化学选修4化学反应热的计算

1 2
O 2 ( g ) CO ( g )
①能直接测定吗？如何测？ ②若不能直接测，怎么办？
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)
△H3＝？
+) CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3+ △H2= △H1 ∴△H3 = △H1 － △H2 △H1＝-393.5 kJ/mol
即△H = △H1 —△H2
例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) 说明:可以在书中查找需要的数据(P7)
查燃烧热表知(P7)：
①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/m ol ②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/m ol
第三节 化学反应热的计算
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
C ( g ) O 2 ( g ) CO 2 ( g ); H 393 .5 k J / mol S
2.二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式 CO 2 ( g ) C ( s ) O 2 ( g ); H 393 .5 kJ / mol
计算反应热时要注意哪些问题？ 1、ΔH运算时要带符号 2、计量数的变化与反应热数值的变化要对应
如：图1和图2中， △H1、△H1、△H3三者之间的关系分别如何？ 图１ △H1 Ｂ △H2 △H3 Ｃ 图２ △H1 Ａ △H3 图2
Ｂ △H2
Ｃ
Ａ
找出能量守恒的等量的关系（填写表中空白） 步 骤 1.找起点 2.找终点 3.过程 4.列式 图1 A C A→B→C A→C △H1+△H2=△H3
例1、已知下列热化学方程式： Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S） △H1；(1) Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO（S） △H2； (2) 则Zn（S）+ HgO（S）= Hg（l）+ ZnO（S）， (3) △H值为=？ A、△H2-△H1 B、△H2+△H1 C、△H1-△H2 D、-△H1-△H2 依题意可知：(3) = (1) - (2)
科学探索 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)； H2 = -738.5 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) △H＝△H1＋ △H2＝－285.8kJ/mol
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。
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法： 1、写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质), 2、然后根据“四则运算”用消元法逐一消去“过渡物质”
= -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol
C(s) + O2(g) == CO2(g)
△H1
CO(g) + 1/2O2(g) ==CO2(g)
△H2
C(s) + 1/2O2(g) == CO(g) △H3 = ?
一．盖斯定律：
1.盖斯定律的内容: 不管化学反应是一步完成或分几步完
1、请用自己的话描述一下盖斯定律。 2、盖斯定律有哪些用途？
盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完 成,其反应热是相同.换句话说,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。 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.
H 3 1370 k J / mol
试计算 2 CO ( g ) 4 H 2 ( g ) H 2 O ( l ) C 2 H 5 OH ( l )的 H
解： 根据盖斯定律得： ①×2 + ②×4 - ③ = ④ 所以，Δ H＝Δ H1×2 ＋Δ H2×4 －Δ H3 ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
方法1：以盖斯定律原理求解， 以要求的反应为基准 方法2：利用方程组求解, 即两个热化学方程式相加减 （1）找起点C(s), （2）终点是CO2(g), 。利用方程组消去中间产物， 时，△H可同时相加减 （3）总共经历了两个反应 C→CO2；C→CO→CO2。 列式：△H1—△H2=△H3 （4）也就说C→CO2的焓变为C→CO；CO→CO2之和。 则△H1=△H3+△H2 求解可得△H3=△H1— △H2= － 110.5 KJ· -1 mol （5）求解：C→CO 利用方程组求解 — △H = －110.5 KJ· -1 △H3=△H1 , 是常用的解题方法。 mol 2
所以， ①- ②得： C(石墨，s) = C(金刚石，s)
△H=+1.5kJ/mol
例3 已知 ① CO ( g ) 1 2 O 2 ( g ) CO 2 ( g ); H 283 .0 kJ / mol ② H 2 ( g ) 1 2 O 2 ( g ) H 2 O ( l)； H 2 285 .8 k J / mol ③ C 2 H 5 OH (l ) 3O 2 ( g ) 2 CO 2 ( g ) 3 H 2 O ( l)
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 P4(s、白磷)=4 P(s、红磷)； H = -29.2 kJ/mol _________________________________。
你知道神六的火箭燃料是什么吗？
例3：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) (1) △H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) (2) △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。
例2：下列数据△H1表示H2的燃烧热吗？
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
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 (g) H2O(g)=H2O (l) △H1＝－241.8kJ/mol △H2＝－44 kJ/mol
注意：正逆反应的反应热效应数值相等， 符号相反。“+”不能省去。
△H1 < 0 S（始态） △H2 > 0
根据能量守恒定律：
L（终பைடு நூலகம்）
若某化学反应从始态（S）到终态（L）其反应热 为△H1，而从终态（L）到始态（S）的反应热为△H2， 这两者和为0。
即△H1 ＋ △H 2 = 0
如何测定 C ( s ) 的反应热△H1
例题1、试利用298K时下列反应焓变的实验数据， C(s)+ O2 (g)=CO2(g) △H1= －393.5 KJ· -1 mol
CO(g)+ 1/2O2 (g)=CO2(g)
△H2= －283.0 KJ· -1 mol
计算在此温度下C(s)+1/2 O2 (g)=CO(g)的反应焓变△H3.
解：依题意可知，发射火箭燃料发生如下反应 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=? (3) 依题意可知：(3) = (2) x 2 - (1) 即△H = 2△H2—△H1 = - 1135.2kJ/mol 得：2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
二、反应热的计算 [例1] .在 101 kPa时，1 .6gCH4 完全燃烧生 成CO2和液态H2O，放出 89.0 kJ的热量，CH4的 燃烧热为多少？写出CH4 的燃烧的热化学方程 式，1000 L CH4（标准状况）完全燃烧后所产生 的热量为多少？
[例2] .葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一 。葡萄糖燃烧的热化学方程式为： C6H12O6(s)＋6O2(g)＝ 6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH= －2 800 kJ／mol 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它 燃烧的热化学方程式相同。计算 ： （1）、 100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产 生的热量； （2）、 生成18g水时，放出的热量；
成，其反应热相同。
既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、如何理解盖斯定律？
A ΔH1 C
ΔH
ΔH2
B
Δ H、Δ H1、Δ H2之间有何关系？
ΔH =ΔH1+ΔH2
例 △H1
C(s)
CO(g)
△H2 △H3
CO2(g)
△H1 + △H2 = △H3
∴△H1 = △H3 － △H2 = -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol