高中化学选修4化学反应热的计算课件.ppt
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1、选修4第一章 第三节化学反应热的计算,教学目标:,在质量守恒定律和能量守恒定律的基础上理解、掌握盖斯定律,并学会应用盖斯定律进行化学反应热的计算;进一步巩固对化学反应本质的理解。,1、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol 则反应HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)的H为( ),A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol,复习:,D,2、甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量,其热化学方程
2、式为: _,SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) H=-1427.2kJ/mol,3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol,计算下列反应中放出的热量。 (1)用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应,放出热量为 kJ。 (2)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出热量为 kJ。 (3)用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应,放出的热量 (大于、小于、等于)57.3kJ,理由是 。,28.65,11.46,小于,醋酸是弱电解质,只是少部分电离,发生电离时要吸热,中和时放热较少,燃烧热,在25、101kPa时
3、,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,单位一般用kJmol,表示的意义,C的燃烧热为393.5kJ/mol, 表示在101kPa时,1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量,表示为:H =-393.5kJ/mol,研究的条件,燃烧物的量,反应程度,反应程度,能否根据式子:,CH4(g)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) H=-445.15kJ/mol,认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol?,不能,燃烧热的计算,例:0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为 。,B2H6(g)
4、+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l);H=-2165kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么,H2的燃烧热H究竟是多少?如何计算? 已知: H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列数据H1表示燃烧热吗?,判断,思考,如何测出这个反应的反应热: (1)C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(
5、s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol, + = , 则 H1 + H2 =H3 所以, H1 =H3- H2 = -393.5kJ/mol- 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,应用了什么规律?,影响反应热的因素,1、与温度、压强有关(了解) 2、与物质的状态有关 3、与反应物的用量有关 4、与反应条件(途径)无关 盖斯定律,一、盖斯定律 不管化学反应是分一步
6、完成或分几步完成,其反应热是相同的。 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。,如何理解盖斯定律?,H、H1、H2 之间有何关系?,H=H1+H2,B,H,例1:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa时) 说明: (1)可以在书中查找需要的数据 (2)并告诉大家你设计的理由。,石墨能直接变成金刚石吗?,查燃烧热表知: C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,所以, - 得: C(石墨,s)= C(金刚石,s) H=+1.5kJ/mol,观察该热
7、化学方程式,回答:金刚石能自动变成石墨吗?需要什么条件?,你知道神六的火箭燃料是什么吗?,例2:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知: N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,CO(g),C(s),CO2(g),例3,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1?,CO(g)+1/2O2(
8、g)=CO2(g) H2-283.0 kJ/mol,C(s)+O2(g)=CO2(g) H3-393.5 kJ/mol,+),H1 + H2 = H3,H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,下列数据表示H2的燃烧热吗?,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol,例4,298K,101kPa时,合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38kJ/mol。 在该温度下
9、,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于92.38kJ,其原因是什么?,该反应是可逆反应,在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态, 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g),因而放出的热量总小于92.38kJ,学与思,有些化学反应进行很慢或不易直接发生,很难直接测得这些反应的反应热,可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。,2盖斯定律的应用,关键:目标方程式的“四则运算式”的导出。,方法:写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质) 然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四则
10、运算式”。,思考:为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件?,正逆反应的反应热效应数值相等,符号相反。 “+”不能省去。,练习,1.已知石墨的燃烧热:H=-393.5kJ/mol (1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式 (2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式,热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应,C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol CO2(g) =C(石墨,s)+O2(g) H1=+393.5kJ/mol,2.已知25、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=393.51k
11、Jmol1 C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1 据此判断,下列说法中正确的是( ) A、由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低 B、由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高 C、由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低 D、由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高,A,3.已知 CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2
12、(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 试计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H,【解】:根据盖斯定律,反应不论是一步完成还是分几步完成,其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,看看反应能不能分成几步完成。2 + 4 - = 所以,HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,4. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且 C(s) +1/2O2(g) = CO(g); = 110.35 k
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