2019-2020人教版高中化學(xué)選修413化學(xué)反應(yīng)熱的計算(共26張PPT)

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算化學(xué)反應(yīng)熱的計算 例：例：C的燃燒，很難控制的燃燒，很難控制C只生成只生成CO 而不繼續(xù)生成而不繼續(xù)生成CO2，那么其反應(yīng)熱該如何獲，那么其反應(yīng)熱該如何獲 得呢？得呢？ C（g）+ O2（g）CO（g） 1 2 一、蓋斯定律一、蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完 成，其反應(yīng)熱是相同的。成，其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始化學(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)。態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 1 1、蓋斯定律的內(nèi)容、蓋斯定律的內(nèi)容 A A B B 請思考：由起點請思考：由起點

2、A A到終點到終點B B有多少條途徑？有多少條途徑？ 從不同途徑由從不同途徑由A A點到點到B B點的位移有什么關(guān)系點的位移有什么關(guān)系? ? 登山的高度與上登山的高度與上 山的途徑無關(guān)，山的途徑無關(guān)， 只與起點和終點只與起點和終點 的相對高度有關(guān)的相對高度有關(guān) 2.如何理解蓋斯定律？ 坐纜車坐纜車一步完成一步完成 翻山越嶺翻山越嶺分幾步完成分幾步完成 山的高度山的高度反應(yīng)熱反應(yīng)熱 A點點反應(yīng)體系始態(tài)反應(yīng)體系始態(tài) B點點反應(yīng)體系終態(tài)反應(yīng)體系終態(tài) H H2 2 0 0 H H1 1 0 0 S S（始態(tài)）（始態(tài)） L L（終態(tài)）（終態(tài)） 先從始態(tài)先從始態(tài)S變化到終態(tài)變化到終態(tài)L，體系放出熱量，體系

3、放出熱量 （H10)。 經(jīng)過一個循環(huán)，體系仍處于經(jīng)過一個循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因為物質(zhì)沒有態(tài)，因為物質(zhì)沒有 發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即 H1+H20 應(yīng)用能量守恒對蓋斯定律論證應(yīng)用能量守恒對蓋斯定律論證 H H= =H H1 1+ +H H2 2+ +H H3 3 從路徑角度理解蓋斯定律從路徑角度理解蓋斯定律 B H A C H1 H2 D H3 終態(tài)終態(tài)始態(tài)始態(tài) 3、蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義、蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義 有些反應(yīng)進行得很慢有些反應(yīng)進行得很慢 有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生 有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）

4、有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生） 這些都給測量反應(yīng)熱造成了困難這些都給測量反應(yīng)熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱 計算出來計算出來 4 4、蓋斯定律的應(yīng)用、蓋斯定律的應(yīng)用 例例1 1：C C（s s）+ O+ O2 2（g g）=CO=CO（g g）因為）因為C C燃燒時不燃燒時不 可能完全生成可能完全生成COCO，總有一部分，總有一部分COCO2 2生成，因此這個反生成，因此這個反 應(yīng)的應(yīng)的H H無法直接測得，請同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律無法直接測得，請同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律 設(shè)計一個方案計算該反應(yīng)的設(shè)計一個方案計算該反應(yīng)的H H。 已知：已

5、知：(1)C(s)+(1)C(s)+O O2 2(g)=(g)=CO=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+ O (2)CO(g)+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0 kJ/mol=-283.0 kJ/mol 例：例：C的燃燒，很難控制的燃燒，很難控制C只生成只生成CO 而不繼續(xù)生成而不繼續(xù)生成CO2，那么其反應(yīng)熱該如何獲，那么其反應(yīng)熱該如何獲 得呢？得呢？ C（g）+ O2（g）CO（g） 1 2 則 H1=H2+H3 H3=H1-H2 =-393.5kJ/mol -(

6、-283.0kJ/mol) =-110.5kJ/mol CO(g)+1/2O2(g) C(s)+O2(g)CO2(g) H1 H3H2 C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) H3-110.5kJ/mol 運用蓋斯定律解題的一般方法運用蓋斯定律解題的一般方法 （1）虛擬路徑法 可設(shè)計如下虛擬路徑可設(shè)計如下虛擬路徑 虛擬路徑法 若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑 a由A直接變成D，反應(yīng)熱為H； b由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的 反應(yīng)熱分別為H1、H2、H3。如圖所示： 則有：HH1+H2+H3 練習(xí)：練習(xí)： 1、已知： H2O(g) = H2O(l) H2=-44kJ/mol

7、 H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱H是多少？ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol 2 2、寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程、寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程 式式 (25,101kPa時時) 查燃燒熱表知：查燃燒熱表知： C(s，石墨，石墨)+O2(g)= CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(s，金剛石，金剛石)+O2(g)= CO2(g) H2=-395.0kJ/mol C(s，石墨石墨)= C(s，金剛石金剛石) H=+1.5kJ/mol C(石墨，s)+O2(g)

8、 CO2(g) C(金剛石，s)+O2(g) H2O(g) H2O (l) H244 kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (g) H1241.8kJ/mol H2(g) + O2(g) H2O (l) H285.8kJ/mol +) 例：例：已知：已知： H2O(g) = H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，那么，H2的燃燒熱的燃燒熱H是多少？是多少？ （2）加合法）加合法：運用所給方程式通過加減的方法得到運用所給方程式通過加減的方法得到 所求所求的的熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式。 1 1：如

9、何測定：如何測定C(s)+1/2 OC(s)+1/2 O2 2(g) = CO(g)(g) = CO(g)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱 1. C(s)+O2(g) = CO2(g) H 1- 393.5 kJ/mol 2.CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) H2-283.0 kJ/mol 3.C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H3？ 練習(xí)練習(xí) 2. 寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25,101kPa時時) 說明說明：（：（1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)?？梢栽跁胁檎倚枰臄?shù)據(jù)。 （2）并告訴大家你設(shè)計的理由。）并告訴大家你設(shè)計的理由。 查燃燒熱表知：

10、查燃燒熱表知： C(s ，石墨，石墨)+O2(g) = CO2(g) H1= - 393.5kJ/mol C(s ，金剛石，金剛石)+O2(g) = CO2(g) H2= - 395.0kJ/mol - 得：得： C(s ，石墨，石墨)= C(s ，金剛石，金剛石) H= + 1.5kJ/mol 3、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱 CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) =H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol 試計算下述

11、反應(yīng)的反應(yīng)熱： 2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 【解】分析各熱化學(xué)方程式的關(guān)系，知道將（1）式 反寫（相當于逆反應(yīng)，H變號），（2）（3）式各乘 以2，并將三者相加，即可求出上述反應(yīng)的反應(yīng)熱。 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) H2= -787.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) H3= -571.6 kJ/mol +) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -H1= 870.3 kJ/mol - 2C(s) +2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l) H= -4

12、88.3 kJ/mol 反應(yīng)2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 的反應(yīng)熱 為- 488.3kJ/mol 應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時應(yīng)注意的事項應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時應(yīng)注意的事項 1 1熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)同乘以某熱化學(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)。一個數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。 2 2熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相熱化學(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。加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。 3 3將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，H H的的“”、 “”號必

13、須隨之改變。號必須隨之改變。 4 4若熱化學(xué)方程式需相減，最好能先把被減方若熱化學(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。程式進行顛倒，然后相加，更不易出錯。 小結(jié)：小結(jié)： 1.實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反 應(yīng)的應(yīng)的H，但可測出，但可測出CH4燃燒反應(yīng)的燃燒反應(yīng)的H1，根據(jù)蓋，根據(jù)蓋 斯定律求斯定律求H4 。已知：。已知： a.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ/mol b.C(石墨石墨)+O2(g)CO2(g) H2=-393.5kJ/mol c.H2(g)+ 1/2

14、O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJ/mol d.C(石墨石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4=? 解析解析本題考查蓋斯定律的理解和運用，可用本題考查蓋斯定律的理解和運用，可用“加加 合法合法”。 因為反應(yīng)式因為反應(yīng)式、之間有以下關(guān)系：之間有以下關(guān)系： 2 所以所以H4H22H3H1 =- -393.5 kJmol- -1+ +2(- -285.8 kJmol- -1)- -(- - 890.3 kJmol- -1) =-74.8 kJmol 1 答案答案74.8 kJmol 1 2、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱 CH3COOH(l)2O2(g) 2CO2(g) 2

15、H2O(l) H1870.3 kJ/mol C(s)O2(g)CO2(g) H2 393.5 kJ/mol H2(g)1/2 O2(g)H2O(l) H3285.8 kJ/mol 試計算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱試計算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱H: 2C(s)2H2(g) O2(g)CH3COOH(l) H488.3 kJ/mol C(s) H2(g) O2(g)CH3COOH(l) O2(g) O2(g) 3.某次發(fā)射火箭，用某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃燒，生中燃燒，生 成成N2、液態(tài)、液態(tài)H2O。假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)。假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā) 射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。已知：

16、射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l) 解析：解析：根據(jù)蓋斯定律得根據(jù)蓋斯定律得 發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2- H= - 1135.2kJ/mol 4. 已知已知 CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H

17、5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) H3= 1370 kJ/mol 計算計算: 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的的H 2 + 4 - = 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H1= 566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) H2= 1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) H3 = + 1370 kJ/mol+) 2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) H 339.2 kJ/

18、mol 二、有關(guān)反應(yīng)熱的計算 1計算依據(jù) (1)熱化學(xué)方程熱化學(xué)方程 (2) 蓋斯定律蓋斯定律 (3)燃燒燃燒熱的數(shù)據(jù)。 (4)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的根據(jù)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的 能量，能量，H反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量 和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量。和生成物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量。 (5)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算 HE生成物生成物E反應(yīng)物反應(yīng)物 (6)根據(jù)比熱公式進行計算：根據(jù)比熱公式進行計算：QcmT 題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫 1. 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量， 2.利用鍵能計算反應(yīng)熱利用鍵能計算反應(yīng)熱 3. 根據(jù)反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量計算根據(jù)反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量計算 4.利用蓋斯定律利用蓋斯定律 題型二：根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式，進行有關(guān)的計算題型二：根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式，進行有關(guān)的計算 （求放出的熱量、參加反應(yīng)的物質(zhì)的量等）（求放出的熱量、參加反應(yīng)的物質(zhì)的量等） 題型三：比較大小。題型三：比較大小。(數(shù)值和數(shù)值和H不同）不同） 題型四：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量題型四：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量