 盖斯定律的应用 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 注意事项 热化学方程式同乘以或除以某一个数时 反应热数值也必须乘以或除以该数 热化学方程式相加减时 同种物质之间可相加 减 反应热也随之相加 减 热化学方程式中的反应热指反应按所给形式完全进行时的反应热 正 逆反应的反应热数值相等 符号相反 例1 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 例2 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 练习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 练习2 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 2 4 H H1 2 H2 4 H3 283 2 2 285 8 4 1370 339 2kJ mol 你知道神六的火箭燃料是什么吗 练习3 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 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 例1 250C 101KPa下 1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9 36kJ热量 写出硫燃烧的热化学方程式 1 根据反应热书写热化学方程式 S s O2 g SO2 g H 299 62kJ mol 练习250C 101KPa下 4gCO在氧气中燃烧生成CO2 放出9 6kJ热量 写出CO燃烧热的热化学方程式 CO g O2 g CO2 g H 67 2kJ mol 例2 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 mol CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 由1mol氢气和3mol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 2 根据热化学方程式求反应热 解 Q 572kJ 2 890kJ 3 2956kJ 练习 已知 CH g 2O2 g CO2 g 2H2O l H Q1KJ mol2H2 g O2 g 2H2O g H Q2KJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H Q3KJ 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 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 6kJ mol C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ 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 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 75mol y 1 25mol 1 虚拟路径法例题 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 反应热相关计算方法 2 能量图解法例题 已知1mol白磷转化成4mol红磷 放出29 2kJ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 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 能量图解法 3 热化学方程式加减法例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 H2O 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 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 6kJ mol C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ 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 4 十字交叉法求混合气体的组成 x 3 75mol y 1 25mol 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 6kJ mol C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H 2220kJ 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 1molH2燃烧放热571 6kJ 2 285 8kJ 答 氢气和丙烷的体积比为3 1 1molC3H8燃烧放热2220kJ 1mol混合气燃烧放热3847kJ 5 769 4kJ H2285 8 C3H42220 769 4 1450 6 483 6 3 1