必修4 第1.3 化学反应热的计算

你的观点呢？
乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？
乙同学的计算过程：
C (s) + H2O(g) + O2(g)→CO2(g) + H2O(g)△H1
C (s)+H2O(g)+O2(g)→CO(g)+ H2(g)+O2(g)△H2
CO(g)+H2(g)+O2(g)→CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g)△H3
3）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热；
4）根据反应物中化学键断裂所吸收的能量与形成生成物中的化学键所放出的能量，△H=反应物中的化学键断裂所吸收的能量和-生成物中的化学键形成所放出的能量和；
5）根据反应物和生成物的总能量计算
△H=E生成物-E反应物
练习1、已知：H2O(g) = H2O(l)△H2=-44kJ/mol
5、理论上1g葡萄糖在体内完全氧化成CO2(g)和H2O(l)(有氧氧化)释放15.56 kJ能量。在体内这一氧化过程释放的能量由ATP截获被人体利用：
C6H12O6 (s)＋6O2(g)＋38H3PO4 (l)＋38ADP(s)→6CO2(g)＋44H2O(l)＋38ATP(s) ATP(s)＋H2O(l)→ADP(s)＋H3PO4(l)；ΔH＝－30.6 kJ/mol。
【例1】25℃、101kPa时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。
【解】Na(g) + ½ Cl2(g) = NaCl(s)
17.87 kJ / 1g×23 g / mol = 411 kJ / mol
2、有关燃烧热的计算
【例2】乙醇的燃烧热△H=-1366.8 kJ/ mol，在25℃、101kPa时，1 kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？
3、应用
一些反应的反应热难以测量，可以用盖斯定律间接地进行计算出来。
例：计算反应C(s) + 1/2O2(g) = CO(g)的反应热。
已知：C(s)+O2(g) = CO2(g)△H1＝-393.5 kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g)△H2＝-283.0 kJ/mol
运用盖斯定律解题的一般方法
CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g)→CO2(g)+H2O(g)△H4
则有：__________________________
3、已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石的燃烧的热化学方程式分别为：
①C(石墨)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石)+O2(g)==CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol
2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g)△H2= -787.0 kJ/mol
2H2(g) + O2(g) =2H2O(l)△H3= -571.6 kJ/mol
+) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -△H1= 870.3 kJ/mol
---------------------------------------------------------------------------------------------
⑵C(s) + O2 (g) = CO2(g)△H2= -393.5 kJ/mol
⑶H2(g) + ½ O2(g) =H2O(l)△H3= -285.8 kJ/mol
试计算下述反应的反应热：
2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l)
【解】分析各热化学方程式的关系，知道将（1）式反写（相当于逆反应，△H变号），（2）（3）式各乘以2，并将三者相加，即可求出上述反应的反应热。
1、对每个方程式编号，且根据已知写出目标方程并配平，找出一次物，按在目标方程中的位置整理左、右反应物和生成物（反向时注意△H变号）。
2、将各反应物和生成物系数化成目标方程系数一致（可先乘一个系数，△H不要先算出来）。
3、最后将△H相加就好，没有必要再加合所给的方程式，因为最后加合起来一定是配平的目标方程式。
解：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
盖斯定律
1、内容：不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化s) +2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l)△H= -488.3 kJ/mol
反应热的计算依据
1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数；
2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式；
【解】n(C2H5OH) = 1000 g / 46g·mol-1 =21.74mol 1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量：1366.8 kJ/ mol×21.74mol=2.971×104kJ
3、应用盖斯定律的计算
【例3】已知下列反应的反应热
⑴CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1= -870.3 kJ/mol
⑴写出制取水煤气的热化学方程式。
⑵比较反应热数据可知,1mol H2和1mol CO完全燃烧放出的热量之和比1mol C (s)完全燃烧放出的热量（）。
甲同学据此认为“煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量”。
乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多”。
据此判断，下列说法中正确的是（）。
A、由石墨制金刚石是吸热反应，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、由石墨制金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高
4、依据H2和CO的燃烧热数据，某H2和CO的混合气体完全燃烧放出113.74kJ/mol热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为________。
3、火箭发射时可用肼（N2H4）作燃料，以二氧化氮作氧化剂，反应生成氮气和水蒸气。已知：
N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ/mol
写出发射火箭反应的热化学方程式。
2、将煤转化为水煤气的主要反应为:
⑴葡萄糖完全氧化生成CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式是；
⑵葡萄糖在体内完全氧化成CO2(g)和H2O(l)，能量的利用率是%。
7、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量。⑴写出液态肼与液态双氧水反应的热化学方程式：。
强调：正逆反应的反应热数值相等，符号相反。“+”不能省。
思考：为什么在热化学反应方程式中通常可省去反应条件？同一反应，即使反应条件不同，但反应热相同。
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，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？
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol那么写出H2的热化学方程式并计算燃烧热△H是多少？
2、写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时)查燃烧热表知：
①C(s，石墨)+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol
②C(s，金刚石)+O2(g)= CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol
例：
1）Fe2O3(s)+3CO2（g）=2Fe(s）+3CO2（g）△H=-25KJ/mol
2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47kj/mol
3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19KJ/mol
求CO还原FeO的热化学反应方程式？
（1）虚拟路径法：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径
a．由A直接变成D，反应热为ΔH；
b．由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示：
则有：ΔH＝ΔH1+ΔH2+ΔH3
（2）加合法：运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。
反应热的计算
1、有关热化学方程式的计算
C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知:
C (s) + O2(g) = CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol
H2(g) + ½ O2(g) = H2O(g)△H2=-242.0kJ/mol
CO(g) + ½ O2(g) = CO2(g)△H3=-283.0kJ/mol
⑵又已知H2O（l）＝H2O（g）；ΔH＝＋44kJ/mol，则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是。