化學(xué)反應(yīng)熱的計算.ppt

1、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算,提出問題 在化學(xué)科學(xué)研究中，常常需要知道物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的反應(yīng)熱，但有些反應(yīng)的反應(yīng)熱很難直接測得，只能通過化學(xué)計算的方式間接的獲得。,如何得到 C(s) + 1/2O2(g) CO(g)的反應(yīng)熱？,2、分析問題 C(s) + O2(g) CO2(g) H1 （1） CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g) H2 （2） 3、解決問題 C(s) + 1/2O2(g) CO(g) H3 = ?,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) H1-39

2、3.5 kJ/mol,+),H2+ H3 = H1,H3 = H1 H2 = -393.5 kJ/mol (-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol,蓋斯定律,不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成 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)。,A,B,請思考：由起點A到終點B有多少條途徑？ 從不同途徑由A點到B點的位移有什么關(guān)系?,登山的高度與上山的途徑無關(guān)，只與起點和終點的相對高度有關(guān),如何理解蓋斯定律？,H2 0,H1 0,S（始態(tài)）,L（終態(tài)）,先從始態(tài)S變化到到終態(tài)L，體系放出熱量（H10)。 經(jīng)過一個循環(huán)，體系仍處

3、于S態(tài)，因為物質(zhì)沒有發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即H1+H20,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：已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： 試計算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l),CH3COOH（l）+2O2=2CO2（g）+2H2O （l） H1870.3kJ/mol C（s）O2（g） =CO2（g） H2=3935 kJmol H2（g）+O2（g）=H2O（l） H3285.8kJ/mol,解析將式反寫為2CO2(g)2H2O(l)CH3COOH(l)2O2(g) H1870.3kJ/mol 將22C(s)2O2

4、(g)2CO2(g) H2787kJ/mol 22H2(g)O2(g)2H2O(l) H3571.6kJ/mol 以上三式相加得：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)H571.6kJ/mol787kJ/mol870.3kJ/mol即H488.3kJ/mol。 答案反應(yīng)2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為488.3kJ/mol。,應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計算，關(guān)鍵在于設(shè)計反應(yīng)過程，目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。同時注意： 當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時，H也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。 反應(yīng)式進(jìn)行加減運(yùn)算時，H也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶“+”、“-”符號，即把H看作一

5、個整體進(jìn)行運(yùn)算。 在設(shè)計的反應(yīng)過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣變化時，會吸熱；反之會放熱。 當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。,例2：已知下列各反應(yīng)的焓變 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H = -1206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) H = -635.1 kJ/mol C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H = -393.5 kJ/mol 試求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變,H=+178.2 kJ/mol,=,練習(xí) 1.按照蓋斯定律，結(jié)合下

6、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)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol (5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 則第（5）個方程式中的反應(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

7、.已知下列熱化學(xué)方程式： 2H2（g）O2（g）=2H2O（g） H=483.6 kJ/mol H2（g）1/2O2（g）=H2O（g） H=241.8 kJ/mol H2（g）1/2O2（g）=H2O（I） H=285.8 kJ/mol 則氫氣的燃燒熱為 （ ） A438.6 kJ/molB241.8 kJ/mol C285.8 kJ/molD無法確定,C,例1：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)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(shè)計的理由。,用一用蓋斯定律,石墨能直接變成金剛石嗎？,先思考，之后小組討論匯報,查燃燒熱表知： C(石墨，s)+

8、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(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:,同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -

9、2983.2 kJ/mol,P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/mol,試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 _。,科學(xué)探索,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,蓋斯定律,1、請用自己的話描述一下蓋斯定律。 2、蓋斯定律有哪些用途？,總結(jié)歸納,蓋斯定律:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或