反應(yīng)熱的計算.doc

第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算【重難點】1理解蓋斯定律的本質(zhì)，了解其在科學(xué)研究中的意義 2掌握有關(guān)蓋斯定律的應(yīng)用 【知識點】一、蓋斯定律 1蓋斯定律的內(nèi)容：不管化學(xué)反應(yīng)是一步或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的?；蛘哒f，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。2、蓋斯定律的特點 反應(yīng)熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的途徑無關(guān)。就像登山至山頂，不管選哪一條路走，山的海拔總是不變的。反應(yīng)熱總值一定。如下圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱，則HH1H2H3H4H5。 二、蓋斯定律的應(yīng)用 對于進行得很慢的反應(yīng)，不容易直接發(fā)生的反應(yīng)，產(chǎn)品不純(即有副反應(yīng)發(fā)生)的反應(yīng)，測定反應(yīng)熱有困難，如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計算出來。例如：(1)C(s) O2(g)CO2(g)H1393.5 kJmol1 (2)CO(g) O2(g)CO2(g)H2283.0 kJmol1 求C(s)O2(g)CO(g)的反應(yīng)熱。解析：根據(jù)上述兩個反應(yīng)的關(guān)系可知：H1H2H3，H3H1H2393.5 kJmol1(283.0 kJmol1)110.5 kJmol1 所以C(s)O2(g)CO(g)H3110.5 kJmol1三、應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時應(yīng)注意的事項 1熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)同乘以某一個數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。2熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。3將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，H的“”、“”號必須隨之改變。4若熱化學(xué)方程式需相減，最好能先把被減方程式進行顛倒，然后相加，更不易出錯。 典例導(dǎo)析 知識點1：蓋斯定律的意義 例1實驗中不能直接測出由石墨和氫氣反應(yīng)生成甲烷的反應(yīng)熱，但可通過測出CH4、石墨及H2燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱，再求由石墨生成甲烷的反應(yīng)熱。已知：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H1890.3 kJmol1 C(石墨)O2(g)CO2(g) H2393.5 kJmol1H2(g)O2(g)H2O(l)H3285.8 kJmol1求：C(石墨)2H2(g)CH4(g) H4_解析本題考查蓋斯定律的理解和運用，可用“加合法”。因為反應(yīng)式、之間有以下關(guān)系：2所以H4H22H3H1 =-393.5 kJmol-1+2(-285.8 kJmol-1)-(-890.3 kJmol-1)=-74.8 kJmol1 答案74.8 kJmol1跟蹤練習(xí)1蓋斯定律指出：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)。物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由右圖判斷下列關(guān)系錯誤的是()AAF：HH6 BH1H2H3H4H5H61CCF：|H|H1H2H6 |DH1H2H3(H4H5H6)答案B知識點2：蓋斯定律的應(yīng)用例2已知下列熱化學(xué)方程式：(1)CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H1870.3 kJmol1 (2)C(s)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJmol1(3)H2(g) O2(g)H2O(l)H3285.8 kJmol1則反應(yīng)：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為()A488.3 kJmol1 B244.15 kJmol1 C488.3 kJmol1 D244.15 kJmol1 解析依據(jù)反應(yīng)：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)，可將(1)、(2)、(3)分別演變成如下情況：2CO2(g)2H2O(l)CH3COOH(l)2O2(g)Ha870.3 kJmol1 2C(s)2O2(g)2CO2(g) Hb2393.5 kJmol1 2H2(g)O2(g)2H2O(l)Hc2285.8 kJmol1 由于總反應(yīng)等于、相加，故其反應(yīng)熱也等于Ha+Hb+Hc+870.3 kJmol1+(2393.5 kJmol1)(2285.8 kJmol1)488.3 kJmol1。答案A跟蹤練習(xí)2下圖構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽能最終轉(zhuǎn)化為()A化學(xué)能B熱能 C生物能D電能答案B 四、反應(yīng)熱的計算 1由化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)(舊鍵斷裂新鍵生成)及化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因(反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量不等)可得：(1)反應(yīng)熱斷裂舊鍵所需的能量生成新鍵釋放的能量(2)反應(yīng)熱生成物的總能量反應(yīng)物的總能量2根據(jù)蓋斯定律計算：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。也就是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與具體反應(yīng)的途徑無關(guān)。所以，可將熱化學(xué)方程式進行適當(dāng)?shù)摹凹印?、“減”等變形，H進行相應(yīng)的變化后來計算反應(yīng)熱。3其他相關(guān)計算根據(jù)比熱容公式HCmt進行計算；由生成反應(yīng)的焓變計算:反應(yīng)熱生成物生成焓之和反應(yīng)物生成焓之和。 典例導(dǎo)析 知識點1：有關(guān)反應(yīng)熱的計算 例1已知：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H1Q1；2H2(g)O2(g)2H2O(g)H2Q2；2H2(g)O2(g)2H2O(l)H3Q3。室溫時取體積比為41的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至室溫，放出的熱量為()A0.4 molQ1 0.05 molQ3B0.4 molQ1 0.05 molQ2 C0.4 molQ1 0.1 molQ3D0.4 molQ1 0.1 molQ2解析n(氣體) 0.5 mol