化学反应热的计算 课件

CH4(g)
ΔH＝－73 kJ·mol－1
高温
③2CO(g)
C(s)＋CO2(g)
ΔH＝－171 kJ·mol－1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 _________________________________________________。
解析：本题考查盖斯定律。根据原子守恒原理，要得到 方程式CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ，可以用(方 程式②＋方程式③—2×方程式①)；所以ΔH＝－73 kJ·mol －1＋(－171 kJ·mol－1)－2×(－41 kJ·mol－1)＝
应用 思考
若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如
图)，

，则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、
ΔH4、ΔH5之间有何关系？ 提示：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
综合 拓展
二、反应热的计算
1．反应热的计算方法和类型
(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物 质的量成正比。
要点二 反应热的计算
1．计算依据
(1)__热__化__学__方__程__式____。
(2)___盖__斯__定__律_______。
(3)____燃__烧__热________的1数据。
2．计算方法
2
如已知：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol； (2)CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
(3)热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时 的反应热。
(4)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
一、盖斯定律的应用
例1工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径
生成CH4。已知： ①CO(g)＋H2O(g) 高温 H2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－41 kJ·mol－1
高温
②C(s)＋2H2(g)
(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH 看作一个整体。
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态 的相互转化，物质的状态由固→液→气变化时，会吸热；反之 会放热。
(5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热 数值相等，符号相反。
二、反应热的计算
例2 甲醛是一种重要的化工产品，可以利用甲醇脱氢 制备，反应式如下：①CH3OH(g)===CH2O(g)＋H2(g) ΔH1 ＝＋84.2 kJ·mol－1 ，向反应体系中通入氧气，通过反应② 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1 ，提供 反应①所需热量，要使反应温度维持在700 ℃，则进料中甲 醇与氧气的物质的量之比为( )
ΔH2＝－283.0 kJ/mol。 若C(s)＋ O2(g)===CO(g)的反应热 为ΔH， 根据盖斯定律，知：
1 2
ΔH1＝ ΔH＋ΔH2 ____________________________________________________ ______，
则：ΔH＝ _Δ_H__1－__Δ__H_2_＝__－__3_9_3_.5__k_J_/_m_o_l_－__(_－__2_8_3_.0__k_J_/m__o_l)_＝___________ 。－110.5 kJ/mol
－162 kJ·mol－1。
答案：CO2(g)＋4H2(g) 162 kJ·mol－1
CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－
名师点睛：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计 反应过程，同时要注意：
(1)当热化学方程式乘以或除以某数时，ΔH也相应乘以或 除以某数。
(2)当热化学方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加 减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进 行运算。
(2)根据反应物和生成物的能量和计算：ΔH＝生成物的 能量和－反应物的能量和。
(3)根据反应物和生成物的键能和计算：ΔH＝反应物的 键能和－生成物的键能和。
(4) 根 据盖斯 定 律 计算 ： 将 热化 学 方 程式 进 行 适当 的 “加”“减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。
(5)根据物质燃烧放热数值计算：Q放＝n(可燃物)×ΔH。
3．应用
对于进行得__很__慢____的反应，不容易_直__接__发__生_的反应， 有_些__反__应__的_ 产品不纯 (即有 副_反__应__发__生_ )的反应，___测__定___
这些反应的反应热有困难，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。
则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
2．运用盖斯定律解题的常用方法
通常有两种方法：
其一，虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可设置 如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。
其二，加合法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得 到新化学方程式：
(1)确定待求的反应方程式；
(2)找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位 置；
(6)根据比热公式进行计算：Q＝CmΔt。
2．反应热的计算应注意的问题
(1)运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式 中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热 等对应关系，列式进行简单计算。
(2)注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的 量，必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加 倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以 直接相加减，化学计量数必须与ΔH相对应。
A．5.74∶1 B．11.48∶1
C．1∶1
D．2∶1
解析：若1 mol CH3OH分解成1 mol H2需吸收84.2 kJ热 量，通入氧气0.174 mol与氢气反应可放出相同的热量。则 进料中甲醇与氧气的物质的量之比为5.74∶1。
答案：A
名师点睛：进行有关反应热的计算时，只要把反应热 看作类似于产物之一即可，在实际计算时只对其取正值然后 与化学方程式的化学计量数(或质量等)列比例计算。根据热 化学方程式进行热量计算时，要注意正、负号的使用。
化学反应热的计算
要点一 盖斯定律
1．内容 不管化 学 反应是 一 步或 _几__步_____完成 ， 其反应 热 是 __相__同____的。或者说，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。 2．解释 能量的释放或吸收是以 _发__生__变__化_ 的物质为基础的， 二者密不可分，但以__物__质____为主。
(3)根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知 方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；
(4)实施叠加并检验上述分析的正确与否。 如：求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。 已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1；① P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2。② 即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
综合 拓展
一、盖斯定律的理解及应用
1．对盖斯定律的理解
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各 生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以 分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时 的反应－热是相同的。
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接 变成D，反应热为ΔH；②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。如下图所示：