蓋斯定律 反應(yīng)熱的計(jì)算(高中化學(xué)選修4)(課堂PPT)

1、11-3 反應(yīng)熱的計(jì)算一、理論基礎(chǔ)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，即化學(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(wú)關(guān)。 說(shuō)明：始態(tài)：指的是體系的起始狀態(tài)。包括溫度、壓強(qiáng) 等外界條件和反應(yīng)物的存在形態(tài)。終態(tài)：指的是體系的終止?fàn)顟B(tài)。包括溫度、壓強(qiáng) 等外界條件和生成物的存在形態(tài)。途徑：指的是反應(yīng)經(jīng)過(guò)的過(guò)程(物理的或化學(xué)的中 間步驟)。2根據(jù)蓋斯定律有：H=H1+H2H =H3+H4+H5圖1如圖1所示，反應(yīng)的始態(tài)到達(dá)終態(tài)有三個(gè)不同的途徑：途徑1：經(jīng)過(guò)一步反應(yīng)直接達(dá)到終態(tài)，反應(yīng)熱為H途徑2：經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)達(dá)到終態(tài)，反應(yīng)熱分別為H1、 H2，總反應(yīng)熱為： H1 + H

2、2途徑3：經(jīng)過(guò)三步反應(yīng)達(dá)到終態(tài)，反應(yīng)熱分別為H3、 H4、H5，總反應(yīng)熱為：H3+H4+H53例1：如圖2所示，請(qǐng)證明：H1+H2 =0圖2始態(tài)始態(tài)終態(tài)H1H2H證明：如圖所示，由蓋斯定律可得： H= H1+H2 因始態(tài)直接“轉(zhuǎn)化”為始態(tài)無(wú)需能量，即H=0，所以： H1+H2=H=0，原命題得證。推論：可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)熱大小相等， 符號(hào)相反。 4例2：根據(jù)下圖回答問(wèn)題：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)CO2(g)+2H2O(g)H2H3H1(1)說(shuō)出H1、H2 、H3三者的含義(2)用代數(shù)式表示H1、H2、H3三者的關(guān)系H1：表示1molCH4燃燒生成氣態(tài)

3、水的反應(yīng)熱H2：表示1molCH4燃燒生成液態(tài)水的反應(yīng)熱H3：表示2mol氣態(tài)水轉(zhuǎn)化成液態(tài)水的熱效應(yīng)H2 = H1 + H35例3：已知熱化學(xué)方程式： C(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=566.0kJ/mol求C(s)+ O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱。2C(s)+2O2(g)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H2H3H1分析： 欲求2C(s)+O2(g)=2CO(g)的反應(yīng)熱，可以認(rèn)為C(s)先是燃燒生成CO(g)，然后由CO(g)燃燒生成CO2(g)。轉(zhuǎn)化關(guān)系表示如下：126由蓋斯定律可得：H2=H1+H3H1

4、=H2H3 =2(393.5kJ/mol)(566.0kJ/mol) =221kJ/mol即有：2C(s)+O2(g)=2CO(g) H1=221kJ/mol則C(s)+ O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱H為：12H=12H1(221kJ/mol)12=110.5kJ/mol答：略。7二、反應(yīng)熱的計(jì)算二、反應(yīng)熱的計(jì)算。即例：25、101kPa時(shí)，使1.0g鈉與足量的氯氣反應(yīng)，生成NaCl晶體并放出17.87kJ的熱量。(1)求生成1molNaCl的反應(yīng)熱(2)求相同條件下，消耗22.4LCl2(標(biāo)況)放出的熱量若有：aA(?)bB(?)cC(?)dD(?) H則有：naA(?)nbB(?)ncC

5、(?)ndD(?) nH【計(jì)算依據(jù)之一】8解析：根據(jù)“化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)物消耗量、生成物的生成量成正比”?？芍?1)生成1mol NaCl消耗的金屬Na的質(zhì)量是1g的多少倍， 則反應(yīng)放出的熱量就是17.87kJ的多少倍。(2)消耗22.4LCl2時(shí)消耗的金屬Na的質(zhì)量是1g的多少倍， 則反應(yīng)放出的熱量就是17.87kJ的多少倍。(1) 解：依題意，設(shè)反應(yīng)生成1mol NaCl的反應(yīng)熱為H， 放出的熱量為Q。 因?yàn)樯?mol NaCl需要金屬Na的1mol，則有Q=23g/mol1mol1g 17.87kJ=411kJ所以H=411kJ/mol(2) 解：略。（注意要作答。此略。）9熱

6、化學(xué)方程式1(H1)熱化學(xué)方程式2(H2)熱化學(xué)方程式3(H3)則有：H3H1H2。即 若有：例：已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) H1870.3kJ/mol C(s)O2(g)CO2(g) H2393.5kJ/mol H2(g)12O2(g)H2O(l) H3285.8kJ/mol 試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱：2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l) 【計(jì)算依據(jù)之二】10方法一：設(shè)計(jì)合理的中間產(chǎn)物，利用蓋斯定律求解。2H22H3 =HH1H = 2H22H3H1H = 2(393.5kJ/mol )2(285.8kJ/mol

7、) (870.3kJ/mol) =488.3kJ/mol2C(s)2H2(g)3O2(g) 2CO2(s)2H2O(l) CH3COOH(l)2O2(g)HH12CO2(s)2H2(g)O2(g) 2H22H311方法二：根據(jù)“”求解。解：22得： 2C(s)2O2(g)2CO2(g) H2787.0kJ/mol +)2H2(g)O2(g)2H2O(l) H3571.6kJ/mol 2C(s)+2H2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) H41358.6kJ/mol 得： 2C(s)2H2(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l) H41358.6kJ/mol )CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l) H1870.3kJ/mol 2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)0 H488.3kJ/mol 即：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l) H488.3kJ/mol 答：略。 12小結(jié)(1)。(2)。n1(B)n2(B)H2H1Q1Q2=m1(B)m2(B)=熱化學(xué)方程式1(H1)熱化學(xué)方程式2(H2)熱化學(xué)方程式3(H3)則有：H3H1H2若有：13課堂練習(xí)1.已知熱化學(xué)方程式： C(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=566.0kJ/m