高一化学化学反应热的计算 公开课一等奖课件

[思考]
如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热△H1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g); △H1 ＝-110.5 kJ/mol
①能直接测定吗？如何测？
②若不能直接测，怎么办？
计算
• 已知 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=-110.5kJ/mol • 2CO(g)+O2(g)== 2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol • 求 C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=？
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. 然后用消元法逐一消去“过渡物质” ，导出“四则运算式”。
【例1】已知① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算: ④2CO(g)＋ 4 H2(g) = H2O(l)＋ C2H5OH (l) 的ΔH 【解】：①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
【例 2】乙醇的燃烧热是△ H=-1366.8kJ/mol ， 在 25℃， 101kPa 时， 1kg 乙醇充分燃烧后放 出多少热量？
课本P12 例2：
【解】 设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) ＋3H2O (l) 46g/mol －1366.8kJ/mol 1000g X
二．反应热的计算： 利用反应热的概念、盖斯定律、 热化学方程式进行有关反应热的计 算: 题型一：有关热化学反应方程式的 百度文库含义及书写
题型二：燃烧热、中和热的判断、 求算及测量
具体内容: 1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量， 写出其热化学反应方程式。 2、有关反应热的计算: （1）盖斯定律及其应用 （2） 根据一定量的物质参加反应放出的热 量（或根据已知的热化学方程式），进行 有关反应热的计算或比较大小。 (3)利用键能计算反应热
你知道 “神六”的火箭燃料是什么吗？
例2：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) △H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △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。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
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.
①能直接测定吗？如何测？
②若不能直接测，怎么办？
计算
一．盖斯定律：
1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步 完成或分几步完成,其反应热相同。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。
2.盖斯定 律直观化 △H＝△H1+△H2
实例1
CO(g)
H1
H2
H3
△H1 + △H2 = △H3
所以， ① - ②得： C(石墨，s)= C(金刚石，s) △H=+1.5kJ/mol 观察该热化学方程式，回答：金刚石能 自动变成石墨吗？需要什么条件？ 若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中燃 烧,产热QKJ,则两者的物质的量之比为:
石墨不会自动变成金刚石，石墨与金刚石的能量相差不远。
3.） 求混合物的组成 [ 例3 ] 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ •molC3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;△H =- 2220 kJ •mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解1 ：设H2、C3H8的物质的量分别为x，y x+y=5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 x = 3.75 mol y = 1.25 mol
例4：已知： 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 混合气体11.2L(标况),经完全燃烧恢复常温, 0.4Q +0.05Q 1 3 放出的热为:
• H2O(l) == H2(g)+1/2O2(g) △ H △ H= =？ +285.8 kJ/mol
正、逆反应的反应热数值相等，符号相反
燃烧热表示为： 1、H2的燃烧热是241.8kJ/mol 。 2、 H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
[思考]
如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g) 的反应热△H1
• 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； • 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。
2．盖斯定律的应用
盖斯简介
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。
[思考] 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？ 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
X＝(－1366.8kJ/mol × 1000g)/ 46g/mol 答： 1kg 乙醇燃烧后放出29710kJ热量 ＝－ 29710kJ
【例3】已知下列反应的反应热为： (1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3kJ/mol (2)C(s)+O2(g) ==CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol (3) H2(g)+O2(g) ==H2O(l) △H3=-285.8kJ/mol 试计算下列反应的反应热： 2C(s)+2H2(g)+O2(g) ==CH3COOH(l)
第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算
知识回顾
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 2）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式
强调：正逆反应的反应热效应数值相等，符 号相反。“+”不能省去。 思考：为什么在热化学反应方程式中通常可 不表明反应条件？ 应用：热化学方程式还可以表示理论可进行 实际难进行的化学反应
C(s)
CO2(g)
C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1＝？ +) CO(g)+1/2O2(g) = CO2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol C(s)+O2(g) = CO2(g) △H3＝-393.5 kJ/mol ∴ △ H 1 = △ H3 － △ H2 = -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol
下列数据△H1表示燃烧热吗？
H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
• 那么，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(l) △H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
A:得出-393.5kJ/mol B:得出-676.5kJ/mol
自主归纳： 计算注意事项
• ①求总反应的反应热，不能不假思索地将 各步反应的反应热简单相加。 • ②不论一步进行还是分步进行，始态和终 态完全一致，盖斯定律才成立。 • ③某些物质只是在分步反应中暂时出现， 最后应该恰好消耗完。
自主归纳： 解题步骤
例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) • 说明： （1）可以在书中查找需要的数据 • （2）并告诉大家你设计的理由。 先思考，之后小组讨论汇报
查燃烧热表知：
①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol ②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
H2 285.8
769.4 C3H4 2220
1450.6 3
483.6 1
答：氢气和丙烷的体积比为 3：1
[ 例3 ] 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( 液 ) + 571.6 kJ •mol-
C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) + 2220 kJ •mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解3 ：( 巧解） 5mol 混合气中，C3H8 物质的量必小于2mol， H2 的物质的量必大于3mol。 ∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2 选B
V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 答：氢气和丙烷的体积比为 3：1
[ 例3 ] 在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：
2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ •molC3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;△H =- 2220 kJ •mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解2 ：1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ 1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ 1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ
二、有关反应热的计算
【例1】298K、101KPa时，将1.0 g钠与足量的氯气 反应，生成氯化钠晶体并放出17.87 KJ的热量，求 生成1mol 氯化钠的反应热？
注意热化学方程式正确书写，特别 注意有关单位的正确书写。
课本P12 例1： 【解】钠与氯气起反应的化学方程式如下 Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s) 23g/mol △H 1.0g －17.87kJ △H＝23g/mol×(－17.87kJ)÷ 1.0g 答：略 ＝－411kJ/mol
[练习1]在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式 分别为: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=－566KJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－890KJ/mol 由1摩CO和3摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃 烧时,释放的热量为( ) B A．2912KJ B．2953KJ C．3236KJ D．3867KJ