化学反应热的计算 课件
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化学反应热的计算
一、盖斯定律 1.内容 不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是 相同 的(填“相 同”或“不同”)。 2.特点 (1)反应的热效应只与始态、终态有关，与 途径无关。 (2)反应热总值一定，如右图表示始态到终态的反应热。
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＝ ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 。
1.解题模型
2.解题注意事项 (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 (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，所求之和为其代数和。 (3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。
二、反应热的比较 例 2 下列各组热化学方程式中，化学反应的 ΔH 前者大于后者的是( ) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4 ③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH6
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＜0
ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。 (3)两个有联系的不同反应相比 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0
C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH2＜0 C(s)―Δ―H→1 CO2(g) C(s)―Δ―H→2 CO(g)―Δ―H→3 CO2(g) ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，又ΔH3＜0 所以ΔH2＞ΔH1。
x
23.05 kJ
x＝0.25 mol
α(N2)＝0.125mmolol×100%＝25%。
答案 25%
2.(依据燃料热)已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4 的燃烧热为890 kJ·mol－1，求1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上 述条件下充分燃烧，释放的热量为_2__9_5_3_k_J_。 解析 Q＝283 kJ·mol－1×1 mol＋890 kJ·mol－1×3 mol＝2 953 kJ。
则naA＝nbB＝ncC＝ndD＝ |ΔH| 。
(2)依据盖斯定律：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ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式，同时反应热也作相
应的改变。
(3)依据反应物断键吸收热量Q吸与生成物成键放出热量Q放进行计算：
ΔH＝ Q吸－Q放
。
(4)依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算： ΔH＝ E生成物－E反应物 。 (5)依据物质的燃烧热ΔH计算：Q放＝ n可燃物×|ΔH| 。
(3)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为 另一种形式。 3.意义 因为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)，这给测定反应热造成了困难。此时如果应用 盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。
合作探究 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ②CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 怎样利用盖斯定律求 C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热 ΔH?
二、反应热的计算
1．主要依据 热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热等数据。 2．主要方法 (1)依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依 据热化学方程式中的ΔH求反应热，如
aA ＋ bB===cC ＋ dD ΔH
a
bc
d
|ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) |Q| |Q|
3.(依据键能)已知H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则 N≡N键的键能为_9_4_5_.6__k_J_·m__o_l－__1。 解析 ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)＝－92.4 kJ·mol－1，代入 数据，则E(N≡N)＝945.6 kJ·mol－1。
一、盖斯定律的解题模型及应用技巧
例1 根据盖斯定律，结合下述热化学方程式，回答问题。 已知：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176 kJ·mol－1 (2)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq) ΔH＝－72.3 kJ·mol－1 (3)NH3(g)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq) ΔH＝－52.3 kJ·mol－1 (4)NH4Cl(s)＋H2O(l)===NH4Cl(aq) ΔO(s)＋CO2(g) ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8
A.①
B.④
C.②③④
D.①②③
解析 对于①，CO＋O2―→CO2的反应放热，故ΔH1＜ΔH2，所以①错； 对于②，S(s)―→S(g)需要吸热，故ΔH3＞ΔH4，所以②对；对于③，反 应放热，后一反应物质的化学计量数为前一反应对应物质的2倍，故ΔH5 ＞ΔH6，所以③对；对于④，前一反应吸热，后一反应放热，故ΔH7＞ ΔH8，所以④对。 答案 C
(6)依据比热公式计算：Q＝ cmΔt 。
练一练
1.(依据方程式)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1， 当放出热量23.05 kJ时，求N2的转化率。
解析 N2(g)＋3H2(g) 1 mol
2NH3 ΔH＝－92.2 kJ·mol－1 92.2 kJ
反应热的比较方法 (1)同一反应生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1＜0 A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2＜0 因为C(g)===C(l) ΔH3＜0， ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2＜ΔH1。 (2)同一反应反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＜0
一、盖斯定律 1.内容 不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是 相同 的(填“相 同”或“不同”)。 2.特点 (1)反应的热效应只与始态、终态有关，与 途径无关。 (2)反应热总值一定，如右图表示始态到终态的反应热。
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＝ ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 。
1.解题模型
2.解题注意事项 (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 (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，所求之和为其代数和。 (3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。
二、反应热的比较 例 2 下列各组热化学方程式中，化学反应的 ΔH 前者大于后者的是( ) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4 ③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH6
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＜0
ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。 (3)两个有联系的不同反应相比 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0
C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH2＜0 C(s)―Δ―H→1 CO2(g) C(s)―Δ―H→2 CO(g)―Δ―H→3 CO2(g) ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，又ΔH3＜0 所以ΔH2＞ΔH1。
x
23.05 kJ
x＝0.25 mol
α(N2)＝0.125mmolol×100%＝25%。
答案 25%
2.(依据燃料热)已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4 的燃烧热为890 kJ·mol－1，求1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上 述条件下充分燃烧，释放的热量为_2__9_5_3_k_J_。 解析 Q＝283 kJ·mol－1×1 mol＋890 kJ·mol－1×3 mol＝2 953 kJ。
则naA＝nbB＝ncC＝ndD＝ |ΔH| 。
(2)依据盖斯定律：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ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式，同时反应热也作相
应的改变。
(3)依据反应物断键吸收热量Q吸与生成物成键放出热量Q放进行计算：
ΔH＝ Q吸－Q放
。
(4)依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算： ΔH＝ E生成物－E反应物 。 (5)依据物质的燃烧热ΔH计算：Q放＝ n可燃物×|ΔH| 。
(3)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为 另一种形式。 3.意义 因为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)，这给测定反应热造成了困难。此时如果应用 盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。
合作探究 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ②CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 怎样利用盖斯定律求 C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热 ΔH?
二、反应热的计算
1．主要依据 热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热等数据。 2．主要方法 (1)依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依 据热化学方程式中的ΔH求反应热，如
aA ＋ bB===cC ＋ dD ΔH
a
bc
d
|ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) |Q| |Q|
3.(依据键能)已知H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则 N≡N键的键能为_9_4_5_.6__k_J_·m__o_l－__1。 解析 ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)＝－92.4 kJ·mol－1，代入 数据，则E(N≡N)＝945.6 kJ·mol－1。
一、盖斯定律的解题模型及应用技巧
例1 根据盖斯定律，结合下述热化学方程式，回答问题。 已知：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176 kJ·mol－1 (2)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq) ΔH＝－72.3 kJ·mol－1 (3)NH3(g)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq) ΔH＝－52.3 kJ·mol－1 (4)NH4Cl(s)＋H2O(l)===NH4Cl(aq) ΔO(s)＋CO2(g) ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8
A.①
B.④
C.②③④
D.①②③
解析 对于①，CO＋O2―→CO2的反应放热，故ΔH1＜ΔH2，所以①错； 对于②，S(s)―→S(g)需要吸热，故ΔH3＞ΔH4，所以②对；对于③，反 应放热，后一反应物质的化学计量数为前一反应对应物质的2倍，故ΔH5 ＞ΔH6，所以③对；对于④，前一反应吸热，后一反应放热，故ΔH7＞ ΔH8，所以④对。 答案 C
(6)依据比热公式计算：Q＝ cmΔt 。
练一练
1.(依据方程式)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1， 当放出热量23.05 kJ时，求N2的转化率。
解析 N2(g)＋3H2(g) 1 mol
2NH3 ΔH＝－92.2 kJ·mol－1 92.2 kJ
反应热的比较方法 (1)同一反应生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1＜0 A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2＜0 因为C(g)===C(l) ΔH3＜0， ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2＜ΔH1。 (2)同一反应反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＜0