1.2反應(yīng)熱的計(jì)算 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版(2019)選擇性必修1_第1頁
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《選擇性必修一》第一章第二節(jié)

反應(yīng)熱的計(jì)算【教學(xué)目標(biāo)】1.理解蓋斯定律的含義,認(rèn)識(shí)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。2.學(xué)會(huì)用不同的方法求算反應(yīng)熱,能夠分析影響反應(yīng)熱的因素?!菊n堂引入】實(shí)驗(yàn)測(cè)定

難以控制反應(yīng)的程度不能直接測(cè)定反應(yīng)熱G.H.Hess,1802-1850化學(xué)家蓋斯測(cè)量了許多化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。通過大量實(shí)驗(yàn),蓋斯發(fā)現(xiàn):一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不管是一步完成的還是分幾步完成的,其反應(yīng)熱是相同的。【蓋斯定律】

即:在一定條件下,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。蓋斯定律ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2在一定條件下,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。利用蓋斯定律間接求算反應(yīng)熱速率很慢伴隨副反應(yīng)不容易直接發(fā)生蓋斯定律的提出,為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便,使一些不易測(cè)定或無法測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過推算間接求得。蓋斯定律

CO2(g)C(s)+O2(g)

ΔH2ΔH3=?ΔH1路徑I路徑IIΔH1

=ΔH2+ΔH3ΔH3

=ΔH1?

ΔH2=?393.5kJ/mol?(?283.0kJ/mol)=?110.5kJ/mol思路1:虛擬路徑法物質(zhì)燃燒熱ΔH(kJ/mol)C(s)?393.5CO(g)?283.0思路2:代數(shù)運(yùn)算法

ΔH3

反應(yīng)方向發(fā)生改變,反應(yīng)熱的符號(hào)也要改變

?ΔH2

=+283.0kJ/mol反應(yīng)方程式和熱效應(yīng)均可進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算=ΔH1+

ΔH2′=?110.5kJ/mol

未知反應(yīng)設(shè)計(jì)合理反應(yīng)路徑核心:實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化求算反應(yīng)熱已知反應(yīng)運(yùn)用蓋斯定律求算反應(yīng)熱的一般思路:已知:①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(紅磷,s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol反應(yīng)熱數(shù)值的變化與計(jì)量數(shù)的變化要對(duì)應(yīng)P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)△H=?任務(wù)二白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式。③P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)P4O10(s)=4P(紅磷,s)+5O2(g)P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol△H3=△H2′=-4×△H2=-738.5kJ/mol△H1-4×△H2=

-29.2kJ/mol已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

計(jì)算:④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH4ΔH4

=-339.2kJ/mol目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算”—同側(cè)同號(hào)“+”,異側(cè)反號(hào)“-”任務(wù)三多個(gè)熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱的計(jì)算。ΔH1×2ΔH4=+ΔH2×4-ΔH3

×2④=+②

×4-③CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1(1)CH3OH(l)狀態(tài)改為(g),ΔH1=-bkJ·mol-1,a

b;ΔH

ΔH1;

CH3OH(g)===CH3OH(l)CH3OH(g)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1-b<

-a=ΔH+ΔH2b>a任務(wù)四判斷物質(zhì)的種類或狀態(tài)改變對(duì)反應(yīng)熱效應(yīng)的影響ΔH2<0反應(yīng)過程能量CH3OH(g)+3/2O2(g)CH3OH(l)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ba<>CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-akJ·mol-1(1)CH3OH(l)狀態(tài)改為(g),ΔH1=-bkJ·mol-1,a

b;ΔH

ΔH1;(2)H2O(l)狀態(tài)改為(g),ΔH2=-ckJ·mol-1,a

c;ΔH

ΔH2;任務(wù)四判斷物質(zhì)的種類或狀態(tài)改變對(duì)反應(yīng)熱效應(yīng)的影響<能量CH3OH(l)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)acCO2(g)+2H2O(g)反應(yīng)過程>><CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1(1)CH3OH狀態(tài)改為(g),ΔH=-bkJ·mol-1,a

b;ΔH

ΔH1;(2)H2O(l)狀態(tài)改為(g),ΔH2=-ckJ·mol-1,a

c;ΔH

ΔH2;(3)CO2改為CO,ΔH=-dkJ·mol-1,a

d;任務(wù)四判斷物質(zhì)的種類或狀態(tài)改變對(duì)反應(yīng)熱效應(yīng)的影響<>CO還可繼續(xù)燃燒放出熱量,CO2是完全燃燒的產(chǎn)物,CO2作為產(chǎn)物放出的能量更多>><CH3OH(l)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1(1)CH3OH狀態(tài)改為(g),ΔH=-bkJ·mol-1,a

b;(2)H2O(l)狀態(tài)改為(g),ΔH=-ckJ·mol-1,a

c;(3)CO2改為CO,ΔH=-dkJ·mol-1,a

d;(4)CH3OH改為CH4,ΔH=-ekJ·mol-1,a

e;<>>任務(wù)四判斷物質(zhì)的種類或狀態(tài)改變對(duì)反應(yīng)熱效應(yīng)的影響CH4氧化CO22H2O放熱ekJCH3OHCH4氧化進(jìn)一步被氧化CO2+2H2O放熱

akJ

放熱

fkJ

<任務(wù)五利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱已知:CH3CH3→CH2=CH2+H2;有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。

化學(xué)鍵C-HC=CC-CH-H

鍵能E(kJ/mol)414.4615.3347.4435.3試計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱。解:ΔH

=[6E(C-H)+E(C-C)]-[E(C=C)+4E(C-H)+E(H-H)]=(6×414.4+347.4)kJ/mol-(615.3+4×414.4+435.3)kJ/mol=+125.6kJ/mol課堂小結(jié)①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq)△H2=-35.1kJ/mol③HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H3=-72.3kJ/mol④NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)△H4=-52.3kJ/mol⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=?則第⑤個(gè)方程式中的反應(yīng)熱△H5是________。即△H5=+16.3kJ/mol【鞏固練習(xí)】練習(xí)1:△H5=-△H1+△H2+△H3+△H4練習(xí)2:氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用,回答下列問題:肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,與氧化劑N2H4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)△H1=-19.5kJ·mol-1②N2H4

(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ·mol-1寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

;2N2H4(l)+N2O4(l)==3N2(g)+4H2O(g)【鞏固練習(xí)】△H=2△H2-△H1=-1048.9kJ·mol-1練習(xí)3:肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示,已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、O=O為500、N-N為154,則斷裂1molN-H鍵所需的能量(KJ)是()A.194B.391C.516.D.658B【鞏固練習(xí)】ΔH3ΔH1=+ΔH2ΔH3=ΔH1-ΔH2=+2218kJ/molΔH3=154+4×E(N-H)+500=+2218kJ/molE(N-H)=391kJ/mol練習(xí)6:根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(i)I2(g)+H2(g)2HI(g)△H=

-9.48kJ/mol

(ii)I2(s)+H2(g)2HI(g)△H=+26.48kJ/mol

下列判斷正確的是()A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反應(yīng)放熱9.48kJB.1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00kJC.反應(yīng)(i)的產(chǎn)物比反應(yīng)(ii)的產(chǎn)物穩(wěn)定D.反應(yīng)(ii)的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)(i)的反應(yīng)物總能量低D【鞏固練習(xí)】練習(xí)2:已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式:

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ?mol-1(1)H2的燃燒熱為______________,C3H

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