蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算演示文稿

蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有35頁\編輯于星期四第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、從能量守恒角度理解并掌握蓋斯定律；2、能正確運(yùn)用蓋斯定律解決具體問題；3、學(xué)會化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。第一章化學(xué)反應(yīng)與能量現(xiàn)在是2頁\一共有35頁\編輯于星期四1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol

則反應(yīng)HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H為（）A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol

復(fù)習(xí):D2、甲硅烷（SiH4）是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室溫下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ熱量，其燃燒熱化學(xué)方程式為_____________________________________________SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l)△H=-1427.2kJ/mol規(guī)律:“正逆”反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號相反現(xiàn)在是3頁\一共有35頁\編輯于星期四

在化學(xué)科研中，經(jīng)常要測量化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，但是某些物質(zhì)的反應(yīng)熱，由于種種原因不能直接測得，只能通過化學(xué)計(jì)算的方式間接獲得。如對于反應(yīng)：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)，因?yàn)镃燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應(yīng)的△H

無法直接測得，那么該反應(yīng)的反應(yīng)熱是如何確定的呢？問題情景

此外，在生產(chǎn)中，對燃料的燃燒，反應(yīng)條件的控制以及廢熱的利用，也需要進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。

現(xiàn)在是4頁\一共有35頁\編輯于星期四

1、定義：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。

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)。一、蓋斯定律現(xiàn)在是5頁\一共有35頁\編輯于星期四

蓋斯是俄國化學(xué)家，早年從事分析化學(xué)研究，1830年專門從事化學(xué)熱效應(yīng)測定方法的改進(jìn)，曾改進(jìn)拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計(jì)，從而較準(zhǔn)確地測定了化學(xué)反應(yīng)中的能量。1836年經(jīng)過多次試驗(yàn)，他總結(jié)出一條規(guī)律：在任何化學(xué)反應(yīng)過程中的熱量，不論該反應(yīng)是一步完成的還是分步進(jìn)行的，其總熱量變化是相同的，1840年以熱的加和性守恒定律形式發(fā)表。這就是舉世聞名的蓋斯定律。蓋斯定律是斷定能量守恒的先驅(qū)，也是化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)。當(dāng)一個不能直接發(fā)生的反應(yīng)要求計(jì)算反應(yīng)熱時，便可以用分步法測定反應(yīng)熱并加和起來而間接求得。故而我們常稱蓋斯是熱化學(xué)的奠基人。蓋斯的生平事跡現(xiàn)在是6頁\一共有35頁\編輯于星期四AB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?登山的高度與上山的途徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對高度有關(guān)為了理解蓋斯定律，可以以登山為例：現(xiàn)在是7頁\一共有35頁\編輯于星期四△H2>0△H1<0S（始態(tài)）L（終態(tài)）△H1

+△H2

≡0以能量守恒定律來論證蓋斯定律：現(xiàn)在是8頁\一共有35頁\編輯于星期四如何理解蓋斯定律？

ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系？ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2現(xiàn)在是9頁\一共有35頁\編輯于星期四CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2例1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3

－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol現(xiàn)在是10頁\一共有35頁\編輯于星期四下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H1＝－241.8kJ/mol②H2O(g)=H2O(l)△H2＝－44kJ/mol已知③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

①+②=③△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol實(shí)例2①那么，H2的燃燒熱△H究竟是多少？如何計(jì)算？現(xiàn)在是11頁\一共有35頁\編輯于星期四

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)。2、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（1）寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）（2）然后用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式”。消去的技巧：目標(biāo)方程式和已知方程式同類物質(zhì)（同為反應(yīng)物或同為生成物）相加；不同類物質(zhì)（一個為反應(yīng)物與一個為生成物相減；

遵循數(shù)學(xué)基本原則現(xiàn)在是12頁\一共有35頁\編輯于星期四例1：已知下列各反應(yīng)的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變△H=+178.2kJ/mol④=②＋③－①現(xiàn)在是13頁\一共有35頁\編輯于星期四例2：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時)石墨能直接變成金剛石嗎？查燃燒熱表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：

C(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=+1.5kJ/mol現(xiàn)在是14頁\一共有35頁\編輯于星期四例3：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?，F(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：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol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)△H=-29.2kJ/mol①-4×②：現(xiàn)在是15頁\一共有35頁\編輯于星期四小結(jié)：（1）熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)同時改變正、負(fù)號；當(dāng)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變，其反應(yīng)熱數(shù)值改變相同的倍數(shù)（2）根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其△H相加或相減，得到一個新的熱化學(xué)方程式。（3）可燃物產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×燃燒熱

現(xiàn)在是16頁\一共有35頁\編輯于星期四注意事項(xiàng)：（1）熱化學(xué)方程式乘上某一個數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也須乘上該數(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?，F(xiàn)在是17頁\一共有35頁\編輯于星期四你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例4：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol②N2H4(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

2×②－①：現(xiàn)在是18頁\一共有35頁\編輯于星期四思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通常可不表明反應(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。練習(xí)1.已知石墨的燃燒熱：△H=-393.5kJ/mol(1)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)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol現(xiàn)在是19頁\一共有35頁\編輯于星期四2.已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計(jì)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

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370kJ/mol

＝－339.2kJ/mol

現(xiàn)在是20頁\一共有35頁\編輯于星期四3.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)△H=－110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=－282.57kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（）392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJC現(xiàn)在是21頁\一共有35頁\編輯于星期四

利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律、熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算:題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量二．反應(yīng)熱的計(jì)算：現(xiàn)在是22頁\一共有35頁\編輯于星期四具體內(nèi)容:1.已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。2、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算:（1）蓋斯定律及其應(yīng)用（2）根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出或吸收的熱量（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小。

Q=n×(-ΔH)

比熱公式:△H=cm△T現(xiàn)在是23頁\一共有35頁\編輯于星期四

(3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱①△H=∑E(吸)-∑E(放)②△H=反應(yīng)物的鍵能總和–生成物的鍵能總和③△H=∑E(生成物)-∑E(反應(yīng)物)△H的計(jì)算數(shù)值：吸“+”放“-”

現(xiàn)在是24頁\一共有35頁\編輯于星期四練習(xí)2、(2010·廣東高考)在298K、101kPa時，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)

ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)

ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)

ΔH3則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是(

)A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2

B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2

D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2A現(xiàn)在是25頁\一共有35頁\編輯于星期四A現(xiàn)在是26頁\一共有35頁\編輯于星期四A②×3/2－②即得目標(biāo)方程式，故有：△H=3/2△H2－△H1=824.35kJ·mol－1

現(xiàn)在是27頁\一共有35頁\編輯于星期四練習(xí)5、已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為：(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol(2)C(s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol試計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：

2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)②×2+③×2－①得：△H===2△H2+2△H3－①==2×（－393.5）+2×（－285.8）－（－870.3）==－488.3kJ/mol現(xiàn)在是28頁\一共有35頁\編輯于星期四練習(xí)6、由金紅石TiO2制取單質(zhì)Ti，涉及到的步驟為：：TiO2TiCl4Ti

已知：①Cs＋O2g＝CO2g；H＝3935kJ·mol1 ②2COg＋O2g＝2CO2g；

H＝566kJ·mol1

③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g；

H＝+141kJ·mol1

則TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝

。現(xiàn)在是29頁\一共有35頁\編輯于星期四連接高考：練習(xí)6、焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=一197kJ/mol；

2H2O(g)＝2H2O(1)△H2＝一44kJ/mol

2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)＝2H2SO4(l)△H3＝一545kJ/mol。

則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l)

ΔH＝-152kJ·mol-1現(xiàn)在是30頁\一共有35頁\編輯于星期四練習(xí)7、捕碳技術(shù)（主要指捕獲CO2）在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2

可發(fā)生如下可逆反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1反應(yīng)Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2HCO3(aq) △H2反應(yīng)Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2(NH4)2HCO3(aq) △H3請回答下列問題：△H3與△H1、△H2之間的關(guān)系是：△H3=

。2△H2–△H1

現(xiàn)在是31頁\一共有35頁\編輯于星期四練習(xí)8、碘也可用作心臟起搏器電源—鋰碘電池的材料。該電池反應(yīng)為：2Li（s）+I2（s）=2LiI（s）△H已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H14LiI（s）+O