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,第1章 化學反應與能量轉化,第1節(jié) 化學反應的熱效應,第3課時,2,有關熱化學方程式的計算,例1、在一定條件下,CO和CH4燃燒的熱化學方程式 分別為: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H=－566KJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H=－890KJ/mol 由1摩CO和3摩CH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時,釋放的熱量為( ) A．2912KJ B. 2953KJ C. 3236KJ D. 3867KJ,B,3,如何測定C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反應熱△H1,①能直接測定嗎？如何測？ ②若不能直接測，怎么辦？,4,①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol,① + ② = ③ ， 則 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3 所以， ΔH1 =ΔH3- ΔH2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,應用了什么規(guī)律？,5,蓋斯定律？,不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。 化學反應的焓變（ΔH）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。,6,一．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(tài)和終態(tài)有關,而與反應的途徑無關。,7,△H＝△H1+△H2,2.蓋斯定律直觀化,8,CO(g),C(s),CO2(g),,,,實例1,9,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,10,若多步化學反應相加可得到新的化學反應，則新反應的反應熱即為上述多步反應的反應熱之和。,總結規(guī)律：,注意： 1、計量數的變化與反應熱數值的變化要對應 2、反應方向發(fā)生改變反應熱的符號也要改變,總結思考： 在用方程式疊加計算反應熱時要注意哪些問題？,11,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”。,12,閱讀課本P7，總結用蓋斯定律進行計算的過程，并仿照課本的計算過程做以下練習：,例1、已知： H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃燒熱△H是多少？H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H=？kJ/mol,△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol,13,例2、已知下列熱化學方程式: 2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H1= -702.2 kJ/mol 2Hg(l)+O2(g)=2HgO (s) △H2=-181.4 kJ/mol 由此可知Zn(s)+ HgO (s)= ZnO(s)+ Hg(l)的△H值是？,△H= 0.5( — ),△H1,△H2,14,【例題3】已知 ① CO(g) + 1/2 O2(g) ====CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g) + 1/2 O2(g) ====H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l) + 3 O2(g) ==== 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 試計算④2CO(g)＋ 4 H2(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 ＝－339.2 kJ/mol,07.11.2019,15,你知道神六的火箭燃料是什么嗎？,例4：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)射火箭反應的熱化學方程式。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol,16,例5、同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難?，F(xiàn)在可根據蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； = -2983.2 kJ/mol,P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； = -738.5 kJ/mol,試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式 。,17,蓋斯定律的應用,根據下列反應的焓變,計算C(石墨)與H2(g)反應生成1molC2H2(g)的焓變: C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5KJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6KJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599.2KJ/mol,問題解決,∵ (①×4 +② －③) ÷2得到2C(石墨)+H2(g) =C2H2(g) ∴ △H=(△H1 ×4 + △H2－ △H3) ÷2,△H=+226.8kJ/mol,18,二：若某一化學反應可分為多步進行，則其總反應熱為各步反應的反應熱之和。 即△H= △H1+ △H2+ △H3+……,一： 若某化學反應從始態(tài)（S）到終態(tài)（L）其反應熱為△H，而從終態(tài)（L）到始態(tài)（S）的反應熱為△H ’，這兩者和為０。 即△H＋ △H ’ = ０,三：若多步化學反應相加可得到新的化學反應，則新反應的反應熱即為上述多步反應的反應熱之和。,小結：,19,298K，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1 mol N2(g)和3 mol H2(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)， 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不能完全反應生成2 mol NH3(g)，因而放出的熱量總小于92.38kJ,學與思,20,1. 已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為： 據此判斷，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；等質量時，石墨的能量比金剛石的高,,,,A,課堂練習,21,2.已知 ①2C（S）+ O2（g）-===2CO（g） △H=-221.0kJ/mol ， ②2H2（g）+O2（g）==2H2O（g ） △H=-483.6kJ/mol 則制備水煤氣的反應C(S)+H2O(g)==CO(g)+H2 (g) 的△H為( ) A、+262.6kJ/mol B、-131.3kJ/mol C、-352. kJ/mol D、+131.3kJ/mol,D,22,練習 3.按照蓋斯定律，結合下述反應方程式，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）個方程式中的反應熱△H是________。 根據蓋斯定律和上述反應方程式得： (4)+ (3)+ (2)- (1)= (5)，即△H5 = +16.3kJ/mol,23,4、在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的 化學方程式為： 2H2(q)+ O2(q) = 2H2O( l )ΔH =- 571.6 kJ/mol C3H8(q+5O2(= 3CO2(q+4H2O(l)ΔH =- 2220 kJ/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,B,24,,解1 ：設H2、C3H8的物質的量分別為x，y,x + y = 5,(571.6/2)(x) + 2220y = 3847,V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1,,,x = 3.75 mol,y = 1.25 mol,,25,,解2 ：1mol H2 燃燒放熱 285.8 kJ,1mol 混合氣 燃燒放熱 3847kJ/5 = 769.4 kJ,H2 285.8,C3H4 2220,769.4,1450.6,483.6,3,1,,,,,=,,,26,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。,∵ 2mol C3H8 燃燒放熱 4440 kJ, 超過總放熱量 3847 kJ,n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2,選 B,