人教版高中选修4化学第三节-化学反应热的计算(31张PPT)

(共31张PPT)
第三节
化学反应热的计算
教学目标和重难点
1．理解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
2.
能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算；
1、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
2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量，其热化学方程式为：
_____________________________________________
SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l)
△H=-1427.2kJ/mol
规律:
“正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反
◆能否根据式子：
CH4(g)+O2(g)=
CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-445.15kJ/mol
认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol?
不能
那CH4的燃烧热是多少?
890.3
kJ/mol
写出CH4的燃烧热的热化学方程式
CH4(g)+O2(g)=
CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-890.3kJ/mol
但是,有些物质反应的途径又很多种，例如，碳与氧气的反应：
分步完成：
①
C(s)+1/2O2(g)==CO(g)
ΔH1=
-110.5kJ/mol
②
CO(g)+1/2O2(g)==
CO2(g)
ΔH2=
-283.0kJ/mol
一步完成：
③C(s)+O2(g)==CO2(g)
ΔH3=
-393.5kJ/mol
碳的燃烧通过分步完成和一步完成放出的热量一样吗？
ΔH1+
ΔH2=
（-110.5kJ/mol）+
（-283.0kJ/mol）
=-393.5kJ/mol
=ΔH3
同时,将反应1和反应2合并可以得到反应3
我们发现：不管化学反应是分一步完成或分几步完成，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。
A
B
请思考：由起点A到终点B有多少条途径？
从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?
登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关
盖斯定律的论证：
能量的释放或吸收是以变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。如果没有物质的变化，就不能引发能量的变化。
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:求反应热
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”。
ΔH3=ΔH1+ΔH2
ΔH1=ΔH3－ΔH2
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
如何测出反应①的反应热？
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)
△H1=-241.8kJ/mol
H2O(g)==H2O(l)
△H2=-44kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
△H=?
△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
①
②
③
①+②=③
例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式
(25℃,101kPa时)
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
解题策略：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”。
练习:已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H=－393.51kJ·mol－1
C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)
△
H=－395.41kJ·mol－1
据此判断，下列说法中正确的是(
)
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
例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：
①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2
kJ/mol
②P(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)=4
P(s、红磷)
△=-29.2kJ/mol
①-4×②：
你知道神六的火箭燃料是什么吗？
例3：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：
例4：已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H
=
-1206.8
kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)
△H
=
-635.1
kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)
△H
=
-393.5
kJ/mol
试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变
△H=178.2
kJ/mol
④=②＋③－①
解题策略：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5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。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/m
解题策略：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”。
小结:
1.盖斯定律:不管化学反应是分一步完成或分几步完成，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。
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”。
反应热的计算
第三节
化学反应热的计算
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。
[
例1
]
250C
(1.01)(105)Pa下，1g
硫粉在氧气中充分
燃烧放出
9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。
S
(
s)
+
O2
(g)
=
SO2
(
g
)
△H
=-299.62
kJ
?mol-
1
解:1g
硫粉在氧气中充分燃烧放出
9.
36kJ
热量
(
32g
)
(
9.35
kJ
/g
)
=
299.62
kJ
1
mol
硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：
[
练习1
]
250C
(1.01)(105)Pa下，4g
CO在氧气中燃
烧生成CO2，放出
9.
6kJ热量，写出CO燃烧的热化学
方程式。
2CO
(
g)
+
O2
(g)
=
2CO2
(
g
)
△H
=-
134.4
kJ
?mol-
1
2CO
+
O2
=
2CO2
2×28g
Q
9.6kJ
4
g
解：
设2mol
CO
燃烧放出的热量为
Q
2×28g
:
4g
=
Q
:
9.6
kJ
Q
=134.4
kJ
放热
2、求反应热的计算
【例1】298K、101KPa时，将1.0
g钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87
KJ的热量，求生成1mol
氯化钠的反应热？
kJ
?mol-
1
【例2】乙醇的燃烧热是△H=-1366.8kJ/mol，在25℃，101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？
【例3】已知下列反应的反应热为：
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)
△H1=-870.3kJ/mol
(2)C(s)+O2(g)
==CO2(g)
△H2=-393.5kJ/mol
(3)
H2(g)+1/2O2(g)
==H2O(l)
△H3=-285.8kJ/mol
试计算下列反应的反应热：
2C(s)+2H2(g)+O2(g)
==CH3COOH(l)
[
练习1
]
在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程
式为：2H2(
g
)
+
O2
(
g
)
=
2H2O
(
l
)
;△H
=-
572
kJ
?mol-
CH4(
g
)
+2O2
(g
)
=
CO2
(g
)
+2H2O
(
l
)
;△H
=-
890
kJ
?mol-
由1mol
氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件
下完全燃烧时放出的热量为多少。
解：Q
=
(572kJ
÷
2)
+
(890
kJ×3)
=2956
kJ
[
练习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)+H2O(l)=NH3·
H2O(aq)
△H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g)
+H2O(l)=HCl(aq)
△H3=-72.3kJ/mol
④NH3(aq)+
HCl(aq)=NH4Cl(aq)
△H4=-52.3kJ/mol
⑤NH4Cl(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：
⑤=④+③+②-①，
即△H5
=
+16.3kJ/mol
[
例1
]
在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：
2H2(
g
)
+
O2
(
g)
=
2H2O
(
l
)
△H
=-
571.6
kJ
?mol-
C3H8(
g
)
+5O2
(
g
)
=
3CO2
(
g
)
+4H2O
(l
)
△H
=-
2220
kJ
?mol-
5mol
氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，求
氢气和甲烷的体积比.
解1
：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y
答：氢气和丙烷的体积比为
3：1
x
+
y
=
5
(571.6/2)(x)
+
2220y
=
3847
V(H2):V(C3H8)
=n(H2):n(C3H8)
=
3.75:1.25
=
3:1
3.
求混合物的组成
x
=
3.75
mol
y
=
1.25
mol
[
例3
]
在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：
2H2(
g
)
+
O2
(
g
)
=
2H2O
(
l
)
;△H
=-
571.6
kJ
?mol-
C3H8(
g
)
+5O2
(
g)
=
3CO2
(
g
)
+4H2O
(
l
)
;△H
=-
2220
kJ
?mol-
5mol
氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，求
氢气和甲烷的体积比
解2
：1mol
H2
燃烧放热
571.6kJ/2
=
285.8
kJ
答：氢气和丙烷的体积比为
3：1
1mol
C3H8燃烧放热
2220
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
已知：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H=－571.4kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
△H=－283.0kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量之比
1:1
已知胆矾溶于水时溶液温度降低，
胆矾分解的热化学方程式为：
CuSO4?5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(l)
△H=+Q1kJ/mol
室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液
时放热Q2kJ，则（
）
A．Q1>Q2
B．Q1=Q2
C．
Q1D．无法确定
A
盖斯定律的灵活应用