人教化学选修4第一章第三节　化学反应热的计算（共23张PPT）

(共23张PPT)
化学反应中的热效应
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1、有关热化学方程式的计算
例1、在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式
分别为:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H=－566KJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H=－890KJ/mol
由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( )
A．2912KJ B.2953KJ
C.3236KJ D.3867KJ
B
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如何测定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热△H1
①能直接测定吗？如何测？
②若不能直接测，怎么办？
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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
所以， ΔH1 =ΔH3- ΔH2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol
应用了什么规律？
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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。
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一．盖斯定律：
1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同.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。
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△H＝△H1+△H2
2.盖斯定律直观化
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CO(g)
C(s)
CO2(g)
实例1
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C(s)+1/2O2(g)==CO(g) △H1＝？
CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol
C(s)+O2(g)==CO2(g) △H3＝-393.5 kJ/mol
+)
△H1 + △H2 = △H3
∴△H1 = △H3 － △H2
= -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol
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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。
2．盖斯定律的应用
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
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”。
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【例题1】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
③C2H5OH(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】：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。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，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
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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：
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(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
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例３、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/mol
P(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
。
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D
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（2）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
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1. 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
A
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2.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
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练习
1.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=-176kJ/mol
(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3· H2O(aq) △H2=-35.1kJ/mol
(3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=-72.3kJ/mol
(4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=-52.3kJ/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
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求混合物的组成
[ 例4]在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的
化学方程式为：
2H2(q)+ O2(q) = 2H2O( l )ΔH =- 571.6 kJ/mol
C3H8(q+5O2(= 3CO2(q+4H2O(l)ΔH =- 2220 kJ/mol
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热
3847kJ 则氢气和甲烷的体积比为 ( )
(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1
B
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解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y
x + y = 5
(571.6/2)(x) + 2220y = 3847
V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1
x = 3.75 mol
y = 1.25 mol
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解2 ：1mol H2 燃烧放热 285.8 kJ
1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ
H2 285.8
C3H4 2220
769.4
1450.6
483.6
3
1
=
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解3 ：( 巧解）
5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol，
H2 的物质的量必大于3mol。
∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ,
超过总放热量 3847 kJ
n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2
选 B
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