化學(xué)選修4第一章第三節(jié)__化學(xué)反應(yīng)熱的計算(優(yōu)質(zhì)課)

1、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算許多燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用如許多燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用如圖所示的裝置測定。利用該裝置圖所示的裝置測定。利用該裝置能直接測定反應(yīng)能直接測定反應(yīng)C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)=CO(g)=CO(g)的反應(yīng)熱嗎？若不能的反應(yīng)熱嗎？若不能直接測定，怎么辦？直接測定，怎么辦？121.1.理解蓋斯定律的意義。理解蓋斯定律的意義。2.2.能用蓋斯定律、熱化學(xué)方程式進(jìn)行簡單的反應(yīng)能用蓋斯定律、熱化學(xué)方程式進(jìn)行簡單的反應(yīng)熱的計算。熱的計算。 （重點）（重點）一、蓋斯定律一、蓋斯定律 1840 1840年，瑞士化學(xué)家蓋斯（年，瑞士化學(xué)家蓋斯（G.H.HessG.H.Hess

2、）通過）通過大量實驗證明，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾大量實驗證明，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。步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 換句話說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系換句話說，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)。這就的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。這就是蓋斯定律。是蓋斯定律。1.1.看圖理解蓋斯定律看圖理解蓋斯定律海拔海拔400 m400 m海拔海拔100 m100 mA AB BH H1 1+H H2 2= = 0 02.2.用能量守恒定律論證蓋斯定律用能量守恒定律論證蓋斯定律3.3.蓋斯定律直觀化蓋斯定律直觀化H H1 1+H2 2

3、4.4.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(jìn)行得很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢，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），這些都給有些反應(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，利用蓋斯定律可以間接地測量反應(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)熱計算出來。把它們的反應(yīng)熱計算出來。C C（s s）+ O+ O2 2（g g）=CO=CO（g g），因為），因為C C燃燒時不可燃燒時不可能完全生成能完全生成COCO，總有一部分，總有一部分COCO2 2生成，因此這個反應(yīng)生成，因此這個反應(yīng)的的H無法直

4、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?！咎崾尽俊咎崾尽?1)C(s)+(1)C(s)+O O2 2(g)=(g)=CO=CO2 2(g) (g) 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) H2 2=-283.0 kJ/mol=-283.0 kJ/mol1212【練一練】【練一練】O2HH2H1H1 1=H+H2 2 H =H1 1-H2 2 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ

5、/mol) = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol = -110.5 kJ/molC(s) + OC(s) + O2 2(g) = CO(g) (g) = CO(g) H=-110.5 kJ/mol=-110.5 kJ/mol12二、反應(yīng)熱的計算二、反應(yīng)熱的計算1.1.有關(guān)熱化學(xué)方程式的計算有關(guān)熱化學(xué)方程式的計算【例題【例題1 1】25 25 、101 kPa101 kPa時，使時，使1.0 g1.0 g鈉與足量鈉與足量的氯氣反應(yīng)，生成氯化鈉晶體并放出的氯氣反應(yīng)，生成氯化鈉晶體并放出17.87 kJ17.87 kJ的的熱量，求生成熱量，

6、求生成1 mol1 mol氯化鈉的反應(yīng)熱。氯化鈉的反應(yīng)熱。解析解析： Na(s) + ClNa(s) + Cl2 2(g) = NaCl(s)(g) = NaCl(s)17.87 kJ/g 17.87 kJ/g 23 g/mol = 411 kJ/mol23 g/mol = 411 kJ/mol答：答：生成生成1 mol 1 mol 氯化鈉時放出氯化鈉時放出411 kJ411 kJ的熱量。的熱量。12【例題分析】2.2.關(guān)于燃燒熱的計算關(guān)于燃燒熱的計算【例題【例題2 2】乙醇的燃燒熱】乙醇的燃燒熱H=-1 366.8 kJ/mol=-1 366.8 kJ/mol，在，在2525、101 kPa

7、101 kPa時，時，1 kg1 kg乙醇充分燃燒放出多少熱量？乙醇充分燃燒放出多少熱量？解析解析： n(Cn(C2 2H H5 5OH)= =21.74 molOH)= =21.74 mol1 kg C1 kg C2 2H H5 5OHOH燃燒后產(chǎn)生的熱量：燃燒后產(chǎn)生的熱量：1 366.8 kJ/mol1 366.8 kJ/mol 21.74 mol=2.97121.74 mol=2.97110104 4 kJkJ答：答：1kg1kg乙醇充分燃燒放出乙醇充分燃燒放出2.9712.97110104 4 kJkJ的熱量。的熱量。1 000 g46 g / mol3.3.應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計

8、算應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計算關(guān)鍵：關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出的導(dǎo)出方法：方法：(1)(1)寫出目標(biāo)方程式，確定寫出目標(biāo)方程式，確定“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”( (要消去要消去的物質(zhì)的物質(zhì)) )。(2)(2)然后用消元法逐一消去然后用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”。【例題【例題3 3】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為CHCH3 3COOH(l)+ 2OCOOH(l)+ 2O2 2(g) = 2CO(g) = 2CO2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(l)O(l) H1 1= -870.3 kJ/mol

9、= -870.3 kJ/molC(s)+ OC(s)+ O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H2 2= -393.5 kJ/mol= -393.5 kJ/molH H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g) =H(g) =H2 2O(l) O(l) H3 3= -285.8 kJ/mol= -285.8 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：2C(s) + 2H2C(s) + 2H2 2 (g) + O (g) + O2 2 (g) = CH(g) = CH3 3COOH (l) COOH (l) 12解析：解析：分析各化學(xué)方程式的關(guān)系，可知將方程

10、式分析各化學(xué)方程式的關(guān)系，可知將方程式按按22 + + -組合得所求反應(yīng)的化學(xué)方程式組合得所求反應(yīng)的化學(xué)方程式即：即：H = 2(= 2(H2 2 + + H3 3) ) -H1 1H =2(-393.5 kJ/mol)+(-285.8 kJ/mol)=2(-393.5 kJ/mol)+(-285.8 kJ/mol) -(-870.3 kJ/mol) -(-870.3 kJ/mol) = - 488.3 kJ/mol = - 488.3 kJ/mol答：答：反應(yīng)反應(yīng)2C(s)+2H2C(s)+2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=CH(g)=CH3 3COOHCOOH(l)(l)的的反應(yīng)

11、熱為反應(yīng)熱為-488.3 kJ/mol-488.3 kJ/mol?！揪氁痪殹吭诟邷叵乱谎趸伎蓪⒍趸蜻€原為單質(zhì)硫。已在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。已知：知：C(s)C(s)O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1393.5 kJmol393.5 kJmol1 1 COCO2 2(g)(g)C(s)=2CO(g) C(s)=2CO(g) H H2 2+ +172.5 kJmol172.5 kJmol1 1S(s)S(s)O O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H H3 3296.0 kJmol296.0 kJmol1 1請寫出請寫出CO

12、CO與與SOSO2 2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。_。 2CO(g)2CO(g)SOSO2 2(g)=S(s)(g)=S(s)2CO2CO2 2(g)(g) H H270 kJmol270 kJmol1 11.1.蓋斯定律蓋斯定律根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行計算根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行計算根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計算根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計算2.2.有關(guān)反應(yīng)熱的計算有關(guān)反應(yīng)熱的計算1 1下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是( () )A A化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途徑有關(guān)態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B B蓋斯定律

13、遵守能量守恒定律蓋斯定律遵守能量守恒定律C C利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難測定的反利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難測定的反應(yīng)的反應(yīng)熱應(yīng)的反應(yīng)熱D D利用蓋斯定律可以計算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的利用蓋斯定律可以計算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱A A2. 2. 在在298 K298 K、100 kPa100 kPa時，已知：時，已知：2H2H2 2O(g)=OO(g)=O2 2(g)(g)2H2H2 2(g)(g) H H1 1 ClCl2 2(g)(g)H H2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H H2 22Cl2Cl2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)=4HCl(g)

14、O(g)=4HCl(g)O O2 2(g)(g)H H3 3則則H H3 3與與H H1 1、H H2 2間的關(guān)系正確的是間的關(guān)系正確的是( () )A AH H3 3H H1 122H H2 2 B BH H3 3H H1 1H H2 2C CH H3 3H H1 122H H2 2 D DH H3 3H H1 1H H2 2A A3.(20143.(2014江蘇高考江蘇高考) )已知已知:C(s)+O:C(s)+O2 2(g)CO(g)CO2 2(g)(g)HH1 1COCO2 2(g)+C(s)2CO(g)(g)+C(s)2CO(g)HH2 22CO(g)+O2CO(g)+O2 2(g)

15、2CO(g)2CO2 2(g)(g)HH3 34Fe(s)+3O4Fe(s)+3O2 2(g)2Fe(g)2Fe2 2O O3 3(s)(s)HH4 43CO(g)+Fe3CO(g)+Fe2 2O O3 3(s)3CO(s)3CO2 2(g)+2Fe(s)(g)+2Fe(s)HH5 5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是( () )A.HA.H1 10,H0,H3 300,H0,H4 400C.HC.H1 1=H=H2 2+H+H3 3 D.H D.H3 3=H=H4 4+H+H5 5 C C4.4.已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化已知金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：學(xué)方程式為：C(C(金剛石、金剛石、s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2