《化學反應熱的計算》課件

第三節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，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△H1①能直接測定嗎？如何測？②若不能直接測，怎么辦？一．蓋斯定律：1.蓋斯定律的內容: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和終態有關,而與反應的途徑無關。△H＝△H1+△H22.蓋斯定律直觀化CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+實例1C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol下列數據表示H2的燃燒熱嗎？Why？H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)

△H1＝－241.8kJ/molH2O(g)==H2O(l)

△H2＝－44kJ/mol已知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據。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”（要消去的物質）然后用消元法逐一消去“過渡物質”，導出“四則運算式”。【例題1】已知①CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)====H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】：根據蓋斯定律，反應④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④能不能由①②③三個反應通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應④能不能分成①②③幾步完成。①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol

你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例2：某次發射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態H2O。已知：N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態下，請寫出發射火箭反應的熱化學方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

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1.已知一定量的物質參加反應放出的熱量，寫出其熱化學反應方程式。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。題型2、根據一定量的物質參加反應放出的熱量（或根據已知的熱化學方程式），進行有關反應熱的計算或比較大小。

課本P12例2：【解】C2H6O(l)+3O2(g)==2CO2(g)＋3H2O(l)46g/mol－1366.8kJ/mol

1000gXX＝(－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

[例3]在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為：

2H2(g)+O2(f)=2H2O(l);△H=-

571.6kJ?mol-

C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H=-2220kJ?mol-5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則氫氣和甲烷的體積比為(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解1：設H2、C3H8的物質的量分別為x，y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)=3.75:1.25=3:1題型3.求混合物的組成

x=3.75moly=1.25mol

[例3]在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H=-2220kJ?mol-5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則氫氣和甲烷的體積比為(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解2：1molH2燃燒放熱571.6kJ/2=285.8kJ答：氫氣和丙烷的體積比為3：1

1molC3H8燃燒放熱2220kJ

1mol混合氣

燃燒放熱3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.631

[例3]在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(液)+571.6kJ?mol-

C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)+2220kJ?mol-5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則氫氣和甲烷的體積比為(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解3：(巧解）5mol混合氣中，C3H8物質的量必小于2mol，H2的物質的量必大于3mol。∵2molC3H8燃燒放熱

4440kJ,超過總放熱量3847kJn(H2):n(C3H8)必大于3:2選B題型4、鍵能與反應熱的關系已知H-H鍵鍵能（斷裂時吸收或生成時釋放的能量）為436kJ·mol－1，H-N鍵鍵能為391kJ·mol－1，根據化學方程式：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）;ΔH=－92.4kJ·mol－1。則N≡N鍵的鍵能是題型5、蓋斯定律【例5】已知下列反應的反應熱為：(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試計算下列反應的反應熱：

2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)鞏固練習

1．1g炭與適量水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，需吸收10.94kJ的熱量，相應的熱化學方程式為()A．C+H2O=CO+H2ΔH=+10.9kJ/molB．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+10.94kJ/molC．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ/molD．1/2C(s)+1/2H2O(g)=1/2CO(g)+1/2H2(g)ΔH=+65.64kJ/mol2．已知1mol白磷轉化成1mol紅磷，放出18.39kJ熱量，又知：P4(白，s)+5O2=2P2O5(s)ΔH1,4P（紅，s）+5O2=2P2O5（s）ΔH2則ΔH1和ΔH2的關系正確的是()A．ΔH1＞ΔH2B．ΔH1＜ΔH2C．ΔH1=ΔH2D．無法確定【解析】設想P4（白）轉化為P（紅），由題意第一個反應放的熱量大于第二個反應，故ΔH1＜ΔH2。3、今有如下三個熱化學方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=akJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=ckJ/mol關于它們的下列表述正確的是()A．它們都是吸熱反應B．a、b和c均為正值C．a=bD．2b=c4、某短跑運動員的體重為72kg,起跑時能以1/7s沖出1m遠。能量全部由消耗體內的葡萄糖提供,則該運動員起跑時沖出1m遠將消耗多少克葡萄糖?已知葡萄糖緩慢氧化時的熱化學方程式為C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2804kJ/mol例4：已知：CH４(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H