人教版高中化學(xué)選修4：化學(xué)反應(yīng)原理 　化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算“十市聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算第一頁，共十八頁。為什么我們需要進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算長征五號“身高59.5米起飛重量為643噸，起飛推力為833.8噸。近地軌道25噸地球同步轉(zhuǎn)移軌道

14噸它的一級火箭燃料采用的是液氧煤油，為了提供這么大的能量，我們需要加注多少噸燃料呢？第二頁，共十八頁。為什么我們需要進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算燃煤工業(yè)鍋爐正常工作一天可提供多少熱能？燒開5kg常溫的水，需要多少升煤氣呢？第三頁，共十八頁。為什么我們需要進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算在化學(xué)科研中，經(jīng)常要通過實(shí)驗(yàn)測定物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)所放出或吸收的熱量。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。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，也需要反應(yīng)熱計(jì)算。第四頁，共十八頁。來自實(shí)驗(yàn)室的難題C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H3＝？3C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝–393.5kJ/mol1CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2＝–283.0kJ/mol212實(shí)驗(yàn)室可通過可燃物充分燃燒來測定反應(yīng)熱氧氣稍過量可讓可燃物的燃燒更充分噢！容易測定這個(gè)有點(diǎn)難測定噢！同學(xué)們說說看，難在哪？不易測定第五頁，共十八頁。一、蓋斯定律蓋斯G.H.瑞士蓋斯定律：不管化學(xué)反應(yīng)一步完成或是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。始態(tài)(S)終態(tài)(L)△H△H

＝

△H1+△H2+△H3反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)△H2第二步△H1第一步△H3第三步第六頁，共十八頁。蓋斯定律蓋斯定律：不管化學(xué)反應(yīng)一步完成或是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。始態(tài)(S)終態(tài)(L)△H1△H2△H3△H△H

＝

△H1+△H2+△H3想一想：同學(xué)們，你們還知道什么量也與之

相似呢？始態(tài)(S)終態(tài)(L)第二步第一步第三步第七頁，共十八頁。蓋斯定律應(yīng)用CO(g)+O2(g)12CO2(g)C(s)+O2(g)△H1△H3蓋斯定律△H1

＝△H2+△H3C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1＝–393.5kJ/molCO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2＝–283.0kJ/mol12C(s)+O2(g)=CO(g)△H3＝？12△H3＝△H1

–△H2＝–393.5kJ/mol

–(–283.0kJ/mol)△H2＝–110.5kJ/mol–110.5kJ/mol始態(tài)(S)終態(tài)(L)△H1△H2△H3△H△H

=

△H1+△H2+△H3請同學(xué)們應(yīng)用蓋斯定律來解決這個(gè)問題！第二步第一步第三步第八頁，共十八頁。用能量守恒定律論證蓋斯定律蓋斯定律經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因?yàn)槲镔|(zhì)沒有發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即△H1+△H2=0先從始態(tài)S變化到終態(tài)L體系放出熱量(△H1<0)始態(tài)(S)然后從L到S，體系吸收熱量(△H2>0)終態(tài)(L)推論：同一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式，正向反應(yīng)△H1與逆向反應(yīng)△H2大小相等，符號相反，即：△H1=–△H2第九頁，共十八頁。根據(jù)熱化學(xué)方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算二、反應(yīng)熱的計(jì)算二、反應(yīng)熱的計(jì)算課本P13例1鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下Na(s)+Cl2(g)＝NaCl(s)△H(kJ/mol)23g/molx1g－17.87kJx＝23g/mol×(－17.87kJ)÷1.0g

＝－411kJ/mol答：解：設(shè)生成1molNaCl的反應(yīng)熱為x23g/mol:x＝1g:－17.87kJ12注意熱化學(xué)方程式和有關(guān)單位正確書寫第十頁，共十八頁。二、反應(yīng)熱的計(jì)算練習(xí)1由氫氣和氧氣反應(yīng)生成9g水蒸氣放熱120.9kJ，①則生成1mol的水的反應(yīng)熱為

，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

。練一練提示：可認(rèn)為氫氣燃燒生成液態(tài)水的過程為先生成水蒸氣，然后水蒸氣再液化，應(yīng)用蓋斯定律解答。②若1g水蒸氣轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化液態(tài)水放熱2.444kJ，則反應(yīng)2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)的△H=

kJ/mol；氫氣的燃燒熱為

kJ/mol–241.8kJ/mol③H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H＝–241.8kJ/mol12–571.6–285.8第十一頁，共十八頁。二、反應(yīng)熱的計(jì)算練習(xí)2天然氣是一種很清潔的能源，它的主要成份是甲烷，已知1g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出55.6kJ熱量，則甲烷的燃燒熱為

；1kg甲烷完全燃燒可提供

熱量。練一練請各小組同學(xué)根據(jù)課本P13例1和例2的理解來計(jì)算本題–889.6kJ/molQ=889.6kJ/mol×=55600kJ1000g16g/mol55600kJCH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)△H=x

16g/mol:x＝1g:–

55.6kJx＝–889.6kJ/mol第十二頁，共十八頁。二、反應(yīng)熱的計(jì)算根據(jù)課本P13例3總結(jié)應(yīng)用蓋斯定律解題方法和步驟第一步：觀察需求解熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物分別在已知熱化學(xué)方程式中“=”哪一側(cè)，如果在不同側(cè)，可先將對應(yīng)已知熱化學(xué)方程式的反應(yīng)物和生成物對調(diào)，同時(shí)△H數(shù)值不變，正負(fù)號對換，也可用減法。第二步：觀察需求解熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物與已知熱化學(xué)方程式中同物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小關(guān)系，并通過同等程度改變各物質(zhì)及對應(yīng)反應(yīng)熱的倍數(shù)，達(dá)到相加后能得出所要求解的熱化學(xué)方程式。第三步：在將已知熱化學(xué)方程式相加時(shí)，對應(yīng)的△H也要進(jìn)行相加，并計(jì)算出結(jié)果，即可求出所需求解熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱。第十三頁，共十八頁。二、反應(yīng)熱的計(jì)算練習(xí)3練一練請各小組同學(xué)根據(jù)對課本P13例3的理解來計(jì)算本題已知：①

CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)

△H1=–871.54kJ/mol②C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H2＝–393.51kJ/mol③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3＝–285.84kJ/mol12求：④2C(石墨)+2H2(g)+O2(g)=

CH3COOH(l)的反應(yīng)熱△H4＝

。④=②×2+③×2–①第十四頁，共十八頁。二、反應(yīng)熱的計(jì)算求：④2C(石墨)+2H2(g)+O2(g)=

CH3COOH(l)的反應(yīng)熱△H4＝

。解析：通過分析可知，反應(yīng)④可由已知熱化學(xué)方程進(jìn)行如下運(yùn)算即可得到④=②×2+③×2–①△H4=△H2×2+△H3×2–△H1△H4=(–393.51kJ/mol)×2+(-285.84kJ/mol)×2–(–871.54kJ/mol)=–487.16kJ/mol–487.16kJ/mol你做對了嗎？第十五頁，共十八頁。結(jié)總識知運(yùn)用蓋斯定律要注意1.熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘以該數(shù)2.熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，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(gè)化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH“+”“-”號必須隨之改變，但數(shù)值不變4.計(jì)算過程中需代入數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)必須帶單位二、反應(yīng)熱的計(jì)算第十六頁，共十八頁。本