2019-2020人教版高中化學選修413化學反應熱的計算(共26張PPT)

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學反應熱的計算化學反應熱的計算 例：例：C的燃燒，很難控制的燃燒，很難控制C只生成只生成CO 而不繼續(xù)生成而不繼續(xù)生成CO2，那么其反應熱該如何獲，那么其反應熱該如何獲 得呢？得呢？ C（g）+ O2（g）CO（g） 1 2 一、蓋斯定律一、蓋斯定律 不管化學反應是一步完成或分幾步完不管化學反應是一步完成或分幾步完 成，其反應熱是相同的。成，其反應熱是相同的。 化學反應的反應熱只與反應體系的始化學反應的反應熱只與反應體系的始 態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 1 1、蓋斯定律的內容、蓋斯定律的內容 A A B B 請思考：由起點請思考：由起點

2、A A到終點到終點B B有多少條途徑？有多少條途徑？ 從不同途徑由從不同途徑由A A點到點到B B點的位移有什么關系點的位移有什么關系? ? 登山的高度與上登山的高度與上 山的途徑無關，山的途徑無關， 只與起點和終點只與起點和終點 的相對高度有關的相對高度有關 2.如何理解蓋斯定律？ 坐纜車坐纜車一步完成一步完成 翻山越嶺翻山越嶺分幾步完成分幾步完成 山的高度山的高度反應熱反應熱 A點點反應體系始態(tài)反應體系始態(tài) B點點反應體系終態(tài)反應體系終態(tài) H H2 2 0 0 H H1 1 0 0 S S（始態(tài)）（始態(tài)） L L（終態(tài)）（終態(tài)） 先從始態(tài)先從始態(tài)S變化到終態(tài)變化到終態(tài)L，體系放出熱量，體系

3、放出熱量 （H10)。 經過一個循環(huán)，體系仍處于經過一個循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因為物質沒有態(tài)，因為物質沒有 發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即 H1+H20 應用能量守恒對蓋斯定律論證應用能量守恒對蓋斯定律論證 H H= =H H1 1+ +H H2 2+ +H H3 3 從路徑角度理解蓋斯定律從路徑角度理解蓋斯定律 B H A C H1 H2 D H3 終態(tài)終態(tài)始態(tài)始態(tài) 3、蓋斯定律在科學研究中的重要意義、蓋斯定律在科學研究中的重要意義 有些反應進行得很慢有些反應進行得很慢 有些反應不容易直接發(fā)生有些反應不容易直接發(fā)生 有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生）

4、有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生） 這些都給測量反應熱造成了困難這些都給測量反應熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應熱利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應熱 計算出來計算出來 4 4、蓋斯定律的應用、蓋斯定律的應用 例例1 1：C C（s s）+ O+ O2 2（g g）=CO=CO（g g）因為）因為C C燃燒時不燃燒時不 可能完全生成可能完全生成COCO，總有一部分，總有一部分COCO2 2生成，因此這個反生成，因此這個反 應的應的H H無法直接測得，請同學們自己根據蓋斯定律無法直接測得，請同學們自己根據蓋斯定律 設計一個方案計算該反應的設計一個方案計算該反應的H H。 已知：已

5、知：(1)C(s)+(1)C(s)+O O2 2(g)=(g)=CO=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+ O (2)CO(g)+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0 kJ/mol=-283.0 kJ/mol 例：例：C的燃燒，很難控制的燃燒，很難控制C只生成只生成CO 而不繼續(xù)生成而不繼續(xù)生成CO2，那么其反應熱該如何獲，那么其反應熱該如何獲 得呢？得呢？ C（g）+ O2（g）CO（g） 1 2 則 H1=H2+H3 H3=H1-H2 =-393.5kJ/mol -(

6、-283.0kJ/mol) =-110.5kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) C(s)+O2(g)CO2(g) H1 H3H2 C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H3-110.5kJ/mol 運用蓋斯定律解題的一般方法運用蓋斯定律解題的一般方法 （1）虛擬路徑法 可設計如下虛擬路徑可設計如下虛擬路徑 虛擬路徑法 若反應物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑 a由A直接變成D，反應熱為H； b由A經過B變成C，再由C變成D，每步的 反應熱分別為H1、H2、H3。如圖所示： 則有：HH1+H2+H3 練習：練習： 1、已知： H2O(g) = H2O(l) H2=-44kJ/mol

7、 H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱H是多少？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol 2 2、寫出石墨變成金剛石的熱化學方程、寫出石墨變成金剛石的熱化學方程 式式 (25,101kPa時時) 查燃燒熱表知：查燃燒熱表知： C(s，石墨，石墨)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(s，金剛石，金剛石)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol C(s，石墨石墨)= C(s，金剛石金剛石) H=+1.5kJ/mol C(石墨，s)+O2(g)

8、 CO2(g) C(金剛石，s)+O2(g) H2O(g) H2O (l) H244 kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (g) H1241.8kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (l) H285.8kJ/mol +) 例：例：已知：已知： H2O(g) = H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，那么，H2的燃燒熱的燃燒熱H是多少？是多少？ （2）加合法）加合法：運用所給方程式通過加減的方法得到運用所給方程式通過加減的方法得到 所求所求的的熱化學方程式。熱化學方程式。 1 1：如

9、何測定：如何測定C(s)+1/2 OC(s)+1/2 O2 2(g) = CO(g)(g) = CO(g)的反應熱的反應熱 1. C(s)+O2(g) = CO2(g) H 1- 393.5 kJ/mol 2.CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol 3.C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H3？ 練習練習 2. 寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式(25,101kPa時時) 說明說明：（：（1）可以在書中查找需要的數據?？梢栽跁胁檎倚枰臄祿?。 （2）并告訴大家你設計的理由。）并告訴大家你設計的理由。 查燃燒熱表知：

10、查燃燒熱表知： C(s ，石墨，石墨)+O2(g) = CO2(g) H1= - 393.5kJ/mol C(s ，金剛石，金剛石)+O2(g) = CO2(g) H2= - 395.0kJ/mol - 得：得： C(s ，石墨，石墨)= C(s ，金剛石，金剛石) H= + 1.5kJ/mol 3、已知下列反應的反應熱 CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) =H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol 試計算下述

11、反應的反應熱： 2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 【解】分析各熱化學方程式的關系，知道將（1）式 反寫（相當于逆反應，H變號），（2）（3）式各乘 以2，并將三者相加，即可求出上述反應的反應熱。 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) H2= -787.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) H3= -571.6 kJ/mol +) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -H1= 870.3 kJ/mol - 2C(s) +2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l) H= -4

12、88.3 kJ/mol 反應2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 的反應熱 為- 488.3kJ/mol 應用蓋斯定律計算反應熱時應注意的事項應用蓋斯定律計算反應熱時應注意的事項 1 1熱化學方程式中物質的化學計量數同乘以某熱化學方程式中物質的化學計量數同乘以某 一個數時，反應熱數值也必須乘上該數。一個數時，反應熱數值也必須乘上該數。 2 2熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相 加減，反應熱也隨之相加減。加減，反應熱也隨之相加減。 3 3將一個熱化學方程式顛倒時，將一個熱化學方程式顛倒時，H H的的“”、 “”號必

13、須隨之改變。號必須隨之改變。 4 4若熱化學方程式需相減，最好能先把被減方若熱化學方程式需相減，最好能先把被減方 程式進行顛倒，然后相加，更不易出錯。程式進行顛倒，然后相加，更不易出錯。 小結：小結： 1.實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反 應的應的H，但可測出，但可測出CH4燃燒反應的燃燒反應的H1，根據蓋，根據蓋 斯定律求斯定律求H4 。已知：。已知： a.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ/mol b.C(石墨石墨)+O2(g)CO2(g) H2=-393.5kJ/mol c.H2(g)+ 1/2

14、O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJ/mol d.C(石墨石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4=? 解析解析本題考查蓋斯定律的理解和運用，可用本題考查蓋斯定律的理解和運用，可用“加加 合法合法”。 因為反應式因為反應式、之間有以下關系：之間有以下關系： 2 所以所以H4H22H3H1 =- -393.5 kJmol- -1+ +2(- -285.8 kJmol- -1)- -(- - 890.3 kJmol- -1) =-74.8 kJmol 1 答案答案74.8 kJmol 1 2、已知下列反應的反應熱、已知下列反應的反應熱 CH3COOH(l)2O2(g) 2CO2(g) 2

15、H2O(l) H1870.3 kJ/mol C(s)O2(g)CO2(g) H2 393.5 kJ/mol H2(g)1/2 O2(g)H2O(l) H3285.8 kJ/mol 試計算下述反應的反應熱試計算下述反應的反應熱H: 2C(s)2H2(g) O2(g)CH3COOH(l) H488.3 kJ/mol C(s) H2(g) O2(g)CH3COOH(l) O2(g) O2(g) 3.某次發(fā)射火箭，用某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃燒，生中燃燒，生 成成N2、液態(tài)、液態(tài)H2O。假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)。假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā) 射火箭反應的熱化學方程式。已知：

16、射火箭反應的熱化學方程式。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) 解析：解析：根據蓋斯定律得根據蓋斯定律得 發(fā)射火箭反應的熱化學方程式為：發(fā)射火箭反應的熱化學方程式為：2- H= - 1135.2kJ/mol 4. 已知已知 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 C2H

17、5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 計算計算: 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H 2 + 4 - = 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 kJ/mol+) 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/

18、mol 二、有關反應熱的計算 1計算依據 (1)熱化學方程熱化學方程 (2) 蓋斯定律蓋斯定律 (3)燃燒燃燒熱的數據。 (4)根據反應物和生成物的化學鍵斷裂所吸收的根據反應物和生成物的化學鍵斷裂所吸收的 能量，能量，H反應物的化學鍵斷裂所吸收的能量反應物的化學鍵斷裂所吸收的能量 和生成物的化學鍵斷裂所吸收的能量。和生成物的化學鍵斷裂所吸收的能量。 (5)根據反應物和生成物的總能量計算根據反應物和生成物的總能量計算 HE生成物生成物E反應物反應物 (6)根據比熱公式進行計算：根據比熱公式進行計算：QcmT 題型一：有關熱化學反應方程式的書寫題型一：有關熱化學反應方程式的書寫 1. 已知一定量的物質參加反應放出的熱量，已知一定量的物質參加反應放出的熱量， 2.利用鍵能計算反應熱利用鍵能計算反應熱 3. 根據反應物的總能量和生成物的總能量計算根據反應物的總能量和生成物的總能量計算 4.利用蓋斯定律利用蓋斯定律 題型二：根據已知的熱化學方程式，進行有關的計算題型二：根據已知的熱化學方程式，進行有關的計算 （求放出的熱量、參加反應的物質的量等）（求放出的熱量、參加反應的物質的量等） 題型三：比較大小。題型三：比較大小。(數值和數值和H不同）不同） 題型四：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量題型四：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量