第一章化學反應與能量,第三節(jié)化學反應熱的計算,人教版新課程選修4化學反應原理,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol那么，H2的燃燒熱H究竟是多少？如何計算？已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列數據H1表示燃燒熱嗎？,判斷,+=,思考,如何測出該反應的反應熱：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/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,不能很好的控制反應的程度，故不能直接通過實驗測得H1,+=，則H1+H2=H3所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,上兩例應用了什么規(guī)律？,蓋斯定律,不管化學反應是分一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的?；瘜W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。,蓋斯簡介,若一個化學反應由始態(tài)轉化為終態(tài)可通過不同的途徑(如圖)，則H與H1、H2、H3、H4、H5之間有何關系？提示：HH1H2H3H4H5,如何理解蓋斯定律？,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點的位移有什么關系?,登山的高度與上山的途徑無關，只與起點和終點的相對高度有關,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,例1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。現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)H1=-2983.2kJ/mol,P(s紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)H2=-738.5kJ/mol,試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式。,P4(s白磷)=4P(s紅磷)=-29.2kJ/mol,-4：,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”。,運用蓋斯定律計算反應熱時的注意事項(1)熱化學方程式同乘以某一個數時，反應熱數值也必須乘上該數。(2)熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相加減，反應熱也隨之相加減。(3)將一個熱化學方程式顛倒時，H的“”“”號必須隨之改變。,練習1已知下列各反應的焓變Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)H=-1206.8kJ/molCa(s)+1/2O2(g)=CaO(s)H=-635.1kJ/molC(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/mol試求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變,+178.2kJ/mol,練習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/molN2H4(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。,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol,練習3反應的H，但可測出CH4燃燒反應的H1，根據蓋斯定律求H4CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3kJmol-1C(石墨)+O2(g)CO2(g)H2=-3935kJmol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O（l）H3=-285.8kJmol-1C(石墨)+2H2(g)CH4(g)H4=?,例4：按照蓋斯定律，結合下述反應方程式回答問題,已知：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=-176kJ/molNH3(g)+H2O(l)=NH3H2O(aq)H2=-35.1kJ/molHCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)H3=-72.3kJ/molNH3(g)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3kJ/molNH4Cl(s)+H2O(l)=NH4Cl(aq)H5=？則第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：=+-，即H5=+16.3kJ/mol,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？,總結歸納,影響反應熱的因素,1、與溫度、壓強有關（了解）2、與物質的狀態(tài)有關3、與反應物的用量有關4、與反應條件（途徑）無關蓋斯定律,例1：寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式(25,101kPa時)說明：（1）可以在資料中查找需要的數據（2）并告訴大家你設計的理由。,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/molC(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,產熱QKJ,則兩者的物質的量之比為:,蓋斯簡介G.H.GermainHenriHess(18021850)俄國化學家。1802年8月7日生于瑞士日內瓦，1850年12月12日卒于俄國圣彼得堡(現為列寧格勒)。3歲隨父僑居俄國,并在俄國受教育。1825年于多爾帕特大學獲醫(yī)學專業(yè)證書，同時受到了化學和地質學的基礎教育。18261827年，在斯德哥爾摩J.J.貝采利烏斯的實驗室工作并從其學習化學。回俄國后在烏拉爾作地質勘探工作，后在伊爾庫茨克做醫(yī)生并研究礦物。1830年當選為圣彼得堡科學院院士，專門研究化學，任圣彼得堡工藝學院理論化學教授并在中央師范學院和礦業(yè)學院講授化學。1838年成為俄國科學院院士。,蓋斯早期研究了巴庫附近的礦物和天然氣；發(fā)現了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了煉鐵中的熱現象，作了大量的量熱工作。1836年發(fā)現，在任何一個化學反應過程中,不論該反應過程是一步完成還是分成幾步完成,反應所放出的總熱量相同，并于1840年以熱的加和性守恒定律公諸于世，后被稱為蓋斯定律。此定律為能量守恒定律的先驅。當一個反應不能直接發(fā)生時，應用此定律可間接求得反應熱。因此，蓋斯也是熱化學的先驅者。著有純粹化學基礎(1834)，曾用作俄國教科書達40年。,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,題型一：有關熱化學反應方程式的的含義及書寫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。2、有關反應熱的計算（1）蓋斯定律及其應用（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。(3)利用鍵能計算反應熱題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測量,題型一：已知一定量的物質參加反應放出的熱量，計算反應熱，寫出其熱化學反應方程式。例1、將0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，該反應的熱化學方程式為_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是_kJ。,題型二：利用蓋斯定律求反應熱,【例題2】已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol試計算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,例3、已知下列反應的反應熱：H3285.8kJ/mol試計算下述反應的反應熱：2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l),題型三：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。例4、已知下列兩個熱化學方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H285.8kJmol1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H2220.0kJmol1實驗測得氫氣和丙烷的混合氣體共5mol，完全燃燒時放熱3847kJ，則混合氣體中氫氣和丙烷的體積比是_，兩者放出的熱量之比約為_A、1：3B、3：1C、1：4D、5：13,5已知膽礬溶于水時溶液溫度降低，膽礬分解的熱化學方程式為：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q1kJ/mol室溫下，若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q2kJ，則（）AQ1Q2BQ1=Q2CQ1Q2D無法確定,A,題型四：反應熱大小比較氫氣、一氧化碳、辛烷、例6甲烷的熱化學方程式分別為：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)；H89.3kJ/mol相同質量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時，放出熱量最少的是AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g),題型五：利用鍵能計算反應熱方法：H=E(反應物)E（生成物），即反應熱等于反應物的鍵能總和跟生成物的鍵能總和之差。常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能常用E表示，單位是kJ/mol。例7CH3CH3CH2CH2H2；有關化學鍵的鍵能如下。化學鍵CHCCCCHH鍵能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3試計算該反應的反應熱,例8：已知298K時,合成氨反應N2(g)+3H2(g)=2NH3（g)H1=-92.0kJ/mol，將此溫度下的0.1molN2和0.3molH2放在密閉容器中反應,測得反應放出的熱為:A一定小于92.0kJB一定大于92.0kJC一定等于92.0kJD無法確定,例9某液化石油氣由丙烷和丁烷組成，其質量分數分別為80%和20%。它們燃燒的熱化學方程式分別為：C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(g)H2200kJmol12C4H10(g)13O2(g)8CO2(g)10H2O(g)H5800kJmol1有一質量為0.8kg、容積為4.0L的鋁壺，將一壺20的水燒開需消耗該液化石油氣0.056kg。試計算該燃料的利用率。已知水的比熱容為4.2kJ/(kg)，鋁的比熱為0.88kJ/(kg)。,解析由熱化學方程式可知，1molC4H10燃燒放熱29