理化生化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1 理化生化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算理化生化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 燃燒熱表示為：燃燒熱表示為： 1、H2的燃燒熱是的燃燒熱是285.8.8kJ/mol 。 2、 H2的燃燒熱的燃燒熱H=-285.8kJ/mol 第1頁/共38頁 能直接測定嗎？如何測？能直接測定嗎？如何測？ 若不能直接測，怎么辦？若不能直接測，怎么辦？ 思考思考 計(jì)算計(jì)算 第2頁/共38頁 1.蓋斯定律的內(nèi)容蓋斯定律的內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步不管化學(xué)反應(yīng)是一步 完成或分幾步完成完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱相同。換句其反應(yīng)熱相同。換句 話說話說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的 始態(tài)和終態(tài)有關(guān)始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與

2、反應(yīng)的途徑無關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 2.蓋斯定蓋斯定 律直觀化律直觀化 HH1+H2 第3頁/共38頁 CO(g) C(s) CO2(g) H1 H3 H2 實(shí)例實(shí)例1 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 +) H1 + H2 = H3 H1 = H3 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol 第4頁/共38頁 第5頁/共38頁 第6頁/共38頁 第7頁/共38頁 有

3、些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā) 生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可 通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。 2 2蓋斯定律的應(yīng)用蓋斯定律的應(yīng)用 關(guān)鍵：關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”的導(dǎo)的導(dǎo) 出出 方法：方法： 1.寫出目標(biāo)方程式確定寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)” ( 要消去的物質(zhì)要消去的物質(zhì)) 2. 然后用消元法逐一消去然后用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì) ”，導(dǎo)出，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式四則運(yùn)算式”。 蓋斯簡介蓋斯簡介 第8頁/共38頁 【例例】已知已知 CO(g)

4、 + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); H3=-1370 kJ/mol 試計(jì)算試計(jì)算: 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l) 的的H 【解解】：2 + 4 - = HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol 第9頁/共38頁 先思考，之后小組討論匯報(bào)先思考，之后小組討論匯報(bào) 第10頁/共38頁 觀察該熱化

5、學(xué)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: 所以，所以， - - 得：得： C(石墨，石墨，s)= C(金剛石，金剛石，s) H=+1.5kJ/mol 石墨不會自動變成金剛石，石墨與金剛石的能量相差不遠(yuǎn)。石墨不會自動變成金剛石，石墨與金剛石的能量相差不遠(yuǎn)。 第11頁/共38頁 例例 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為：在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2( g ) + O2 ( f ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H

6、8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;H =-H =- 2220 kJ molmol- - 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則，則 氫氣和丙烷的體積比為氫氣和丙烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解解1 ：設(shè)設(shè)H2、C3H8的物質(zhì)的量分別為的物質(zhì)的量分別為x，y 答：氫氣和丙烷的體積比為答：氫氣和丙烷的體積比為 3：1 x + y = 5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847 V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8)

7、 = 3.75:1.25 = 3:1 3.） 求混合物的組成求混合物的組成 x = 3.75 mol y = 1.25 mol 第12頁/共38頁 例例 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為：在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 571.6 kJ molmol- - C3H8( g ) +5O2 ( g) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) ;H =-H =- 2220 kJ molmol- - 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ

8、，則，則 氫氣和丙烷的體積比為氫氣和丙烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解解2 ：1mol H2 燃燒放熱燃燒放熱 571.6kJ/2 = 285.8 kJ 答：氫氣和丙烷的體積比為答：氫氣和丙烷的體積比為 3：1 1mol C3H8燃燒放熱燃燒放熱 2220 kJ 1mol 混合氣混合氣 燃燒放熱燃燒放熱 3847kJ/5 = 769.4 kJ H2 285.8 C3H4 2220 769.4 1450.6 483.6 3 1 第13頁/共38頁 例例 在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為：在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為： 2H2

9、( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( 液液 ) + 571.6 kJ molmol- - C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O ( l ) + 2220 kJ molmol- - 5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則，則 氫氣和丙烷的體積比為氫氣和丙烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 解解3 ：( 巧解）巧解） 5mol 混合氣中，混合氣中，C3H8 物質(zhì)的量必小于物質(zhì)的量必小于2mol， H2 的物質(zhì)的量必大于的物質(zhì)的量必大于3mol。 2m

10、ol C3H8 燃燒放熱燃燒放熱 4440 kJ, 超過總放熱量超過總放熱量 3847 kJ n (H2) : n (C3H8) 必大于必大于 3 : 2 選選 B 第14頁/共38頁 例例4：已知：已知： CH (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 常溫下常溫下,取體積比取體積比4:1的甲烷和氫氣的的甲烷和氫氣的 混合氣體混合氣體11.2L(標(biāo)況標(biāo)況),經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常經(jīng)完全

11、燃燒恢復(fù)常 溫溫,放出的熱為放出的熱為: 0.4Q1+0.05Q3 第15頁/共38頁 例：某次發(fā)射火箭，用例：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃燒，生中燃燒，生 成成N2、液態(tài)、液態(tài)H2O。已知：。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化 學(xué)方程式。學(xué)方程式。 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=- -1135.2kJ/mol 第

12、16頁/共38頁 1 1、請用自己的話描、請用自己的話描 述一下蓋斯定律。述一下蓋斯定律。 2 2、蓋斯定律有哪些用途、蓋斯定律有哪些用途 ？ 第17頁/共38頁 蓋斯定律蓋斯定律:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或 分幾步完成分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同其反應(yīng)熱是相同.換句話說換句話說,化學(xué)化學(xué) 反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有 關(guān)關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)而與反應(yīng)的途徑無關(guān). 因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢,有些反應(yīng)不有些反應(yīng)不 容易直接發(fā)生容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反有副反 應(yīng)發(fā)生應(yīng)發(fā)生),這

13、給測定反應(yīng)熱造成了困難這給測定反應(yīng)熱造成了困難.此時(shí)如此時(shí)如 果應(yīng)用蓋斯定律果應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接地把它們的反就可以間接地把它們的反 應(yīng)熱計(jì)算出來應(yīng)熱計(jì)算出來. 第18頁/共38頁 二反應(yīng)熱的計(jì)算：二反應(yīng)熱的計(jì)算： 利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律 、熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的、熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的 計(jì)算計(jì)算: : 題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的 的含義及書寫的含義及書寫 題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、 求算及測量求算及測量 第19頁/共38頁 第20頁/共38頁 【例例1】298K、101KPa時(shí)，

14、將時(shí)，將1.0 g鈉與足量的氯氣鈉與足量的氯氣 反應(yīng)，生成氯化鈉晶體并放出反應(yīng)，生成氯化鈉晶體并放出17.87 KJ的熱量，的熱量， 求生成求生成1mol 氯化鈉的反應(yīng)熱？氯化鈉的反應(yīng)熱？ 二、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 第21頁/共38頁 課本課本P12 例例1： 【解】鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下 Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl (s) 23g/mol H 1.0g 17.87kJ H23g/mol(17.87kJ) 1.0g 411kJ/mol 注意熱化學(xué)方程式正確書寫，特別注意熱化學(xué)方程式正確書寫，特別 注意有關(guān)單位的正確書寫注意有關(guān)單位的正確書寫。 第22頁/共38頁 【例

15、例2】乙醇的燃燒熱是乙醇的燃燒熱是H=-1366.8kJ/mol， 在在25，101kPa時(shí)，時(shí)，1kg乙醇充分燃燒后放乙醇充分燃燒后放 出多少熱量？出多少熱量？ 第23頁/共38頁 課本課本P12 例：例： 【解】 C2H6O(l) + 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l) 46g 1366.8kJ/mol 1000g X X(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ 答：答：1kg乙醇燃燒后放出乙醇燃燒后放出29710kJ熱量熱量 設(shè)設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為乙醇燃燒后放出的熱量為X 第24頁/共38頁 【例例3】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為：已知

16、下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為： (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 試計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：試計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： 2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l) 第25頁/共38頁 練習(xí)練習(xí)1在一定條件下在一定條件下,CO和和CH4燃燒的熱化學(xué)方程式燃燒的熱化學(xué)方程式 分別為分別為: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=H=566KJ/mol

17、KJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=H=890KJ/molKJ/mol 由由1摩摩CO和和3摩摩CH4組成的混和氣在上述條件下完全組成的混和氣在上述條件下完全 燃燒時(shí)燃燒時(shí),釋放的熱量為釋放的熱量為( ) A2912KJKJ B2953KJKJ C3236KJKJ D3867KJKJ B 第26頁/共38頁 H 890.3kJ/mol 相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、 辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最 少的是少的是( ) A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g) B 第

18、27頁/共38頁 1已知：已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=283.0kJ/mol 某某H2和和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放的混合氣體完全燃燒時(shí)放 出出113.74kJ熱量，同時(shí)生成熱量，同時(shí)生成3.6g液態(tài)水液態(tài)水 ，求原混合氣體中，求原混合氣體中H2和和CO的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量 之比之比 課堂練習(xí)： 列方程求解列方程求解 第28頁/共38頁 若取金剛石和石墨的混合晶體共若取金剛石和石墨的混合晶體共 1mol在在O2中完全燃燒，產(chǎn)生的熱量為中完全燃燒，產(chǎn)生的熱量為 Q kJ，則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之，則

19、金剛石和石墨的物質(zhì)的量之 比為：比為： 。 2已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒 的熱化學(xué)方程式為：的熱化學(xué)方程式為： C(金剛石、金剛石、s)+O2(g) = CO2(g) H1395.41kJ/mol C(石墨、石墨、s)+O2(g) = CO2(g) H2393.51kJ/mol 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： 第29頁/共38頁 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： 3已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低，已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低， 膽礬分解的熱化學(xué)方程式為：膽礬分解的熱化學(xué)方程式為： CuSO45H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室溫下，若將

20、室溫下，若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液無水硫酸銅溶解為溶液 時(shí)放熱時(shí)放熱Q2kJ，則（，則（ ） AQ1Q2 BQ1=Q2 CQ1Q2 D無法確定無法確定 A 設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過程，注意設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過程，注意 反應(yīng)熱的正、負(fù)號！反應(yīng)熱的正、負(fù)號！ 蓋斯定律的靈活應(yīng)用蓋斯定律的靈活應(yīng)用 第30頁/共38頁 2、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算 2）. 根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱 3）. 求混合物的組成求混合物的組成 第31頁/共38頁 例例1 250C (1.01)(105)Pa下，下，1g 硫粉在氧氣中充分硫粉在氧氣中充分 燃燒放出燃燒放出 9.36kJ熱

21、量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。熱量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。 1）. 根據(jù)反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式根據(jù)反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9. 36kJ 熱量熱量 ( 32g ) ( 9.35 kJ /g ) = 299.62 kJ 1 mol 硫粉在氧氣中充分燃燒放出熱量為：硫粉在氧氣中充分燃燒放出熱量為： S ( 固固) + O2 (氣氣) = SO2 ( 氣氣 ) ； H H =-299.62 kJ molmol- - S + O2 = SO2 2、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算、有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算 1、熱化學(xué)方程式的書寫、熱化學(xué)方程式的書寫 第3

22、2頁/共38頁 練習(xí)練習(xí)1 250C (1.01)(105)Pa下，下，4g CO在氧氣中燃在氧氣中燃 燒生成燒生成CO2，放出，放出 9. 6kJ熱量，寫出熱量，寫出CO燃燒的熱化學(xué)燃燒的熱化學(xué) 方程式。方程式。 2CO ( 2CO ( 氣氣) + O) + O2 2 ( (氣氣) = 2CO) = 2CO2 2 ( ( 氣氣 ) ) ；H =-H =- 134.4 134.4 kJ molmol- - 2CO + O2 = 2CO2 228gQ 9.6kJ 4 g 解：解： 設(shè)設(shè)2mol CO 燃燒放出的熱量為燃燒放出的熱量為 Q 228g : 4g = Q : 9.6 kJ Q =134

23、.4 kJ 放熱放熱 第33頁/共38頁 例例2 在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程 式為：式為：2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;H =-H =- 572 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;H =-H =- 890 kJ molmol- - 由由1mol 氫氣和氫氣和3mol甲烷組成的混合氣體在上述條件甲烷組成的混合氣體在上述條件 下完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少。下完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少。 2. ）根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱）根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱 解：解：Q = (572kJ 2) + (890 kJ3) =2956 kJ 第34頁/共38頁 練習(xí)練習(xí)2 已知：已知： 2H2O( l ) = 2H2 ( g ) + O2 ( g ) ;H =+H =+517.6 kJ molmol- - CH4( g ) +2O2 ( g ) = CO2 ( g ) +2H2O ( l ) ; H =-H =- 890.3 kJ molmol- - 則：則：1g 氫氣和氫氣和1g甲烷分別燃燒后，放出熱量之比約甲烷分別燃燒后，放出熱量之比約 為為