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高中化學(xué)選修四化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算定稿第一頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎?
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第二頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六如何測(cè)出下列反應(yīng)的反應(yīng)熱:C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol第三頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六
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(shuō):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)。蓋斯定律第四頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六
蓋斯是俄國(guó)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(cè)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(cè)定了化學(xué)反應(yīng)中的能量。1836年經(jīng)過(guò)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(guò)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(gè)不能直接發(fā)生的反應(yīng)要求計(jì)算反應(yīng)熱時(shí),便可以用分步法測(cè)定反應(yīng)熱并加和起來(lái)而間接求得。故而我們常稱蓋斯是熱化學(xué)的奠基人。第五頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六AB請(qǐng)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(wú)關(guān),只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)高度有關(guān)第六頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六如何理解蓋斯定律?
ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關(guān)系?ΔH=ΔH1+ΔH2BΔHACΔH1ΔH2第七頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六
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第八頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六例2: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)△=-29.2kJ/mol①-4×②:第九頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六例3:已知下列各反應(yīng)的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變△H4=+178.2kJ/mol④=②+③-①第十頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六練習(xí)1:寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí))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第十一頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六練習(xí)2: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/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol請(qǐng)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:第十二頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等,符號(hào)相反。“+”不能省去。練習(xí)31.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①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨,s)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol第十三頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六練習(xí)4.已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.51kJ·mol-1C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.41kJ·mol-1據(jù)此判斷,下列說(shuō)法中正確的是()A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),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(shí),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(shí),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(shí),石墨的能量比金剛石的高A第十四頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六練習(xí)5.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】:①×2+②×4-③=④
所以,ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3
=-283.2×2-285.8×4+1370
=-339.2kJ/mol
第十五頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六練習(xí)6.已知下列熱化學(xué)方程式:Zn(S)+1/2O2(g)===ZnO(S)△H1;Hg(l)+1/2O2(g)===HgO(S)△H2;則Zn(S)+HgO(S)==Hg(l)+ZnO(S),△H值為()A、△H2-△H1B、△H2+△H1
C、△H1-△H2D、-△H1-△H2C
第十六頁(yè),共十七頁(yè),編輯于2023年,星期六練習(xí)7.已知①2C(S)+O2(g)===2CO(g)△H=-221.0kJ/mol
,②2H2(g)+O2(g)=
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