高中化學選修四《化學反應熱的計算》_定稿

1、下列數(shù)據表示下列數(shù)據表示H2的燃燒熱嗎？的燃燒熱嗎？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol H2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol已知已知 H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol如何測出下列反應的反應熱如何測出下列反應的反應熱： C(s)+1/2O C(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=?=?C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)=

2、 CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol 1、定義：不管化學反應是、定義：不管化學反應是分一步分一步完成或完成或分幾分幾步步完成，其完成，其反應熱是相同反應熱是相同的。的。 換句話說：化學反應的反應熱只與換句話說：化學反應的反應熱只與反應體系反應體系的始態(tài)和終態(tài)的始態(tài)和終態(tài)有關有關,而與而與反應的途徑反應的途徑無關。無關。 蓋斯是俄國化學家，早年從事分析化學研蓋斯是俄國化學家，早年從事分析化學研究，究，1

3、830年專門從事化學熱效應測定方法的改年專門從事化學熱效應測定方法的改進，曾改進拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計，從進，曾改進拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計，從而較準確地測定了化學反應中的能量。而較準確地測定了化學反應中的能量。1836年年經過多次試驗，他總結出一條規(guī)律：在任何化經過多次試驗，他總結出一條規(guī)律：在任何化學反應過程中的熱量，不論該反應是一步完成學反應過程中的熱量，不論該反應是一步完成的還是分步進行的，其總熱量變化是相同的，的還是分步進行的，其總熱量變化是相同的，1840年以熱的加和性守恒定律形式發(fā)表。這就年以熱的加和性守恒定律形式發(fā)表。這就是舉世聞名的蓋斯定律。蓋斯定律是斷定能量是舉世聞名

4、的蓋斯定律。蓋斯定律是斷定能量守恒的先驅，也是化學熱力學的基礎。當一個守恒的先驅，也是化學熱力學的基礎。當一個不能直接發(fā)生的反應要求計算反應熱時，便可不能直接發(fā)生的反應要求計算反應熱時，便可以用分步法測定反應熱并加和起來而間接求得。以用分步法測定反應熱并加和起來而間接求得。故而我們常稱蓋斯是熱化學的奠基人故而我們常稱蓋斯是熱化學的奠基人。 CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2例例1C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H1？CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g) = CO2(g) H3-393.5 kJ/mol+)H1 +

5、 H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol例例2 2：已知：已知：P P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/molP(sP(s、紅磷、紅磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) (s) H H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式

6、。 P P4 4(s(s、白磷白磷)= 4P(s)= 4P(s、紅磷紅磷) ) =-29.2kJ/mol=-29.2kJ/mol4：例例3 3：已知下列各反應的焓變：已知下列各反應的焓變Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (s) H H1 1 = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s) (g)=CaO(s) H H2 2= -635.1 kJ/mol= -635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2

7、2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3 = -393.5 kJ/mol = -393.5 kJ/mol試求試求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓變的焓變H H4 4=+178.2kJ/mol=+178.2kJ/mol= =【例題【例題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/molC2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1

8、370 kJ/mol試計算試計算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H2 + 4 - = 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol2CO2(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/mol練習練習1 1：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

9、,101kPa(25,101kPa時時) )查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(C(金剛石，金剛石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以，所以， - - 得：得：C(C(石墨，石墨，s) = C(s) = C(金剛石，金剛石，s) s) H=+1.5kJ/molH=+1.5kJ/mol練習練習2 2：某次發(fā)射火箭，用：某次發(fā)射火箭，用N N2 2H

10、H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，中燃燒，生成生成N N2 2、液態(tài)、液態(tài)H H2 2O O。已知：。已知： N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g) (g) H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。2 N N2 2H H4 4(g)+ 2NO(g)+ 2NO2 2(

11、g)=(g)= 3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2 ：正逆反應的反應熱效應數(shù)值相等，符號相反。正逆反應的反應熱效應數(shù)值相等，符號相反?！?”+”不能省去。不能省去。練習練習3 31.1.已知石墨的燃燒熱：已知石墨的燃燒熱：H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/mol(1)(1)寫出石墨的完全燃燒的熱化學方程式寫出石墨的完全燃燒的熱化學方程式(2)(2)二氧化碳轉化為石墨和氧氣的熱化學方程式二氧化碳轉化為石墨和氧氣的熱化學方程式C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=C

12、O2 2(g) (g) H =-393.5kJ/molH =-393.5kJ/molCOCO2 2(g)=C(g)=C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g) (g) H =+393.5kJ/molH =+393.5kJ/mol練習練習4.4.已知已知2525、101kPa101kPa下，石墨、金剛石燃燒下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為的熱化學方程式分別為C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=H=393.51kJmol393.51kJmol1 1C(C(金剛石金剛石)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H= H=

13、395.41kJmol395.41kJmol1 1據此判斷，下列說法中正確的是據此判斷，下列說法中正確的是( )( )A A、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低石墨的能量比金剛石的低B B、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的高石墨的能量比金剛石的高C C、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的能量比金剛石的低石墨的能量比金剛石的低D D、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質量時，石墨的

14、能量比金剛石的高石墨的能量比金剛石的高A A練習練習5.5.已知已知 CO(g)+1/2O CO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) H(g) H1 1= = 283.0 kJ/mol283.0 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) HO(l) H2 2= = 285.8 kJ/mol285.8 kJ/molC C2 2H H5 5OH(l)+ 3OOH(l)+ 3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l) HO(l) H3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/

15、mol試計算試計算2CO(g)2CO(g)4H4H2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)C C2 2H H5 5OH(l)OH(l)的的HH 【解】：2 + 2 + 4 - 4 - = = 所以，所以，HHHH1 12 2 HH2 24 4 HH3 3 283.2283.22 2 285.8285.84 4 1370 1370 339.2 kJ/mol339.2 kJ/mol練習練習6.已知下列熱化學方程式：已知下列熱化學方程式： Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S）H1； Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO（S）H2； 則則 Zn（S）+ HgO（S）= Hg（l）+

16、ZnO（S），），H值為值為 （ ） A、H2-H1 B、H2+H1 C、H1-H2 D、-H1-H2C 練習練習 7.已知已知 2C（S）+ O2（g）=2CO（g） H=-221.0kJ/molkJ/mol ， 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/molkJ/mol 則制備水煤氣的反應則制備水煤氣的反應C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) 的的H為為( ) A、+262.6kJ/molkJ/mol B、-131.3kJ/molkJ/mol C、-352. kJ/molkJ/mol D、+131.3kJ/molkJ/molD 練習練習9、氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學方程式、氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學方程式分別為：分別為：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)；H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)； H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H890.3kJ/mol相同質量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時相同質量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時