人教化学选修4第一章第三节　化学反应热的计算（共22张PPT）

(共22张PPT)
第三节
化学反应热的计算
①能直接测定吗？如何测？
②若不能直接测，怎么办？
问题：如何测定C(s)+1/2O2(g)==CO(g) 的反应热△H1
CO(g)
C(s)
CO2(g)
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。

化学反应的焓变（ ΔH）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
CO(g)
C(s)
CO2(g)
ΔH3=-283.0kJ/mol
ΔH1=-393.5kJ/mol
①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?
②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol
① + ② = ③ ，则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3
ΔH1 =ΔH3 - ΔH2 = -393.5kJ/mol + 283.0kJ/mol
= - 110.5kJ/mol
例1
H2(g)+1/2O2(g)==H2O (g) △H1＝－241.8kJ/mol
求H2(g)+1/2O2(g)==H2O (l) 的反应热。
例2
△H＝△H1＋ △H2＝－285.8kJ/mol
有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
二、盖斯定律的应用
方法：写出目标方程式，确定“过渡物质”（要
消去的物质），然后用消元法逐一消去“过渡物
质”，导出“四则运算式”。
【例3】已知
① CO(g) + 1/2 O2(g) == CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) == H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol
③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) == 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol　
试计算 ④2CO(g)＋ 4 H2(g)== H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH
解：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
若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。
总结规律：
1、计量数的变化与反应热数值的变化要对应
2、反应方向发生改变反应热的符号也要改变
思考：
在用方程式叠加计算反应热时要注意哪些问题？
例4、已知下列热化学方程式：
2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H1= -702.2 kJ/mol
2Hg(l)+O2(g)=2HgO (s) △H2=-181.4 kJ/mol
由此可知Zn(s)+ HgO (s)= ZnO(s)+ Hg(l)的△H值是？
△H= 0.5( — )
△H1
△H2
D
二：若某一化学反应可分为多步进行，则其总反应热为各步反应的反应热之和。
　　即△H= △H1+ △H2+ △H3+……
一： 若某化学反应从始态到终态其反应热为△H，而从终态到始态的反应热为△H ’，这两者和为０。
　　即△H＋ △H ’ = ０
三：若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。
小结：
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1 mol N2(g)和3 mol 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， 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ
学与思
练习1：由氢气和氧气反应，生成1 mol水蒸气，放热241.8 kJ。写出该反应的热化学方程式：______________________________________。
若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则H2的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。
答案：H2(g)＋O2(g)== H2O(g)ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 [或2H2(g)＋O2(g)== 2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJ·mol－1]；
－285.8
*
练习2：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)；ΔH1=-2983.2 kJ/mol
P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； ΔH2= -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)=4 P(s、红磷)； ΔH= -29.2 kJ/mol
*
练习3：根据下列反应的焓变,计算C(石墨)与H2(g)反应生成1molC2H2(g)的焓变:
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6KJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599.2KJ/mol
∵ (①×4 +②－③) ÷2得：2C(石墨)+H2(g) =C2H2（g）
∴ △H=(△H1 ×4 + △H2－ △H3) ÷2
△H=+226.8kJ/mol
*
练习5：已知
①2C(s) + O2(g)? == 2CO(g) △H= -221.0kJ/mol
②2H2(g) + O2(g) == 2H2O(g) △H= -483.6kJ/mol 则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2 (g) 的△H为( )
A、+262.6kJ/mol B、-131.3kJ/mol
C、-352. kJ/mol D、+131.3kJ/mol
D
*
练习4:按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题。已知：(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176 kJ/mol
(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3· H2O(aq) △H2=-35.1 kJ/mol
(3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=-72.3 kJ/mol
(4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3 kJ/mol
(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= 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：
(4) + (3) + (2) - (1) = (5)，即△H5 = +16.3kJ/mol
练习5：“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气体是指天然气，其主要成分是甲烷。
工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为1∶1。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量；1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式_____________________________________；若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量________(填“＞”、“＜”或“＝”)890 kJ
(2)忽略水煤气中的其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为________；燃烧生成CO2的质量比约为________。
(3)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作民用燃料，其突出的优点是______________________________________