1.3化学反应热的计算 课件 (6)
文档属性
| 名称 | 1.3化学反应热的计算 课件 (6) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 973.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-07-12 09:28:12 | ||
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文档简介
课件32张PPT。第一章化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算目录盖 斯 定 律1反应热的计算231、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol
则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为（ ）A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol
C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol复习:D规律: “正逆”反应的反应热效应数值
相等,符号相反 2、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。
（1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为 kJ。
（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为 kJ。
（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量 （大于、小于、等于)57.3kJ，理由是 。28.6511.46小于醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少 3、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H =- 92.38kJ/mol。在该温度下，取1mol N2(g)和3mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？ 该反应是可逆反应，在密闭容器中进行,该反应将达到平衡状态,1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ温故知新 H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？如何计算？
已知： H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
下列数据△H1表示燃烧热吗？判断①②③①+②=③ 上述例子应用
了什么规律？影响反应热的因素1、与温度、压强有关
2、与物质的状态有关
3、与反应物的用量有关
4、与反应途径无关
——盖斯定律一、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1、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△H＝△H1+△H2 2.盖斯定律直观化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
3、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例1：已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H1 = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)
△H2= -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H3 = -393.5 kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变△H4=+178.2kJ/mol④=②＋③－①例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：
①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol
②NH3(g)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g) =HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol
④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol
⑤NH4Cl(s)= NH4Cl(aq) △H5=？
则第⑤个方程式中的反应热△H是________。
根据盖斯定律和上述反应方程式得：
⑤=④+③+②-①， 即△H5 = +16.3kJ/mol例3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明：（1）可以在书中查找需要的数据
（2）并告诉大家你设计的理由。
石墨能直接变成金刚石吗？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例4：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：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)
△H2= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) △H=-29.2kJ/mol①－4×②：你知道神六的火箭燃料是什么吗？例5：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：正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。
“+”不能省去。练习1.已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol
(1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式
(2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol
②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol2.已知
① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH?【解】：根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。看看反应④能不能分成①②③几步完成。
①×2 + ②×4 - ③ = ④ ?? 所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ????? ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370
＝－339.2 kJ/mol 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题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量， 写出其热化学反应方程式。2、有关反应热的计算
（1）盖斯定律及其应用
（2） 根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)利用键能计算反应热
题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量
二. 反应热的计算1、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时的反应热-411 kJ/ mol 。
2、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 ×10 4kJ
答： 1 kg C2H5OH燃烧后放出2.971 ×10 4kJ的热量。3、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
1．已知1mol白磷转化成红磷，放出18.39 kJ热量，又知：P4(白，s)+5O2 = 2P2O5(s) ΔH1, 4P（红，s）+5O2 = 2P2O5 （s）ΔH2
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2
C．ΔH1=ΔH2 D．无法确定练习B3、 今有如下三个热化学方程式：
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=a kJ/ mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=b kJ/ mol
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=c kJ/ mol
关于它们的下列表述正确的是 ( )
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为
正值
C．a=b D．2b=cD4、某短跑运动员的体重为72 kg,起跑时能以1/7s冲出1m远。能量全部由消耗体内的葡萄糖提供,则该运动员起跑时冲出1m远将消耗多少克葡萄糖?
已知葡萄糖缓慢氧化时的热化学方程式为
C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2804kJ/ mol【解析】
该运动员该时段的加速度为a=2S/t2=98m/s2,故1/7s时的速度:v1=v0+at=0+98m/s2×1/7s=14m/s这段时间消耗的能量E=1/2mv１2==7.056kJ，于是
m(C6H12O6)=7.056kJ/2804kJ.mol-1×180g.mol-1 =0.45g。
【答案】0.45g
【解题回顾】
这是一道理化综合题，注意两科间能量的联系。 谢谢大家！
则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为（ ）A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol
C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol复习:D规律: “正逆”反应的反应热效应数值
相等,符号相反 2、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。
（1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为 kJ。
（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为 kJ。
（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量 （大于、小于、等于)57.3kJ，理由是 。28.6511.46小于醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少 3、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H =- 92.38kJ/mol。在该温度下，取1mol N2(g)和3mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？ 该反应是可逆反应，在密闭容器中进行,该反应将达到平衡状态,1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ温故知新 H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？如何计算？
已知： H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
下列数据△H1表示燃烧热吗？判断①②③①+②=③ 上述例子应用
了什么规律？影响反应热的因素1、与温度、压强有关
2、与物质的状态有关
3、与反应物的用量有关
4、与反应途径无关
——盖斯定律一、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1、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△H＝△H1+△H2 2.盖斯定律直观化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
3、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例1：已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H1 = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)
△H2= -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H3 = -393.5 kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变△H4=+178.2kJ/mol④=②＋③－①例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：
①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol
②NH3(g)=NH3(aq) △H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g) =HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol
④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/mol
⑤NH4Cl(s)= NH4Cl(aq) △H5=？
则第⑤个方程式中的反应热△H是________。
根据盖斯定律和上述反应方程式得：
⑤=④+③+②-①， 即△H5 = +16.3kJ/mol例3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明：（1）可以在书中查找需要的数据
（2）并告诉大家你设计的理由。
石墨能直接变成金刚石吗？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例4：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：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)
△H2= -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) △H=-29.2kJ/mol①－4×②：你知道神六的火箭燃料是什么吗？例5：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：正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。
“+”不能省去。练习1.已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol
(1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式
(2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ/mol
②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) △H =+393.5kJ/mol2.已知
① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH?【解】：根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。看看反应④能不能分成①②③几步完成。
①×2 + ②×4 - ③ = ④ ?? 所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ????? ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370
＝－339.2 kJ/mol 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题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量， 写出其热化学反应方程式。2、有关反应热的计算
（1）盖斯定律及其应用
（2） 根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)利用键能计算反应热
题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量
二. 反应热的计算1、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时的反应热-411 kJ/ mol 。
2、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 ×10 4kJ
答： 1 kg C2H5OH燃烧后放出2.971 ×10 4kJ的热量。3、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
1．已知1mol白磷转化成红磷，放出18.39 kJ热量，又知：P4(白，s)+5O2 = 2P2O5(s) ΔH1, 4P（红，s）+5O2 = 2P2O5 （s）ΔH2
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2
C．ΔH1=ΔH2 D．无法确定练习B3、 今有如下三个热化学方程式：
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=a kJ/ mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=b kJ/ mol
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=c kJ/ mol
关于它们的下列表述正确的是 ( )
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为
正值
C．a=b D．2b=cD4、某短跑运动员的体重为72 kg,起跑时能以1/7s冲出1m远。能量全部由消耗体内的葡萄糖提供,则该运动员起跑时冲出1m远将消耗多少克葡萄糖?
已知葡萄糖缓慢氧化时的热化学方程式为
C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2804kJ/ mol【解析】
该运动员该时段的加速度为a=2S/t2=98m/s2,故1/7s时的速度:v1=v0+at=0+98m/s2×1/7s=14m/s这段时间消耗的能量E=1/2mv１2==7.056kJ，于是
m(C6H12O6)=7.056kJ/2804kJ.mol-1×180g.mol-1 =0.45g。
【答案】0.45g
【解题回顾】
这是一道理化综合题，注意两科间能量的联系。 谢谢大家！