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1、第三节 化学反应热的计算,教学目标： 掌握盖斯定律并能进行化学反应热的简单计算,如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热H1,能直接测定吗？如何测？ 若不能直接测，怎么办？,思考,不能，只能间接计算。因为C与O2不完全燃烧时，O2的量不易控制，生成物可能是CO和CO2的混合物，所以测不出准确的反应热。,CO(g)+1/2O2(g),C(s)+O2(g),CO2(g),H1 + H2 = H3,一盖斯定律：,1.盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。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，这就是盖斯定律。请看教
2、材P11,2.盖斯定律直观化,HH1+H2,CO(g)+1/2O2(g),C(s)+O2(g),CO2(g),实例1,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,则： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热H1=-110.5KJ/mol,其反应的热化学方程式为：,C(s) + O
3、2(g) = CO(g) H1 -110.5 kJ/mol,下列数据表示H2的燃烧热吗？为什么？,H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol,实例2,不是，因为气态水不是稳定的化合物。,H2的燃烧热. H =-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。,2盖斯定律的应用,方法： 1.写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质) 2. 然后用消元法逐一消去“过渡物质”,【例1】已知 CO(g
4、) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 求CO和H2生成液态水和乙醇的热化学方程式【解】： 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l),2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,H=-339.2kJ/mol,例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kP
5、a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。,用一用盖斯定律,石墨能直接变成金刚石吗？,查燃烧热表知： C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,解:- 得： C(石墨，s)= C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,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： N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g) = N2(g)
6、+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),2- = 2(-534kJ/mol)-67.2KJ/mol = -1135.2kJ/mol,H=- 1135.2kJ/mol,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
7、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,C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,练,2. 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
8、 kJ D. 3274.3 kJ,C,练,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,题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量,具体内容: 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,课本P12 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
9、 H,1.0g 17.87kJ,H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol,答：钠与氯气生成NaCl的反应热为-411kJ/mol,热化学方程式: Na(s) + 1/2Cl2 (g) = NaCl (s); H= -411kJ/mol,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P12 例2：,【解】,C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l),46g/mol 1366.8kJ/mol,1000g X,X1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ,答：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量,设1k
10、g乙醇燃烧后放出的热量为X,已知： 欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为( ) A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8,B,变式练习1,变式练习2,氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为： H2(g)1/2O2(g)H2O(l) H285.8kJ/mol CO(g)1/2O2(g)CO2(g) H283.0kJ/mol C8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l) H5518kJ/mol CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H890.3kJ/mol 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃
11、烧时放出热量最少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g),B,1已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/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,课堂练习：,n(H2O)=n(H2)= 3.6g /18g/mol =0.2mol,n(CO)=(113.74kJ - 0.2mol285.8kJ/mol )283.0kJ/mol = 0.2mol n(H2):n(
12、CO) = 0.2:0.2 = 1:1,课堂练习：,2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： CuSO45H2O(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（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 CQ1Q2 D无法确定,A,设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！,盖斯定律的灵活应用,练习： 1.已知25 0C，101kPa下，由氢气的氧气反应生成1mol水蒸汽放热241.8kJ,写出热化学方程式若1g水蒸汽转化为液态水放热2.444kJ,则,H2(g)+1/2O2 (g)=H2O(l) 的H
13、=_氢气的燃烧热H=_.,2.CH (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l) H= -890 kJ/mol 现有CH4和CO的混合气体0.75mol, 经完全燃烧恢复常温, 生成CO2和液态水18g,并放出515kJ热量, 求CO燃烧的热化学方程式_.,解:由CO燃烧只生成CO2，故18g液态水均由CH4燃烧产生，设生成18g液态水放出热量 x,，用去CH4物质的量为y,2.444kJ/g18g=44kJ 241.8kJ+44kJ=285.8kJ,-285.8kJ/mol,-285.8kJ/mol,CH4 (g) + 2O2 (g)= CO2 (g) + 2H2 O
14、(l) H= -890 kJ/mol,1mol 218g 890kJ/mol y 18g x X= = 445kJ/mol 故由CO燃烧放出的热量为：515kJ-445kJ= 70kJ Y=0.5mol n(CO) = 0.75mol-0.5mol = 0.25mol 0.25mol:70kJ = 2mol : Q Q= 560kJ 则CO燃烧的热化学方程式为: 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H= -560 kJ/mol,G.H.Germain Henri Hess (18021850)俄国化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现
15、为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础教育。18261827年，在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。1830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。1838年成为俄国科学院院士。,盖斯简介,盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。1836年发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有纯粹化学基础(1834)，曾用作俄国教科书达40年。,盖斯简介,盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的，实际上是热力学第一定律在化学反应的具体体现，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础，使化学方程式像普通代数方程那样进行运算，从而可以根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反应热。,盖斯简介,