第1章 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號相反。正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號相反。（1 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(xué)方程式寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式 2.2.二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式molkJHgOsCgCO/5 .393);()()(22mol/k5 .393);g()g()g(22JHCOOCS 例例2 2：298K298K，101kPa101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式時(shí)，合

2、成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g);(g);H H = -92 kJ/mol= -92 kJ/mol 在在該溫度下，取該溫度下，取1mol N1mol N2 2(g)(g)和和3mol H3mol H2 2(g)(g)放在一放在一 密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng)密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng) 放出的熱量總是少于放出的熱量總是少于92 kJ92 kJ，為什么？，為什么？該反應(yīng)是可逆反應(yīng)該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)，將達(dá)到平衡狀態(tài)， 1 mol N1 m

3、ol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)不能完全反應(yīng)生成不能完全反應(yīng)生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的，因而放出的熱量總小于熱量總小于92.38kJ92.38kJH H2 2 0 0H H1 1 0 0S（始態(tài)）（始態(tài)）L（終態(tài)）（終態(tài)）根據(jù)能量守恒定律：根據(jù)能量守恒定律： 若某化學(xué)反應(yīng)從始態(tài)（若某化學(xué)反應(yīng)從始態(tài)（S）到）到終態(tài)（終態(tài)（L）其反應(yīng)熱為）其反應(yīng)熱為H1，而從終態(tài)（，而從終態(tài)（L）到始）到始態(tài)（態(tài)（S）的反應(yīng)熱為）的反應(yīng)熱為H2，這兩者和為，這兩者和為0。 即即H1 H 2 = 01、燒水時(shí)，有少量水滴在紅熱的炭火

4、上，會看、燒水時(shí)，有少量水滴在紅熱的炭火上，會看到火焰更旺了，那么，從能量角度考慮，是不到火焰更旺了，那么，從能量角度考慮，是不是放出的熱量更多了？是放出的熱量更多了？2、在化學(xué)科學(xué)研究中，常常需要知道物質(zhì)在發(fā)、在化學(xué)科學(xué)研究中，常常需要知道物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱，但有些反應(yīng)的反應(yīng)熱生化學(xué)反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱，但有些反應(yīng)的反應(yīng)熱很難直接測得，我們怎樣才能獲得它們的反應(yīng)很難直接測得，我們怎樣才能獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)呢？熱數(shù)據(jù)呢？ 例例3 3：如何測定：如何測定C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H H1 1能直接測定嗎？如何測？能直接測定

5、嗎？如何測？若不能直接測，怎么辦若不能直接測，怎么辦？1 1、什么是蓋斯定律？、什么是蓋斯定律？2 2、蓋斯定律在科學(xué)研究中有什么重要意義？、蓋斯定律在科學(xué)研究中有什么重要意義？3 3、認(rèn)真思考教材以登山經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)真思考教材以登山經(jīng)驗(yàn)“山的高度與上山山的高度與上山 的途徑無關(guān)的途徑無關(guān)”的道理，深刻理解蓋斯定律。的道理，深刻理解蓋斯定律?！鹃喿x閱讀】 P11P11 討論并回答下列問題：1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成, , 其反應(yīng)熱是相同。其反應(yīng)熱是相同。 化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)始態(tài)和終態(tài)

6、有關(guān)有關(guān), ,而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。ABCDC(s) + O2(g) = CO2(g) H1 （1）CO(g) + 1/2O2(g) =CO2(g) H2 （2）（2）、解決問題）、解決問題C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H3 = ?H3+ H2= H1 例例3 3：如何測定：如何測定C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H H1 1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H3？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H1-393.5

7、kJ/mol+)H3+ H2= H1 H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol l那么，那么，H H2 2的燃燒熱是的燃燒熱是 ？如何計(jì)算？如何計(jì)算？l已知：已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol下列數(shù)據(jù)下列數(shù)據(jù)H H1 1表示燃燒熱嗎？表示燃燒熱嗎？285.8kJ/molH

8、H2 2的燃燒熱是的燃燒熱是 ？H H1 1= = 。 -285.8kJ/mol1、燒水時(shí)，有少量水滴在紅熱的炭火上，會看到火焰更旺了，、燒水時(shí)，有少量水滴在紅熱的炭火上，會看到火焰更旺了，那么，從能量角度考慮，是不是放出的熱量更多了？那么，從能量角度考慮，是不是放出的熱量更多了？已知：已知：C(s)CO(g)H2(g)燃燒熱(KJ/mol)-393.5-283.0-285.8蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的只與反應(yīng)體系的始態(tài)始態(tài)和終態(tài)和終態(tài)有關(guān)有關(guān), ,而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相

9、當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測定反應(yīng)熱很轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的熱效應(yīng)是相同的”。已知：。已知：P P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)； = -2983.2 kJ/mol= -2983.2 kJ/molH1P(sP(s、紅磷、紅磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s)(s)； = -7

10、38.5 kJ/mol= -738.5 kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式_。P4(s、白磷白磷)=4 P(s、紅磷紅磷)； = -29.2 kJ/molH例例1、已知下列熱化學(xué)方程式：、已知下列熱化學(xué)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）+ ZnO（S），）， H值為值為=？ A、H2-H1 B、H2+H1 C、H1-H2 D、-H1-H2即即H = H1 H2 (1)(2)(3)依題意可知：依題意可知：(3) = (1)

11、 - (2)CC(石墨，石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H H1 1=-=-393.5393.5kJ/molkJ/molC(金剛石，金剛石，s)+O2(g)=CO2(g) H H2 2=-=-395.0395.0kJ/molkJ/mol所以，所以， - 得：得：C(石墨，石墨，s) = C(金剛石，金剛石，s) H=+1.5kJ/mol例例2：寫出：寫出石墨變成金剛石石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa,101kPa時(shí)時(shí)) 有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過蓋很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱

12、，可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。關(guān)鍵：關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。的導(dǎo)出。方法：方法：寫出目標(biāo)方程式確定寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”( (要消去的要消去的物質(zhì)物質(zhì)),),然后根據(jù)然后根據(jù)“四則運(yùn)算四則運(yùn)算”用消元法逐一消去用消元法逐一消去“過過渡物質(zhì)渡物質(zhì)”. .計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)要注意哪些問題？計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)要注意哪些問題？1、H運(yùn)算時(shí)要帶符號運(yùn)算時(shí)要帶符號2、計(jì)量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對應(yīng)、計(jì)量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對應(yīng) 1. 已知已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0

13、 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 計(jì)算計(jì)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 k

14、J/mol+)2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/mol根據(jù)蓋斯定律得：根據(jù)蓋斯定律得： 2 + - = 所以，所以，HH12 H3 H2 393.52 +141-（-566） 80 kJ/mol 若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)反應(yīng)，則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)反應(yīng)，則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。的反應(yīng)熱之和?？偨Y(jié)規(guī)律：總結(jié)規(guī)律：注意：注意：1、計(jì)量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對應(yīng)、計(jì)量數(shù)的變化與反應(yīng)熱數(shù)值的變化要對應(yīng)2、反應(yīng)方向發(fā)生改變反應(yīng)熱的符號也要改變、反應(yīng)方向發(fā)生改變反應(yīng)熱的符號也

15、要改變總結(jié)思考：總結(jié)思考： 在用方程式疊加計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)要注意哪在用方程式疊加計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)要注意哪些問題？些問題？3、已知、已知2C（S）+ O2（g）-=2CO（g） H=-221.0kJ/molkJ/mol2H2（g）+O2（g）=2H2O（g ） H=-483.6kJ/molkJ/mol 則制備水煤氣的反則制備水煤氣的反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 4 4：某次發(fā)射火箭，用：某次發(fā)射火

16、箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，生成中燃燒，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 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。方程式。解：依

17、題意可知，發(fā)射火箭燃料發(fā)生如下反應(yīng)解：依題意可知，發(fā)射火箭燃料發(fā)生如下反應(yīng)2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=?即即H = 2H2H1 = - 1135.2kJ/mol (1)(2)(3)依題意可知：依題意可知：(3) = (2) x 2 - (1)得：得：2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol 二：若某一化學(xué)反應(yīng)可分為多步進(jìn)行，則其總反應(yīng)熱二：若某一化學(xué)反應(yīng)可分為多步進(jìn)行，則其總反應(yīng)熱為各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。為各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。即即H= H1+ H2+ H3+一一： 若某化學(xué)反應(yīng)從始態(tài)（若

18、某化學(xué)反應(yīng)從始態(tài)（S）到終態(tài)（）到終態(tài)（L）其反應(yīng)熱為）其反應(yīng)熱為H，而從終態(tài)（，而從終態(tài)（L）到始態(tài)（）到始態(tài)（S）的反應(yīng)熱為）的反應(yīng)熱為H ，這，這兩者和為。兩者和為。即即H H = 三：若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)反應(yīng)，則新反三：若多步化學(xué)反應(yīng)相加可得到新的化學(xué)反應(yīng)，則新反應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。應(yīng)的反應(yīng)熱即為上述多步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和。小結(jié)：小結(jié)： S(s) + O2(g) SO2(g) H296kJ/moln(s) =4g32g/mol= molH= 1 mol= 296kJ/mol 常見題型：常見題型：1. 有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫.2. 反應(yīng)熱的判斷和求算反應(yīng)熱的判斷和求算.n(C2H5OH) =答：答： 練習(xí)練習(xí)4：已知：已知： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某某H2和和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放出的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113.74kJ 熱量，同時(shí)生成熱量，同時(shí)生成3.6g液態(tài)水，求原混合氣體中液態(tài)水，求原混合氣體中 H2和和CO的物質(zhì)的量之比。的物質(zhì)的量之比。3.6g 0.2mol H2 283.0kJ/mol練習(xí)練習(xí)5：H2、CO、辛烷、甲烷的熱化學(xué)方程式分別為：、辛烷、甲烷