《1.2 第二節(jié) 反應(yīng)熱的計(jì)算》參考課件

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算1.理解并掌握蓋斯定律；2.能正確運(yùn)用蓋斯定律解決具體問題；3.初步學(xué)會(huì)化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。學(xué)習(xí)目標(biāo)：探討：影響反應(yīng)熱的因素有哪些？1.與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)2.與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)3.與反應(yīng)物的用量有關(guān)4.與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)那么反應(yīng)熱與反應(yīng)途徑有關(guān)嗎?[問題]在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要反應(yīng)熱。許多反應(yīng)熱可以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定，便是有些反應(yīng)熱是無(wú)法直接測(cè)定的。例如，對(duì)于反應(yīng)：C燃燒時(shí)不可能全部生成CO，總有一部分CO2生成，因此該反應(yīng)的反應(yīng)熱無(wú)法直接測(cè)定的。但這個(gè)反應(yīng)熱是冶金工業(yè)中非常有用的數(shù)據(jù)，應(yīng)該如何獲得呢？能否利用一些已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算其他反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？C(s)+O2(g)=CO(g)12思考：A點(diǎn)到終B點(diǎn)的勢(shì)能的變化與什么有關(guān)？與什么無(wú)關(guān)?人勢(shì)能的變化只與A點(diǎn)和B點(diǎn)的____________有關(guān)，A點(diǎn)到B點(diǎn)的_____無(wú)關(guān)。2.如何理解蓋斯定律？即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的

和

有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑

。1.什么是蓋斯定律?不論化學(xué)反應(yīng)是一步完成的還是幾步完成的，其反應(yīng)熱是

的相同1836年由瑞典化學(xué)家蓋斯根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出的。始態(tài)終態(tài)無(wú)關(guān)途徑海拔差(高度)一、蓋斯定律3.蓋斯定律有何重要意義?有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）,這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難。利用蓋斯定律可以間接地把它們的_______計(jì)算出來(lái)。ΔH=ΔH1+ΔH2ΔHACΔH1ΔH2B蓋斯定律的本質(zhì)：方程式按一定計(jì)量數(shù)比加和時(shí)其反應(yīng)熱也按該計(jì)量數(shù)比加和。

反應(yīng)熱思考：如何測(cè)出該反應(yīng)的ΔH1

：①

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1=?如果已知：②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol

③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol你能求出ΔH1嗎？不能很好的控制反應(yīng)的程度，故不能直接通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得△H1方法1：虛擬路徑法CO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)ΔHΔH1ΔH2ΔH=ΔH1+ΔH2ΔH1=ΔH-ΔH2-393.5kJ/mol-283.0kJ/mol?ΔH1=-393.5kJ/mol－（-283.0kJ/mol

）=-110.5kJ/molΔH1=ΔH

+(－ΔH2)=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol你能得出什么結(jié)論？熱化學(xué)方程式有加和性（類似于代數(shù)式）。①=③+②反

方法2：代數(shù)運(yùn)算法③C(s)+O2(g)==CO2(g)②反CO2(g)==CO(g)+1/2O2(g)+)①

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=?393.5kJ/mol－ΔH2=+283.0kJ/mol二、反應(yīng)熱的計(jì)算ΔH

=E生總－E反總=E吸－E放=E反鍵總－E生鍵總＝±nQE反總能量反應(yīng)過程E反鍵總E生鍵總△HE生總能量反應(yīng)過程E反鍵總E生鍵總E反總E生總△H根據(jù)蓋斯定律間接計(jì)算【例題1】黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:在25℃和101kPa時(shí),1molFeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過程中得到了充分利用,大大降低了生產(chǎn)成本,對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。(1)請(qǐng)寫出FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式。(2)計(jì)算理論上1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。

4FeS2+11O22Fe2O3+8SO

2[解](1)FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式為：FeS2

(s)+O2(g)

＝Fe2O3(s)+2SO2(g)11412ΔH=?853kJ/mol（2）m(FeS2)=1000g×90%＝900gn(FeS2)=m(FeS2)M(FeS2)900g120g?mol-1=M(FeS2)=120g?mol-1=7.5molQ放=7.5mol×853kJ/mol=6398kJ答：（1）FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式為：FeS2

(s)+O2(g)

＝Fe2O3(s)+2SO2(g)11412ΔH=?853kJ/mol（2）理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為6398kJ。[例題2]葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一，設(shè)它在人體組織中完全氧化時(shí)的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2800kJ·mol-1計(jì)算100g葡萄糖在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量。[解]n(C6H12O6)=m(C6H12O6)M(C6H12O6)100g180g?mol-1=M(C6H12O6)=180g?mol-1=0.556molQ放=0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ答：100g葡萄糖在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為1557kJ。[例題3]焦炭與水蒸氣反應(yīng)、甲烷與水蒸氣反應(yīng)均是工業(yè)上制取氫氣的重要方法，這兩個(gè)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式分別為：①C(s)+H2O(g)=CO

(g)+H2(g)ΔH1=+131.5kJ·mol-1

②CH4(g)+H2O(g)=CO

(g)+3H2(g)ΔH2=+205.9kJ·mol-1試計(jì)算的③CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的ΔH。[解]①反

CO

(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)-ΔH1=-131.5kJ·mol-1

②CH4(g)+H2O(g)=CO

(g)+3H2(g)ΔH2=+205.9kJ·mol-1+)③CH4(g)＝C(s)+2H2(g)ΔH=(－ΔH1

)+ΔH2=-131.5kJ/mol+205.9kJ/mol=+74.4kJ/mol③=①反+②答：CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.4kJ/mol

。1.已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol

②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

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

試計(jì)算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】：

④=①×2+②×4+③反

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4+（－ΔH3）＝－283.2kJ/mol×2－285.8kJ/mol×4＋1370kJ/mol＝－339.6kJ/mol2.寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí))石墨能直接變成金剛石嗎？查燃燒熱表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol①+②反：C(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=+1.5kJ/mol

3.同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難。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試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式

。

P4(白磷、s)=4P(紅磷、s)△H=-29.2kJ/mol①+4×②反：4.某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

②×2+①反：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過程，同時(shí)注意：