第一章第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計算(第1課時)

2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)1第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計算第1課時新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修4化學(xué)反應(yīng)原理2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)2思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？刹槐砻鞣磻?yīng)條件？正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號相反。“+”不能省去。（1）已知石墨的燃燒熱：△H=-393.5kJ/mol1.寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式2.二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行而實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)3（2）298K，101kPa時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H=-92.38kJ/mol。在該溫度下，取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么？

該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)，1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反應(yīng)生成2molNH3(g)，因而放出的熱量總小于92.38kJ蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)4提出問題在化學(xué)科學(xué)研究中，常常需要知道物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的反應(yīng)熱，但有些反應(yīng)的反應(yīng)熱很難直接測得，我們怎樣才能獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)呢？如何得到C(s)+1/2O2(g)═CO(g)的反應(yīng)熱？①能直接測定嗎？如何測？②若不能直接測，怎么辦？蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)52、分析問題C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1……（1）CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H2……（2）3、解決問題C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H3=?蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)6蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)7C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H3＝？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝-393.5kJ/mol+)△H2+△H3=△H1

∴△H3=△H1

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)8

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol那么，H2的燃燒熱△H究竟是多少？如何計算？已知：

H2O(g)==H2O(l)△H2=-44kJ/mol下列數(shù)據(jù)△H1表示燃燒熱嗎？判斷蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)9H2的燃燒熱

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

△H1＝－241.8kJ/mol

H2O(g)=H2O(l)

△H2＝－44kJ/mol已知

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)10蓋斯定律不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成，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)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)11AB請思考：由起點(diǎn)A到終點(diǎn)B有多少條途徑？從不同途徑由A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系?蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)12如何理解蓋斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)13一、蓋斯定律1.蓋斯定律的內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同。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)。蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)14△H＝△H1+△H22.蓋斯定律直觀化蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)15有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。3．蓋斯定律的應(yīng)用關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。方法：寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）然后用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式”。蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)16【例題1】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)====H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③三個反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)④能不能分成①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)17石墨能直接變成金剛石嗎？例2：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時)說明：（1）可以在書中查找需要的數(shù)據(jù)（2）并告訴大家你設(shè)計的理由。用一用蓋斯定律蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)18查燃燒熱表知：①C(s，石墨)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(s，金剛石)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(s，石墨)=C(s，金剛石)△H=+1.5kJ/mol觀察該熱化學(xué)方程式，回答：金剛石能自動變成石墨嗎？需要什么條件？蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)19

同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難。現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；=-2983.2kJ/molH1P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式_________________________________。P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)；=-29.2kJ/molH科學(xué)探索2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)20你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例3：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol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。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)21例4：已知：CH4(g)

+2O2(g)=CO2(g)

+2H2O(l)△H=-Q1kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-Q2kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-Q3kJ/mol常溫下，取體積比4:1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)況)，經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫，放出的熱為:0.4Q1+0.05Q3蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)221.已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

據(jù)此判斷，下列說法正確的是（）

A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低

B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高

C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低

D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高A隨堂練習(xí)蓋斯定律2023/2/4巴東縣第三高級中學(xué)23

2.在100g碳不完全燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO2占2/3體積，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；=－110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；