课件25张PPT。第1章 化学反应与能量
第三节 化学反应热的计算1、提出问题
在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热。 例如C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g)的反应热有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？2、分析问题
C(s) + O2(g) ═ CO2(g) △H1 ……（1）
CO(g) + 1/2O2(g) ═ CO2(g) △H2 ……（2）
3、解决问题
C(s) + 1/2O2(g) ═ CO(g) △H3 = ? （3）盖斯定律一、盖斯定律不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的
始态和终态有关，而与反应的途径无关。态：
物质种类、物质的量、物质的状态及环境条件2H2O(l) ＝2H2(g) ＋O2(g) △H2 > 02H2(g) ＋O2(g) ＝2H2O(l) △H1 < 0S（始态）L（终态）△H1+ △H2≡ 0 能量守恒 △H1+△H2+△H3+……
=△Ha+△Hb+△Hc+……反应物（始态）生成物（终态）即无论经过什么途径，由C(s)+O2(g)
变成CO2(g)的反应热是定值。△H= △H1 + △H2 C(s)CO2(g)CO(g)图示法外，还可用什么方法解决？图示法C(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 kJ/mol－)∴△H3 = △H1 － △H2
= -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol（1） － （2）＝ （3）通过实验无法直接测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)反应热有些反应进行得很慢，有些反应不容易发生，有些反应的产品不纯盖斯定律的数学本质： 热化学方程式按一定系数关系的相加减加合法下列数据表示H2的燃烧热吗？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g)
△H1＝－241.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l)
△H＝△H1＋ △H2＝－285.8kJ/mol例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明：（1）可以在书中P7查找需要的数据
（2）并告诉大家你设计的理由。用一用盖斯定律石墨能直接变成金刚石吗？先思考，之后小组讨论汇报查燃烧热表知：
①C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
所以， ①- ②得：
C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol 观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？你知道神六的火箭燃料是什么吗？例2：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol ②×2－①得盖斯定律 1、请用自己的话描述一下盖斯定律。
2、盖斯定律有哪些用途？总结归纳用来计算难于测量或不能测量的反应的反应热
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。1. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g) △H = －110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H = －282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）
392.92 kJ B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJC巩固练习二、反应热的计算 利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算课本P13 例1：【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s) + 1/2Cl2(g)== NaCl (s)23g/mol △H 1.0g －17.87kJ△H＝23g/mol×(－17.87kJ)÷ 1.0g
＝－411kJ/mol答：注意热化学方程式正确书写，特别注意有关单位的正确书写课本P13 例2：【解】C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) ＋3H2O (l) 46g/mol －1366.8kJ/mol 1000g XX＝(－1366.8kJ/mol × 1000g)/ 46g/mol
＝－29710kJ设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X课本P13例3：解题模式：审题→分析→求解小结：运用盖斯定律要注意1、热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数
2、热化学方程式相加减时， 同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减
3、将一个化学方程式颠倒时，ΔH“+” “-”号必须随之改变，但数值不变
4、计算过程中需代入数据，且数据必须带单位1、2 mol H2(g)在1 mol O2(g)中完全燃烧生成2 mol H2O(l)，
△H=—571.6kJ/mol。√2、2 mol H2(g)在1 mol O2(g)中完全燃烧生成2 mol H2O(l)，
反应热为—571.6kJ/mol。√3、1 mol H2(g)在1/2 mol O2(g)中完全燃烧生成1 mol H2O(l)，
燃烧热为—285.8 kJ/mol。×改正：
1 mol H2(g)在1/2 mol O2(g)中完全燃烧生成1 mol H2O(l)，
燃烧热为 285.8 kJ/mol。4、1 mol H2(g)在1/2 mol O2(g)中完全燃烧生成1 mol H2O(l)，
燃烧热△H=—285.8 kJ/mol。√巩固练习1.已知1mol白磷（s）转化为1mol红磷（s），放出18.39kJ热量，又知：
P4(白,s)+5O2(g) ＝2P2O5(s) △H1
4P(红,s)+5O2(g) ＝2P2O5(s) △H2
据此判断，下列说法正确的是（ ）
△H1＝ △H2 B. △H1 ＞ △H2
C. △H1＜ △H2 D. 无法确定C2. 已知
2H2(g) +O2(g) = 2H2O(l) △H = －571.6 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H = －283.0 kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为（ ）
A. 2︰1 B. 1︰2 C. 1︰1 D. 2︰3C课件24张PPT。第1章 化学反应与能量
第三节 化学反应热的计算
在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算 。 一、盖斯定律1840年，瑞士化学家盖斯（G．H．Hess）通过大量实验事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。
换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。
看下面的图理解盖斯定律某人从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m
即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关
这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热用能量守恒定律论证盖斯定律先从始态S变化到到终态L，体系放出热量（△H1<0），然后从L到S，体系吸收热量(△H2>0)。
经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即△H1+△H2≡0盖斯定律在科学研究中的重要意义有些反应进行得很慢
有些反应不容易直接发生
有些反应的产品不纯（有副反应发生）
这些都给测量反应热造成了困难
利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来C（s）+ ? O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的ΔH。
提示（1) C(s) + O2(g) = CO2(g)
△H1=-393.5 kJ/mol
(2) CO(g) + ?O2(g) = CO2(g)
△H3=-283.0 kJ/mol△H1= △H2+ △H3
△H2 = △H1- △H3
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol
C (s) + ? O2 (g) = CO (g)
△H=-110.5 kJ/mol
同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/molP(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；
= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
_________________________________。
1、热化学方程式同乘以一个数时，反应热数值也必须同乘以该数值；
2、热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减；
3、将一个热化学方程式颠倒时， △H的符号也要随之改变注意要点二、反应热的计算有关热化学方程式的计算
【例1】25℃、101kPa时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。【解】Na(g) + ? Cl2(g) == NaCl(s)
17.87 kJ / 1g × 23 g / mol = 411 kJ / mol
答：生成1 mol NaCl的反应热为-411 kJ / mol变式练习
CH４ (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l);
△ H= -Q1 KJ/mol
2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）;
△ H= -Q2 KJ/mol
2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）;
△ H=- Q3 KJ/mol
常温下,取体积比4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标况),经完全燃烧恢复常温,放出的热为:0.4Q1+0.05Q3有关燃烧热的计算
【例2】乙醇的燃烧热△H=-1366.8 kJ/ mol，在25℃、101kPa时，1 kg 乙醇充分燃烧后放出多少热量？【解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol
=21.74mol
1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量：
1366.8 kJ/ mol× 21.74mol=2.971 ×104kJ
答：1 kg C2H5OH燃烧后放出2.971 ×104kJ的热量。
已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
据此判断，下列说法正确的是（ ）
A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高;
C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高A①C(s ，石墨)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(s ，金刚石)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； = －110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = －282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是( )
392.92 kJ B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJC应用盖斯定律的计算
【例3】已知下列反应的反应热为
⑴ CH3COOH (l) + 2O2(g) == 2CO2(g) + 2H2O(l)
△H1= -870.3 kJ/mol
⑵ C(s) + O2 (g) == CO2(g)
△H2= -393.5 kJ/mol
⑶ H2(g) + ? O2(g) == H2O(l)
△H3= -285.8 kJ/mol
试计算下述反应的反应热：
2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l) 【解】分析各方程式的关系，知
将方程式按2[⑵ + ⑶] - ⑴组合得上述反应方程式
即：△H = 2[△H 2 + △H3] - △H1
△H =2[(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol)]
-(-870.3kJ/mol)
= - 488.3kJ/mol
答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l)
反应热为- 488.3kJ/mol
练习题1、火箭发射时用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化剂，反应生成N2和H2O(l)，查课本第7面上相关数据写出该反应的热化学方程式。
N2 (g) + 2O2 (g) = 2NO2 (g)
△H = +68 kJ/mol
N2H4(l) + O2 (g) = N2(g) +2 H2O(l)
△H = - 622kJ/mol
N2H4(l) + NO2 (g) = 3/2 N2(g) +2 H2O(l)
△H =-622kJ/mol –( 68kJ/mol )/2
=-656kJ/mol2、将煤转化为水煤气的主要反应为:
C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知:
C (s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
H2(g) + ? O2(g) = H2O(g)
△H2=-242.0kJ/mol
CO(g) + ? O2(g) = CO2(g)
△H3=-283.0kJ/mol
⑴写出制取水煤气的热化学方程式.C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)
△H=+110.5kJ/mol⑵比较反应热数据可知,1mol H2和1mol CO完全燃烧放出的热量之和比1mol C (s)完全燃烧放出的热量（ ）。
甲同学据此认为“煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量”。
乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多”。
你的观点呢？
乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？多乙同学的计算过程：
C (s) + H2O(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) △H1
C (s)+H2O(g)+O2(g) → CO(g)+ H2(g)+O2(g) △H2
CO(g)+H2(g)+O2(g) →CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) △H3
CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) →CO2(g)+H2O(g)
△H4
则有： △H1 = △H2+△H3+ △H4
反应热计算的常见题型：
1、化学反应中物质的量的变化与反应能量变化的定量计算。
2、理论推算反应热：
依据：物质变化决定能量变化
（1）盖斯定律
（2）通过已知热化学方程式的相加，得出新的热化学方程式：
设计合理路径
路径1总能量变化等于路径2总能量变化物质的叠加，反应热的叠加反应热的计算依据1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数；
2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式；
3）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热；4）根据反应物中化学键断裂所吸收的能量与形成生成物中的化学键所放出的能量， △H =反应物中的化学键断裂所吸收的能量和-生成物中的化学键形成所放出的能量和；
5）根据反应物和生成物的总能量计算
△H =E生成物-E反应物
