化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 1 已知 H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6kJ mol則反應(yīng)HCl g 1 2H2 g 1 2Cl2 g 的 H為 A 184 6kJ molB 92 3kJ molC 369 2kJ molD 92 3kJ mol 復(fù)習(xí) D 2 甲硅烷 SiH4 是一種無(wú)色氣體 遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃 生成SiO2和液態(tài)水 已知室溫下1g甲硅烷自燃放出44 6kJ熱量 其熱化學(xué)方程式為 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 規(guī)律 正逆 反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等 符號(hào)相反 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20gNaOH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 4 100ml0 1mol L的Ba OH 2溶液與100ml0 1mol L的H2SO4溶液反應(yīng) 放出的熱量是否為1 146kJ 為什么 28 65 11 46 小于 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 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 則表示乙硼烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 B2H6 g 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 還差什么條件 已知 H2O g H2O l H2 44kJ mol求 H2 g 1 2O2 g H2O l H3 用圖示求解過程 H3 H1 H2 285 8kJ mol 判斷下列數(shù)據(jù) H1表示燃燒熱嗎 思考 如何測(cè)出該反應(yīng)的反應(yīng)熱 C s 1 2O2 g CO g H1 如果已知 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol你能求出 H1嗎 不能很好的控制反應(yīng)的程度 故不能直接通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得 H1 則 H1 H2 H3所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 由上兩例你能得出什么結(jié)論 影響反應(yīng)熱的因素 1 與溫度 壓強(qiáng)有關(guān)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(wú)關(guān) 蓋斯定律 定壓或定容條件下的任意化學(xué)反應(yīng) 在不做其它功時(shí) 不論是一步完成的還是幾步完成的 其熱效應(yīng)總是相同的 反應(yīng)熱的總值相等 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(wú)關(guān) 蓋斯定律的本質(zhì) 方程式按一定系數(shù)比加和時(shí)其反應(yīng)熱也按該系數(shù)比加和 1 蓋斯定律 一 蓋斯定律 A B 請(qǐng)思考 由起點(diǎn)A到終點(diǎn)B有多少條途徑 從不同途徑由A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系 登山的高度與上山的途徑無(wú)關(guān) 只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)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(gè)循環(huán) 體系仍處于S態(tài) 因?yàn)槲镔|(zhì)沒有發(fā)生變化 所以就不能引發(fā)能量變化 即 H1 H2 0 H H1 H2 B H A C H1 H2 蓋斯定律是斷定能量守恒的先驅(qū) 也是化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ) 2 蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義 有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純 有副反應(yīng)發(fā)生 這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來 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(cè)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) 3 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)算式 例1 已知下列各反應(yīng)的焓變 Ca s C s 石墨 3 2O2 g CaCO3 s H 1206 8kJ mol Ca s 1 2O2 g CaO s H 635 1kJ mol C s 石墨 O2 g CO2 g H 393 5kJ mol試求 CaCO3 s CaO s CO2 g 的焓變 H 178 2kJ mol 例2 按照蓋斯定律 結(jié)合下述反應(yīng)方程式回答問題 已知 NH3 g HCl g NH4Cl s H1 176kJ mol NH3 g H2O l NH3 H2O aq H2 35 1kJ mol HCl g H2O l HCl aq H3 72 3kJ mol NH3 aq HCl aq NH4Cl aq H4 52 3kJ mol NH4Cl s 2H2O l NH4Cl aq H5 則第 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 即 H5 16 3kJ mol 例3 寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 25 101kPa時(shí) 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 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 例4 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(shí)還很不完全 測(cè)定反應(yīng)熱很困難 現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn) 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的 已知 P4 白磷 s 5O2 g P4O10 s H1 2983 2kJ mol P 紅磷 s 5 4O2 g 1 4P4O10 s H2 738 5kJ mol 試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 P4 白磷 s 4P 紅磷 s H 29 2kJ mol 4 你知道神六的火箭燃料是什么嗎 例5 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(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol 2 應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算 關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過程 同時(shí)注意 當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時(shí) 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(shí) H也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算 且要帶 符號(hào) 即把 H看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算 通過蓋斯定律計(jì)算比較反應(yīng)熱的大小時(shí) 同樣要把 H看作一個(gè)整體 在設(shè)計(jì)的反應(yīng)過程中常會(huì)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(shí) 會(huì)吸熱 反之會(huì)放熱 當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí) 其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等 符號(hào)相反 已知 CO g 1 2O2 g CO2 g H1 283 0kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H2 285 8kJ mol C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H3 1370kJ mol試計(jì)算 2CO g 4H2 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 H H1 2 H2 4 H3 283 2kJ mol 2 285 8kJ mol 4 1370kJ mol 339 6kJ mol 練習(xí) 題型一 有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫1 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量 寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式 2 有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 1 蓋斯定律及其應(yīng)用 2 根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量 或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式 進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小 Q n H 3 利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱題型二 燃燒熱 中和熱的判斷 求算及測(cè)量 二 反應(yīng)的計(jì)算 課本P12例1 解一 鈉與氯氣起反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下 Na s 1 2Cl2 g NaCl s H 則 H 23g mol 17 87kJ 1 0g 411kJ mol 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 由 Q n H 17 87kJ 1 0g 23g mol H 課本P12例1 解二 設(shè)生成1molNaCl放熱量為Q Na s 1 2Cl2 g NaCl s 答 由鈉和氯氣反應(yīng)生成1mol的反應(yīng)熱為 411kJ mol 23g Q 1g 17 87kJ 則 Q 23g 17 87kJ 1 0g 411kJ 1 已知 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ molH2 g 1 2O2 g H2O g H 241 8kJ mol欲得到相同的熱量 需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為A 2 3 25B 12 3 25C 1 1D 393 5 241 8 B 變式練習(xí) 2 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 CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l H Q1kJ mol室溫下 若將1mol無(wú)水硫酸銅溶解為溶液時(shí)放熱Q2kJ 則 A Q1 Q2B Q1 Q2C Q1 Q2D 無(wú)法確定 A 設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過程 注意反應(yīng)熱的正 負(fù)號(hào) 蓋斯定律的靈活應(yīng)用 變式練習(xí) 3在101kPa時(shí) 1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O 放出890kJ的熱量 CH4的燃燒熱為多少 1000LCH4 標(biāo)準(zhǔn)狀況 燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少 解 根據(jù)題意 在101kPa時(shí) 1molCH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol即CH4的燃燒熱為890kJ mol 由 Q n H1000LCH4 標(biāo)準(zhǔn)狀況 完全燃燒放出的熱量為 Q V CH4 Vm H 1000L 22 4L mol 1 890kJ mol 44 6mol 890kJ mol 3 97 104kJ答 CH4的燃燒熱為890kJ mol 1000LCH4 標(biāo)準(zhǔn)狀況 完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3 97 104kJ 4葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一 葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為 C6H12O6 s 6O2 g 6CO2 g 6H2O l H 2800kJ mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同 計(jì)算100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量 解 由 Q n H m C6H12O6 M C6H12O6 H 100g 180g mol 1 2800kJ mol 1560kJ答 100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)產(chǎn)生1560kJ的熱量 已知 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol則16g肼完全反應(yīng)放出的熱量為 鞏固練習(xí) 1 1g炭與適量水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣 需吸收10 94kJ的熱量 相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 A C H2O CO H2 H 10 9kJ molB C s H2O g CO g H2 g H 10 94kJ molC C s H2O g CO g H2 g H 131 28kJ molD 1 2C s 1 2H2O g 1 2CO g 1 2H2 g H 65 64kJ mol CD 2 已知1mol白磷轉(zhuǎn)化成1mol紅磷 放出18 39kJ熱量 又知 P4 白 s 5O2 2P2O5 s H1 4P 紅 s 5O2 2P2O5 s H2則 H1和 H2的關(guān)系正確的是 A H1 H2B H1 H2C H1 H2D 無(wú)法確定 B 3 今有如下三個(gè)熱化學(xué)方程式 H2 g 1 2O2 g H2O g H akJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H bkJ mol2H2 g O2 g 2H2O l H ckJ mol關(guān)于它們的下列表述正確的是 A 它們都是吸熱反應(yīng)B a b和c均為正值C a bD 2b c D 4 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 mol 1C 金剛石 O2 g CO2 g H 395 41kJ mol 1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 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 5 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 C 石墨 s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol CO2 g C 石墨 s O2 g H 393 5kJ mol 蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱是相同 換句話說 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(wú)關(guān) 因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢 有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生 有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純 有副反應(yīng)發(fā)生 這給測(cè)定反應(yīng)熱造成了困難 此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律 就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來