高二化學選修4 化學反應熱的計算1 課件.ppt

第三節(jié)化學反應熱的計算 思考 為什么在熱化學反應方程式中通常可不表明反應條件 正逆反應的反應熱效應數(shù)值相等 符號相反 不能省去 學與思 1 已知石墨的燃燒熱 h 393 5kj mol1 寫出石墨的完全燃燒的熱化學方程式2 二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學方程式 熱化學方程式還可以表示理論可進行實際難進行的化學反應 2 298k 101kpa時 合成氨反應的熱化學方程式n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 38kj mol 在該溫度下 取1moln2 g 和3molh2 g 放在一密閉容器中 在催化劑存在進行反應 測得反應放出的熱量總是少于92 38kj 其原因是什么 該反應是可逆反應 在密閉容器中進行該反應將達到平衡狀態(tài) 1moln2 g 和3molh2 g 不能完全反應生成2molnh3 g 因而放出的熱量總小于92 38kj 學與思 如何測定c s 1 2o2 g co g 的反應熱 h1 能直接測定嗎 如何測 若不能直接測 怎么辦 g h germainhenrihess 1802 1850 俄國化學家 俄文名為 1802年8月7日生于瑞士日內(nèi)瓦 1850年12月12日卒于俄國圣彼得堡 現(xiàn)為列寧格勒 3歲隨父僑居俄國 并在俄國受教育 1825年于多爾帕特大學獲醫(yī)學專業(yè)證書 同時受到了化學和地質(zhì)學的基礎教育 1826 1827年 在斯德哥爾摩j j 貝采利烏斯的實驗室工作并從其學習化學 回俄國后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作 后在伊爾庫茨克做醫(yī)生并研究礦物 1830年當選為圣彼得堡科學院院士 專門研究化學 任圣彼得堡工藝學院理論化學教授并在中央師范學院和礦業(yè)學院講授化學 1838年成為俄國科學院院士 蓋斯早期研究了巴庫附近的礦物和天然氣 發(fā)現(xiàn)了蔗糖氧化生成糖二酸 他研究了煉鐵中的熱現(xiàn)象 作了大量的量熱工作 1836年發(fā)現(xiàn) 在任何一個化學反應過程中 不論該反應過程是一步完成還是分成幾步完成 反應所放出的總熱量相同 并于1840年以熱的加和性守恒定律公諸于世 后被稱為蓋斯定律 此定律為能量守恒定律的先驅(qū) 當一個反應不能直接發(fā)生時 應用此定律可間接求得反應熱 因此 蓋斯也是熱化學的先驅(qū)者 著有 純粹化學基礎 1834 曾用作俄國教科書達40年 蓋斯定律是在熱力學第一定律之前發(fā)現(xiàn)的 實際上是熱力學第一定律在化學反應的具體體現(xiàn) 是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì) 蓋斯定律奠定了熱化學計算的基礎 使化學方程式像普通代數(shù)方程那樣進行運算 從而可以根據(jù)已經(jīng)準確測定的熱力學數(shù)據(jù)計算難以測定的反應熱 蓋斯簡介 一 蓋斯定律 1 蓋斯定律的內(nèi)容 不管化學反應是一步完成或分幾步完成 其反應熱是相同 換句話說 化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關 而與反應的途徑無關 h h1 h2 2 蓋斯定律直觀化 co g c s co2 g 實例1 c s 1 2o2 g co g h1 co g 1 2o2 g co2 g h2 283 0kj mol c s o2 g co2 g h3 393 5kj mol h1 h2 h3 h1 h3 h2 393 5kj mol 283 0kj mol 110 5kj mol 下列數(shù)據(jù)表示h2的燃燒熱嗎 why h2 g 1 2o2 g h2o g h1 241 8kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h h1 h2 285 8kj mol 實例2 有些化學反應進行很慢或不易直接發(fā)生 很難直接測得這些反應的反應熱 可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數(shù)據(jù) 2 蓋斯定律的應用 關鍵 目標方程式的 四則運算式 的導出 方法 寫出目標方程式確定 過渡物質(zhì) 要消去的物質(zhì) 然后用消元法逐一消去 過渡物質(zhì) 導出 四則運算式 例題1 已知 co g 1 2o2 g co2 g h1 283 0kj mol h2 g 1 2o2 g h2o l h2 285 8kj mol c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h3 1370kj mol試計算 2co g 4h2 g h2o l c2h5oh l 的 h 解 根據(jù)蓋斯定律 反應 不論是一步完成還是分幾步完成 其反應熱效應都是相同的 下面就看看反應 能不能由 三個反應通過加減乘除組合而成 也就是說 看看反應 能不能分成 幾步完成 2 4 所以 h h1 2 h2 4 h3 283 2 2 285 8 4 1370 339 2kj mol 例2 寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式 25 101kpa時 說明 1 可以在書中查找需要的數(shù)據(jù) 2 并告訴大家你設計的理由 用一用蓋斯定律 石墨能直接變成金剛石嗎 查燃燒熱表知 c 石墨 s o2 g co2 g h1 393 5kj mol c 金剛石 s o2 g co2 g h2 395 0kj mol 所以 得 c 石墨 s c 金剛石 s h 1 5kj mol 觀察該熱化學方程式 回答 金剛石能自動變成石墨嗎 需要什么條件 若金剛石 石墨共1mol混合在氧氣中燃燒 產(chǎn)熱qkj 則兩者的物質(zhì)的量之比為 你知道神六的火箭燃料是什么嗎 例3 某次發(fā)射火箭 用n2h4 肼 在no2中燃燒 生成n2 液態(tài)h2o 已知 n2 g 2o2 g 2no2 g h1 67 2kj moln2h4 g o2 g n2 g 2h2o l h2 534kj mol假如都在相同狀態(tài)下 請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o l h 1135 2kj mol 例4 已知 ch g o2 g co2 g h2o l h q1kj mol2h2 g o2 g h2o g h q2kj mol2h2 g o2 g h2o l h q3kj mol 常溫下 取體積比4 1的甲烷和氫氣的混合氣體11 2l 標況 經(jīng)完全燃燒恢復常溫 放出的熱為 0 4q1 0 05q3 1 已知25 101kpa下 石墨 金剛石燃燒的熱化學方程式分別為 據(jù)此判斷 下列說法正確的是 a 由石墨制備金剛石是吸熱反應 等質(zhì)量時 石墨的能量比金剛石的低b 由石墨制備金剛石是吸熱反應 等質(zhì)量時 石墨的能量比金剛石的高c 由石墨制備金剛石是放熱反應 等質(zhì)量時 石墨的能量比金剛石的低d 由石墨制備金剛石是放熱反應 等質(zhì)量時 石墨的能量比金剛石的高 a 2 在100g碳不完全燃燒所得氣體中 co占1 3體積 co2占2 3體積 且c s 1 2o2 g co g 110 35kj molco g 1 2o2 g co2 g 282 57kj mol與這些碳完全燃燒相比 損失的熱量是 392 92kjb 2489 44kjc 784 92kjd 3274 3kj c 二 反應熱的計算 利用反應熱的概念 蓋斯定律 熱化學方程式進行有關反應熱的計算 題型一 有關熱化學反應方程式的的含義及書寫1 已知一定量的物質(zhì)參加反應放出的熱量 寫出其熱化學反應方程式 2 有關反應熱的計算 1 蓋斯定律及其應用 2 根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應放出的熱量 或根據(jù)已知的熱化學方程式 進行有關反應熱的計算或比較大小 3 利用鍵能計算反應熱題型二 燃燒熱 中和熱的判斷 求算及測量 課本p12例1 解 鈉與氯氣起反應的化學方程式如下 na s 1 2cl2 g nacl s 23g mol h 1 0g 17 87kj h 23g mol 17 87kj 1 0g 411kj mol 答 注意熱化學方程式正確書寫 特別注意有關單位的正確書寫 課本p12例2 解 c2h6o l 3o2 g 2co2 g 3h2o l 46g mol 1366 8kj mol 1000gx x 1366 8kj mol 1000g 46g mol 29710kj 答 1kg乙醇燃燒后放出29710kj熱量 設1kg乙醇燃燒后放出的熱量為x 已知 欲得到相同的熱量 需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為a 2 3 25b 12 3 25c 1 1d 393 5 241 8 b 變式練習 變式練習 氫氣 一氧化碳 辛烷 甲烷的熱化學方程式分別為 h2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj molco g 1 2o2 g co2 g h 283 0kj molc8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o l h 5518kj molch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 89 3kj mol相同質(zhì)量的氫氣 一氧化碳 辛烷 甲烷完全燃燒時放出熱量最少的是ah2 g bco g cc8h18 l dch4 g 1 已知 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj molco g 1 2o2 g co2 g h 283 0kj mol某h2和co的混合氣體完全燃燒時放出113 74kj熱量 同時生成3 6g液態(tài)水 求原混合氣體中h2和co的物質(zhì)的量之比 課堂練習 列方程求解 若取金剛石和石墨的混合晶體共1mol在o2中完全燃燒 產(chǎn)生的熱量為qkj 則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為 2 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為 c 金剛石 s o2 g co2 g h1 395 41kj mol c 石墨 s o2 g co2 g h2 393 51kj mol 課堂練習 課堂練習 3 已知膽礬溶于水時溶液溫度降低 膽礬分解的熱化學方程式為 cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l h q1kj mol室溫下 若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時放熱q2kj