高中化学 1.3《化学反应热的计算》课件2 新人教版选修4

变式练习
CH４ (g) + 2O2(g)= CO2 (g) + 2H2 O (l); △ H= -Q1 KJ/mol
2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （g）; △ H= -Q2 KJ/mol
2H2（g）+O2（g） = 2H2 O （l）; △ H=- Q3 KJ/mol
常温下,取体积比4:1的甲烷和氢气的
• 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
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)； H = －110.35 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = －282.57 kJ/mol
△H2=-242.0kJ/mol CO(g) + ½ O2(g) = CO2(g)
△H3=-283.0kJ/mol ⑴写出制取水煤气的热化学方程式.
C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H=+110.5kJ/mol
• 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（ 多 ）。
• 即山的高度与A、B点的海 拔有关，而与由A点到达B 点的途径无关
• 这里的A相当于反应体系的 始态，B相当于反应体系的 终态.山的高度相当于化学 反应的反应热
用能量守恒定律论证盖斯定律
• 先从始态S变化到到终 态L，体系放出热量 （△H1<0），然后从L 到S，体系吸收热量 (△H2>0)。
• 经过一个循环，体系仍 处于S态，因为物质没 有发生变化，所以就不 能引发能量变化，即 △H1+△H2≡0
混合气体11.2L(标况),经完全燃烧恢复常温,
放出的热为: 0.4Q1+0.05Q3
• 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？
【解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol =21.74mol
• 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”。
• 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
H2 = -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
P__4(_s、__白_磷__)=_4__P_(s_、__红_磷__)；__H__=__-2_9_.2__k_J_/m_o_l_。
注意要点
1、热化学方程式同乘以一个数时，反应热数值 也必须同乘以该数值；
2、热化学方程式相加减时，同种物质之间可相 加减，反应热也随之相加减；
⑵ C(s) + O2 (g) == CO2(g) △H2= -393.5 kJ/mol
⑶ H2(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】分析各方程式的关系，知 将方程式按2[⑵ + ⑶] - ⑴组合得上述反应方程式
第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算
在化学科研中，经常要通过实验
测定物质在发生化学反应时所放出 或吸收的热量。但是某些物质的反 应热，由于种种原因不能直接测得， 只能通过化学计算的方式间接获得。 在生产中，对燃料的燃烧、反应条 件的控制以及废热的利用，也需要 反应热计算 。
一、盖斯定律
• 1840年，瑞士化学家盖斯（G．H．Hess） 通过大量实验事实证明，不管化学反应是 一步完成或分几步完成，其反应有关，而与反应的途径无 关。这就是盖斯定律。
看下面的图理解盖斯定律
• 某人从山下A到达山顶B， 无论是翻山越岭攀登而上， 还是坐缆车直奔山顶，其所 处的海拔都高了300m
即：△H = 2[△H 2 + △H3] - △H1
△H =2[(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol)] -(-870.3kJ/mol)
= - 488.3kJ/mol 答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) == CH3COOH (l) 反应热为- 488.3kJ/mol
• 提示（1) C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol
(2) CO(g) + ½O2(g) = CO2(g) △H3=-283.0 kJ/mol
• △H1= △H2+ △H3 • △H2 = △H1- △H3
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol
N2H4(l) + NO2 (g) = 3/2 N2(g) +2 H2O(l) △H =-622kJ/mol –( 68kJ/mol )/2
=-656kJ/mol
• 2、将煤转化为水煤气的主要反应为:
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)
3、将一个热化学方程式颠倒时， △H的符号也 要随之改变
二、反应热的计算
• 有关热化学方程式的计算 【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 答：生成1 mol NaCl的反应热为-411 kJ / mol
盖斯定律在科学研究中的重要意义
• 有些反应进行得很慢 • 有些反应不容易直接发生 • 有些反应的产品不纯（有副反应发生）
• 这些都给测量反应热造成了困难 • 利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热
计算出来
• C（s）+ ½ O2（g）=CO（g）因为C燃烧 时 成不 ，可 因能此完这全个生反成 应的COΔ，H无总法有直一接部测分得CO，2生请 同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计 算该反应的ΔH。
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
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
CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) →CO2(g)+H2O(g) △H4 则有： △H1 = △H2+△H3+ △H4
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；
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；
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是(C )
A.392.92 kJ
B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ
D. 3274.3 kJ
• 应用盖斯定律的计算
【例3】已知下列反应的反应热为
⑴ CH3COOH (l) + 2O2(g) == 2CO2(g) + 2H2O(l) △H1= -870.3 kJ/mol
1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量： 1366.8 kJ/ mol× 21.74mol=2.971 ×104kJ 答：1 kg C2H5OH燃烧后放出2.971 ×104kJ的热量。
• 已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的 热化学方程式分别为：
• ①C(s ，石墨)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
练习题
• 1、火箭发射时用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化剂， 反应生成N2和H2O(l)，查课本第7面上相关数据写 出该反应的热化学方程式。
N2 (g) + 2O2 (g) = 2NO2 (g) △H = +68 kJ/mol
N2H4(l) + O2 (g) = N2(g) +2 H2O(l) △H = - 622kJ/mol
反应热计算的常见题型： 1、化学反应中物质的量的变化与反应能量 变化的定量计算。 2、理论推算反应热：
依据：物质变化决定能量变化 （1）盖斯定律
设计合理路径 路径1总能量变化等于路径2总能量变化
（2）通过已知热化学方程式的相加，得 出新的热化学方程式：
物质的叠加，反应热的叠加
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；
②C(s ，金刚石)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
A • 据此判断，下列说法正确的是（ ）
• 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
• C (s) + ½ O2 (g) = CO (g) △H=-110.5 kJ/mol
同素异形体相互转化但反应热相当小而且 转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很 困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学 反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的 热效应是相同的”。已知：
P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； H1 = -2983.2 kJ/mol P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；