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文檔簡介

1、選修4第一章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算,教學(xué)目標(biāo):,在質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律的基礎(chǔ)上理解、掌握蓋斯定律,并學(xué)會(huì)應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算;進(jìn)一步鞏固對化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的理解。,1、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol 則反應(yīng)HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)的H為( ),A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol,復(fù)習(xí):,D,2、甲硅烷(SiH4)是一種無色氣體,遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃,生成SiO2和水。已知室溫下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ熱量,其熱化學(xué)方程式

2、為: _,SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) H=-1427.2kJ/mol,3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol,計(jì)算下列反應(yīng)中放出的熱量。 (1)用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng),放出熱量為 kJ。 (2)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng),放出熱量為 kJ。 (3)用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反應(yīng),放出的熱量 (大于、小于、等于)57.3kJ,理由是 。,28.65,11.46,小于,醋酸是弱電解質(zhì),只是少部分電離,發(fā)生電離時(shí)要吸熱,中和時(shí)放熱較少,燃燒熱,在25、101kPa時(shí),

3、1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量,單位一般用kJmol,表示的意義,C的燃燒熱為393.5kJ/mol, 表示在101kPa時(shí),1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量,表示為:H =-393.5kJ/mol,研究的條件,燃燒物的量,反應(yīng)程度,反應(yīng)程度,能否根據(jù)式子:,CH4(g)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) H=-445.15kJ/mol,認(rèn)為甲烷的燃燒熱是445.15kJ/mol?,不能,燃燒熱的計(jì)算,例:0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中完全燃燒,生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為 。,B2H6(g)+

4、3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l);H=-2165kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么,H2的燃燒熱H究竟是多少?如何計(jì)算? 已知: H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列數(shù)據(jù)H1表示燃燒熱嗎?,判斷,思考,如何測出這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱: (1)C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s

5、)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol,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, + = , 則 H1 + H2 =H3 所以, H1 =H3- H2 = -393.5kJ/mol- 283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,應(yīng)用了什么規(guī)律?,影響反應(yīng)熱的因素,1、與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)(了解) 2、與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān) 3、與反應(yīng)物的用量有關(guān) 4、與反應(yīng)條件(途徑)無關(guān) 蓋斯定律,一、蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完

6、成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。 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),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。,如何理解蓋斯定律?,H、H1、H2 之間有何關(guān)系?,H=H1+H2,B,H,例1:寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa時(shí)) 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(shè)計(jì)的理由。,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

7、學(xué)方程式,回答:金剛石能自動(dòng)變成石墨嗎?需要什么條件?,你知道神六的火箭燃料是什么嗎?,例2: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/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)的熱化學(xué)方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,CO(g),C(s),CO2(g),例3,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1?,CO(g)+1/2O2(g

8、)=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,下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎?,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) HH1 H2285.8kJ/mol,例4,298K,101kPa時(shí),合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H = -92.38kJ/mol。 在該溫度下,

9、取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng),測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么?,該反應(yīng)是可逆反應(yīng),在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài), 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g),因而放出的熱量總小于92.38kJ,學(xué)與思,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,可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。,2蓋斯定律的應(yīng)用,關(guān)鍵:目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。,方法:寫出目標(biāo)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(dǎo)出“四則運(yùn)

10、算式”。,思考:為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通??刹槐砻鞣磻?yīng)條件?,正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等,符號(hào)相反。 “+”不能省去。,練習(xí),1.已知石墨的燃燒熱:H=-393.5kJ/mol (1)寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式 (2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式,熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol CO2(g) =C(石墨,s)+O2(g) H1=+393.5kJ/mol,2.已知25、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=393.51kJ

11、mol1 C(金剛石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1 據(jù)此判斷,下列說法中正確的是( ) A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),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(yīng);等質(zhì)量時(shí),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(yīng);等質(zhì)量時(shí),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(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高,A,3.已知 CO(g) + 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(

12、g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 試計(jì)算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H,【解】:根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)不論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)能不能由三個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成,也就是說,看看反應(yīng)能不能分成幾步完成。2 + 4 - = 所以,HH12 H24 H3283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,4. 在100 g 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); = 110.35 kJ/

13、mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g); = 282.57 kJ/mol 與這些碳完全燃燒相比,損失的熱量是( ) 392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ,C,二反應(yīng)熱的計(jì)算: 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)熱的計(jì)算,課本P14 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,答:,課本P14 例2:,【解】,C2H6O(l) +

14、 3O2(g)= 2CO2(g) 3H2O (l),46g/mol 1366.8kJ/mol,1000g X,X(1366.8kJ/mol 1000g)/ 46g/mol 29710kJ,答:1kg乙醇燃燒后放出29710kJ熱量,設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為X,練習(xí) 1.按照蓋斯定律,結(jié)合下述反應(yīng)方程式,回答問題,已知: (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol (3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol (4)NH3(aq)+

15、 HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=? 則第(5)個(gè)方程式中的反應(yīng)熱H是_。 根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得: (4)+ (3)+ (2)- (1)= (5),即H5 = +16.3kJ/mol,2.已知下列熱化學(xué)方程式: 2H2(g)O2(g)=2H2O(g); H=4836 kJ/mol H2(g)O2(g)=H2O(g); H=2418 kJ/mol H2(g)O2(g)=H2O(I); H=2858 kJ/mol 則氫氣的燃燒熱為 ( ) A4386 kJ/molB2418 kJ/mol

16、 C2858 kJ/molD無法確定,C,3.已知Zn(s)O2(g)=ZnO(s); H=350 kJ/mol,則1 g Zn在氧氣中燃燒放出的熱量約為 ( ) A54 kJB350 KJ C35 kJD85 Kj 35065=5.4(KJ),A,4.根據(jù)熱化學(xué)方程式(在25、101 kPa時(shí)):S(s)O2(g)=SO2(g);H=29723 kJ/mol,分析下列說法中不正確的是( ) AS的燃燒熱為29723 kJ/mol BS(g)O2(g)=SO2(g)放出的熱量大于29723 kJ CS(g)O2(g)=SO2(g)放出的熱量小于29723 kJ D形成1 mol SO2的化學(xué)鍵

17、所釋放的總能量大于斷裂1 mol S(s)和1 mol O2(g)的化學(xué)鍵所吸收的總能量,C,5.在同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中,H2H1的是( ) A2H2(g) + O2(g) 2H2O(g);H1 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l);H2 BS(g) + O2(g) SO2(g); H1 S(s) + O2(g) SO2(g);H2 CCO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g);H1 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);H2 DH2(g) +Cl2(g)2HCl(g);H1 1/2 H2(g) + 1/2 Cl2(g) HCl(g);H2,BD,6

18、.在一定條件下,CO和CH4燃燒的熱化學(xué)方程式分別為: 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);H =-566kJ CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l); H =-890kJ 由1molCO和3molCH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時(shí),釋放的熱量為( ) A2912kJ B2953kJ C3236kJ D3867kJ,B,7.熱化學(xué)方程式C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),H131.3KJ/mol,表示 ( ) A.碳和水反應(yīng)吸收131.3KJ熱量 B.1mol碳和1mol水反應(yīng)吸收131.3KJ熱量 C.1mol固體碳和1mol水蒸氣反應(yīng)

19、生成1molCO和1molH2,并吸收131.3KJ熱量 D.固體碳和氣態(tài)水各1mol反應(yīng),放出131.3KJ熱量,C,8.在相同條件下,下列三個(gè)化學(xué)反應(yīng)放出的熱量分別以H1、H2、H3表示,則H1、H2和H3的關(guān)系是 (1)2H2(g)+O2(g)2H2O(g);H1 (2)2H2(g)+O2(g)2H2O(1);H2 (3)H2(g)+O2(g)=H2O(g);H3 AH1 H2 H3 BH1 H2 ,H22H3 D無法比較,B,9. 1g炭與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2,需吸收l094kJ熱量,此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為( ) AC+H2O=COH2; H = 1313kJmol BC(s)

20、+H2O(g)CO(g)十H2(g); H = +1094kJmol CC(s)+H2O(1)=CO(g)+H2(g); H = +1313kJmol DC(s)+H2O(g)=CO(g)H2(g); H = +1313kJmol,D,10.含112gKOH的稀溶液與1L01molLH2SO4溶液反應(yīng)放出1146kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) A. KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l);H = 11.46kJ/mol B. 2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l); H = 11.46kJ/mol C. 2KOH

21、+H2SO4=K2SO4+2H2O; H = 11.46kJ/mol D. KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l);H = 57.3kJ/mol,D,11.含Ba(OH)2lmol的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng),放出1146kJ的熱量,表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) ABa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l);H = 114.6kJmol BBa(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l);H = +114.6kJmol C1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l);H = 57.3kJmol D1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l); H = +57.3kJmol,C,12.將12.7克固態(tài)碘與氫氣完全反應(yīng)生成碘化氫氣體時(shí),必須吸收2.604KJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為 13.鋁在純氧中燃燒,每生成1gAl2O3(固)放出QkJ熱量,寫出其熱化學(xué)方程式,I2(s)+H2(g)=2HI(g); H=+52.08KJ/mol,4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ;H204QkJmol1,13.同溫同壓下,已知下列各反應(yīng)為放熱反應(yīng),下列

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