《化学反应热的计算》高一化学PPT课件下载

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第三节化学反应热的计算G.H. Hess (1802～1850)瑞士（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。1826～1827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。    1836年盖斯发现，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。盖斯简介一．盖斯定律：一．盖斯定律：⒈⒈盖斯定律的内容：盖斯定律的内容：化学反应的反应热只与反应体系的始态和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。终态有关，而与反应的途径无关。⒉⒉盖斯定律直观化：盖斯定律直观化：山的高度与上山的高度与上山的途径无关山的途径无关海拔海拔400m400mCC△△HH11△△HH22AABB△△HH△△HH＝＝△△HH11＋＋△△HH22⒊⒊应用能量守恒定律对盖斯定律进行论证应用能量守恒定律对盖斯定律进行论证SSLL△△HH11＜＜00△△HH22＞＞00△△HH11＋＋△△HH22≡0≡0正逆反应的反应热数值相等，符号相反。“正逆反应的反应热数值相等，符号相反。“+”+”不能省略。不能省略。已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol⑴写出石墨的完全燃烧的热化学方程式⑵二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式学与思CC（石墨）（石墨）+O+O22（（gg）＝）＝COCO22（（gg））△△H=H=－－393.5kJ/mol393.5kJ/molCOCO22（（gg）＝）＝CC（石墨）（石墨）+O+O22（（gg））△△H=H=＋＋393.5kJ/mol393.5kJ/mol①①能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？②②若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？如何测定如何测定C(s)+1/2OC(s)+1/2O22(g)=CO(g)(g)=CO(g)的反应热的反应热△△HH？？不能直接测定该反应的反应热。因为不能直接测定该反应的反应热。因为CC燃燃烧时不可能完全生成烧时不可能完全生成COCO，总有一部分，总有一部分COCO22生成，因生成，因此这个反应的此这个反应的ΔHΔH无法直接测得，但可以测得无法直接测得，但可以测得CC与与OO22反应生成反应生成COCO22以及以及COCO与与OO22反应生成反应生成COCO22的反的反应热。然后根据盖斯定律，计算求出该反应的反应热。应热。然后根据盖斯定律，计算求出该反应的反应热。⒋⒋盖斯定律的应用盖斯定律的应用有些化学反应进行很慢，或不易直接发生有些化学反应进行很慢，或不易直接发生，或产品不纯，很难直接测得这些反应的反应热，，或产品不纯，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。可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。C(s)+O2(g)CO2(g)△△HH11实例△H3△H1＝△H2＋△H3CO(g)+O2(g)1122△H2△H3＝△H1－△H2C(s)+O2(g)＝CO(g)H△3＝？CO(g)+O2(g)＝CO2(g)H△2＝－283.0kJ/molC(s)+O2(g)＝CO2(g)H△1＝－393.5kJ/mol+)△H3＝△H1－△H2＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)＝－110.5kJ/mol11221122C(s)+O2(g)＝CO(g)H△3＝－110.5kJ/mol1122下列数据表示H2的燃烧热吗？为什么？H2(g)+O2(g)＝H2O(g)H△1＝－241.8kJ/molH2O(g)＝H2O(l)H△2＝－44kJ/mol讨论：1122H2(g)+O2(g)＝H2O(l)1122△H＝－285.8kJ/mol+)【例题1】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/molC③2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH解：解：①×2+×4-=②③④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=－566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)ΔH2=－1143.2kJ/mol2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3=+1370kJ/mol+)2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH＝－339.2kJ/mol解题方法：解题方法：⒋⒋盖斯定律的应用盖斯定律的应用首先要找出用已知反应组合成新首先要找出用已知反应组合成新的反应的步骤，然后在计算新反应热效应时，要遵的反应的步骤，然后在计算新反应热效应时，要遵守组合反应式时的加减乘除。守组合反应式时的加减乘除。有些化学反应进行很慢，或不易直接发生有些化学反应进行很慢，或不易直接发生，或产品不纯，很难直接测得这些反应的反应热，，或产品不纯，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。可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。练习：练习：已知：已知：①①CCss＋＋OO22gg＝＝COCO22ggHH＝＝3933935kJ5kJ··molmol11②②2CO2COgg＋＋OO22gg＝＝2CO2CO22ggHH＝＝566kJ566kJ··molmol11③③TiOTiO22ss＋＋2Cl2Cl22gg＝＝TiClTiCl44ss＋＋OO22ggHH＝＝+141kJ+141kJ··molmol11则则TiOTiO22ss＋＋2Cl2Cl22gg＋＋2C2Css＝＝TiClTiCl44ss＋＋2CO2COgg的的HH＝＝。。80kJ·mol80kJ·mol-1-1复习：复习：⒈⒈盖斯定律的内容：盖斯定律的内容：化学反应的反应热只与反应体系的始态和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。终态有关，而与反应的途径无关。⒉⒉盖斯定律的直观表示：盖斯定律的直观表示：AABBCCDD△△HH11△△HH22△△HH33△△HH△△HH＝＝△△HH11＋＋△△HH22＋＋△△HH3311、写出石墨变成金刚石的热化学方程式、写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa℃(25,101kPa℃时时))说明：说明：（（11）可以在书中查找需要的数据。）可以在书中查找需要的数据。（（22）并告诉大家你设计的理由。）并告诉大家你设计的理由。22、某次发射火箭，用、某次发射火箭，用NN22HH44（肼）在（肼）在NONO22中燃烧，中燃烧，生成生成NN22、液态、液态HH22OO。已知：。已知：NN22(g)+2O(g)+2O22(g)=2NO(g)=2NO22(g)H△(g)H△11=+67.2kJ/mol=+67.2kJ/molNN22HH44(g)+O(g)+O22(g)=N(g)=N22(g)+2H(g)+2H22O(l)H△O(l)H△22=-534.4kJ/mol=-534.4kJ/mol请写出请写出NN22HH44（肼）在（肼）在NONO22中燃烧的热化学方程式。中燃烧的热化学方程式。学以致用学以致用11、写出石墨变成金刚石的热化学方程式、写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa℃(25,101kPa℃时时))说明：说明：（（11）可以在书中查找需要的数据。）可以在书中查找需要的数据。（（22）并告诉大家你设计的理由。）并告诉大家你设计的理由。查燃烧热表知：查燃烧热表知：①①C(sC(s，石墨，石墨)+O)+O22(g)=CO(g)=CO22(g)H△(g)H△11=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol②②C(sC(s，金刚石，金刚石)+O)+O22(g)=CO(g)=CO22(g)H△(g)H△22=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以，①-②得：C(s，石墨)=C(s，金刚石)H=+1.5kJ/mol△22、某次发射火箭，用、某次发射火箭，用NN22HH44（肼）在（肼）在NONO22中燃烧，生成中燃烧，生成NN22、液态、液态HH22OO。已知：。已知：NN22(g)+2O(g)+2O22(g)=2NO(g)=2NO22(g)H△(g)H△11=+67.2kJ/mol=+67.2kJ/molNN22HH44(g)+O(g)+O22(g)=N(g)=N22(g)+2H(g)+2H22O(l)H△O(l)H△22=-534.4kJ/mol=-534.4kJ/mol请写出请写出NN22HH44（肼）在（肼）在NONO22中燃烧的热化学方程式。中燃烧的热化学方程式。NN22HH44(g)+O(g)+O22(g)=N(g)=N22(g)+2H(g)+2H22O(l)H△O(l)H△22=-534kJ/mol=-534kJ/mol1122NONO22(g)=N(g)=N22(g)+O(g)+O22(g)H△(g)H△11=-33.6kJ/mol=-33.6kJ/mol+)NN22HH44(g)+NO(g)+NO22(g)=N(g)=N22(g)+2H(g)+2H22O(l)H=-568.0kJ/mol△O(l)H=-568.0kJ/mol△332233、已知下列反应的反应热为：、已知下列反应的反应热为：(1)CH(1)CH33COOHCOOH((ll))+2O+2O22((gg))＝＝2CO2CO22(g)+(g)+2H2H22O(l)O(l)△△HH＝－＝－870.3KJ/mol870.3KJ/mol(2)C(s)+O(2)C(s)+O22(g)(g)＝＝COCO22(g)(g)△△HH＝－＝－393.5KJ/mol393.5KJ/mol(3)H(3)H22(g)+1/2O(g)+1/2O22(g)(g)＝＝HH22O(l)H△O(l)H△＝－＝－285.8KJ/mol285.8KJ/mol试计算下列反应的反应热：试计算下列反应的反应热：2C(s)2C(s)＋＋2H2H22(g)(g)＋＋OO22(g)(g)＝＝CHCH33COOH(l)COOH(l)二．反应热的计算二．反应热的计算例例11：：4g4g硫粉完全燃烧时放出硫粉完全燃烧时放出37kJ37kJ热量，该反应热量，该反应的热化学方程式是：的热化学方程式是：________________________________________________________________________________________。。S(s)+O2(g)＝SO2(g)H△＝－296kJ/mol分析：分析：n(s)=4g32g/mol=mol1188△H=－37kJ×837kJ×81mol=－296kJ/mol⒈⒈根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据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已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。较大小。练习练习11：：0.5molC(0.5molC(石墨石墨))与适量与适量HH22O(g)O(g)反应生成反应生成CO(g)CO(g)和和HH22(g)(g)，吸收，吸收65.65KJ65.65KJ热量，该反应的热化学热量，该反应的热化学方程式方程式是是__________________________________________________________________________________。。C(C(石墨石墨)+H)+H22OO(g)(g)＝＝CO(g)+CO(g)+HH22(g)(g)H△H△＝＝+131.3kJ/mol+131.3kJ/mol练习练习22：：25℃25℃、、101KPa101KPa时，将时，将1.0g1.0g钠与足量氯气钠与足量氯气反应生成氯化钠晶体并放出反应生成氯化钠晶体并放出17.87KJ17.87KJ的热量，求生成的热量，求生成1molNaCl1molNaCl的反应热。的反应热。设生成设生成1molNaCl1molNaCl的反应热为的反应热为xxxx＝＝23g×(23g×(－－17.87kJ/mol)÷1.0g17.87kJ/mol)÷1.0g＝－＝－411kJ/mol411kJ/mol【【解解】】Na(s)+ClNa(s)+Cl22(g)=NaCl(s)H△(g)=NaCl(s)H△1122答：生成答：生成1molNaCl1molNaCl的反应热为－的反应热为－411kJ/mol411kJ/mol23gx23gx1.0g1.0g－－17.87kJ/mol17.87kJ/mol例例22：：乙醇的燃烧热为－乙醇的燃烧热为－1366.8kJ/mol1366.8kJ/mol，在，在25℃25℃、、101KPa101KPa时，时，1kg1kg乙醇充分燃烧后放出多少热乙醇充分燃烧后放出多少热量？量？【【解解】】n(C2H5OH)=1366.8kJ/mol×21.74mol1366.8kJ/mol×21.74mol＝＝29714kJ29714kJ1000g1000g46g/mol46g/mol=21.74mol=21.74mol1kg1kg乙醇燃烧后放出的热量为乙醇燃烧后放出的热量为1kg1kg乙醇的物质的量为乙醇的物质的量为练习练习33、在、在101kPa101kPa时，时，1molCH1molCH44完全燃烧生成完全燃烧生成COCO22和液态和液态HH22OO，放出，放出890kJ890kJ的热量，的热量，CHCH44的燃烧热为多少？的燃烧热为多少？1000L1000LCHCH44（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？【【解解】】根据题意，在根据题意，在101kPa101kPa时，时，1molCH1molCH44完全完全燃烧生成燃烧生成COCO22和液态和液态HH22OO，放出，放出890kJ890kJ的热量，可的热量，可知知CHCH44的燃烧热为的燃烧热为890kJ890kJ／／molmol。。1000LCH1000LCH44（标准状况）的物质的量为：（标准状况）的物质的量为：44.6molCH44.6molCH44完全燃烧放出的热量为：完全燃烧放出的热量为：44.6mol×890kJ44.6mol×890kJ／／molmol＝＝3.97×103.97×1044kJkJ答：答：CHCH44的燃烧热为的燃烧热为890kJ890kJ／／molmol，，1000LCH1000LCH44（标准状况）完全燃烧产生的热量为（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×103.97×1044kJkJ。。＝＝44.6mol44.6mol1000L1000L22.4mol/L22.4mol/L练习4：已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=△－571.6kJ/molCO(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。解：解：n(Hn(H22)=n(H)=n(H22O)==0.2molO)==0.2mol3.6g18g/mol18g/mol0.2molH2燃烧后放出的热量为：燃烧后放出的热量为：0.2mol×0.2mol×＝＝57.16kJ57.16kJ571.6kJ/mol571.6kJ/mol22COCO燃烧后放出的热量：燃烧后放出的热量：113.74kJ113.74kJ－－57.16kJ=57.16kJ=56.58kJ56.58kJn(CO)==0.2moln(CO)==0.2mol56.58kJ56.58kJ283.0kJ/moln(Hn(H22)n(CO)=11∶∶)n(CO)=11∶∶练习5、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)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是（）AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g)BB练习练习66、、COCO、、CHCH44均为常见的可燃性气体。均为常见的可燃性气体。⑴⑴等体积的等体积的COCO和和CHCH44在相同条件下分别完全燃烧，转在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是移的电子数之比是。。⑵⑵已知在已知在101kPa101kPa时，时，COCO的燃烧热为的燃烧热为283kJ/mol283kJ/mol。相。相同条件下，若同条件下，若2molCH2molCH44完全燃烧生成液态水，所放完全燃烧生成液态水，所放出的热量为出的热量为1molCO1molCO完全燃烧放出热量的完全燃烧放出热量的6.306.30倍，倍，CHCH44完全燃烧反应的热化学方程式是：完全燃烧反应的热化学方程式是：。。⑶⑶120℃120℃、、101kPa101kPa下，下，aamLmL由由COCO、、CHCH44组成的混合组成的混合气体在气体在bbmLOmLO22中完全燃烧后，恢复到原温度和压强。中完全燃烧后，恢复到原温度和压强。①①若混合气体与若混合气体与OO22恰好完全反应，产生恰好完全反应，产生bbmLCOmLCO22，则，则混合气体中混合气体中CHCH44的体积分数为的体积分数为（保留（保留11位位小数）。小数）。②②若燃烧后气体体积缩小了若燃烧后气体体积缩小了a/4mLa/4mL，则，则aa与与bb关系的关系的数学表示式是数学表示式是。。1:41:4CHCH44(g)+2O(g)+2O22(g)(g)→→COCO22(g)+2H(g)+2H22O(l)H=△O(l)H=△－－891KJ/mol891KJ/mol33.3%33.3%b≥5a/4b≥5a/4