高中化学选修四化学反应热的计算省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

化学反应热计算第第1页页 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H H2 2=-44kJ/mol=-44kJ/mol 求求 H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H H3 3=？用图示求解过程。用图示求解过程。+=H H3 3=H H1 1+H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol判断以下数据判断以下数据H H1 1 表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？第第2页页思索：怎样测出该反应反应热思索：怎样测出该反应反应热：C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)H H1 1=?=?假如已知：假如已知：CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol你能求出你能求出H1吗？吗？不能很好控制反应程度，故不能很好控制反应程度，故不能直接经过试验测得不能直接经过试验测得H H1 1+=，则则 H H1 1+H H2 2=H H3 3所以，所以，H H1 1=H H3 3-H H2 2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol =-110.5kJ/mol由上两例你能得出什么结论？由上两例你能得出什么结论？第第3页页影响反应热原因影响反应热原因1 1、与温度、压强相关、与温度、压强相关 2 2、与物质状态相关、与物质状态相关3 3、与反应物用量相关、与反应物用量相关4 4、与反应条件（路径）无关、与反应条件（路径）无关 盖斯定律盖斯定律第第4页页化学反应反应热只与反应体系始态和终态化学反应反应热只与反应体系始态和终态相关，而与反应路径无关。相关，而与反应路径无关。盖斯定律应用：盖斯定律应用：方程式按一定系数比加和时方程式按一定系数比加和时 其反应热也按该系数比加和。其反应热也按该系数比加和。1、盖斯定律、盖斯定律一、盖斯定律一、盖斯定律第第5页页A AB B登山高度与上山登山高度与上山路径无关，只与路径无关，只与起点和终点相对起点和终点相对高度相关高度相关了解盖斯定律第第6页页H H2 2 0 0H H1 1 0 0S S（始态）（始态）L L（终态）（终态）先从始态先从始态S改变到到终态改变到到终态L，体系放出热（，体系放出热（H10)。经过一个循环，体系仍处于经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有态，因为物质没有发生改变，所以就不能引发能量改变，即发生改变，所以就不能引发能量改变，即H1+H20能量释放或吸收是以发生改变物质为基础能量释放或吸收是以发生改变物质为基础第第7页页H H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2 盖斯定律表达物质守恒和能量守恒盖斯定律表达物质守恒和能量守恒第第8页页2、盖斯定律在科学研究中主要意义、盖斯定律在科学研究中主要意义有些反应进行得很慢有些反应进行得很慢有些反应不轻易直接发生有些反应不轻易直接发生有些反应产品不纯（有副反应发生）有些反应产品不纯（有副反应发生）这些都给测量反应热造成了困难这些都给测量反应热造成了困难利用盖斯定律能够间接地把它们反应热计利用盖斯定律能够间接地把它们反应热计算出来算出来第第9页页3、盖斯定律应用方法：方法：写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去物质）（要消去物质）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”。注意事项热化学方程式同乘以或除以某一个数时，反应热数值也必须乘以或除以该数。热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加、减，反应热也随之相加、减。热化学方程式中反应热指反应按所给形式完全进行时反应热。正、逆反应反应热数值相等，符号相反。第第10页页例例1 1：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可依率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可依据盖斯提出观点据盖斯提出观点“不论化学反应是一步完成或分几步完不论化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程热效应是相同成，这个总过程热效应是相同”。已知：。已知：PP4 4(白磷、白磷、s)+5Os)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/molP(P(红磷、红磷、s)+5/4Os)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s)(s)H H2 2=-738.5 kJ/mol=-738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷热化学方程式试写出白磷转化为红磷热化学方程式 。P P4 4(白磷、白磷、s)=4 P(s)=4 P(红磷、红磷、s)s)H=-29.2kJ/mol=-29.2kJ/mol-4：第第11页页例例2 2：写出石墨变成金刚石热化学方程式：写出石墨变成金刚石热化学方程式 (25,101kPa(25,101kPa时时)查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(C(金刚石，金刚石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以，所以，-得：得：C(C(石墨，石墨，s)=C(s)=C(金刚石，金刚石，s)s)H H=+1.5kJ/mol=+1.5kJ/mol第第12页页练习练习1 1：已知以下各反应焓变：已知以下各反应焓变Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s)(s)H H=-1206.8 kJ/mol=-1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s)(g)=CaO(s)H H=-635.1 kJ/mol=-635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H=-393.5 kJ/mol=-393.5 kJ/mol试求试求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)焓变焓变H H=+178.2 kJ/mol=+178.2 kJ/mol=第第13页页练习练习2:已知已知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试计算试计算:2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)H【解解】：2+4-=HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol第第14页页你知道神六火箭燃料是什么吗？练习练习3 3：某次发射火箭，用：某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，中燃烧，生成生成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。已知：。已知：N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)H(g)H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)HO(l)H2 2=-534kJ/mol=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应热化学方假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应热化学方程式。程式。2 N N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)=(g)=3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2 ：第第15页页题型一：相关热化学反应方程式含义及书写题型一：相关热化学反应方程式含义及书写 1.已知一定量物质参加反应放出热量，写出其热化学已知一定量物质参加反应放出热量，写出其热化学反应方程式。反应方程式。2、相关反应热计算、相关反应热计算（1）盖斯定律及其应用）盖斯定律及其应用（2）依据一定量物质参加反应放出热量（或依据已依据一定量物质参加反应放出热量（或依据已知热化学方程式），进行相关反应热计算或比较大小。知热化学方程式），进行相关反应热计算或比较大小。Q=n H(3)利用键能计算反应热利用键能计算反应热题型二：燃烧热、中和热判断、求算及测量题型二：燃烧热、中和热判断、求算及测量二、反应计算二、反应计算第第16页页例例1250C，101KPa下，下，1g硫粉在氧气中充分硫粉在氧气中充分燃烧放出燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧热化学方程式。热量，写出硫燃烧热化学方程式。1）.依据反应热书写热化学方程式依据反应热书写热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g)；H H=-299.62kJmolmol-第第17页页练习练习250C，101KPa下，下，4gCO在氧气中燃在氧气中燃烧生成烧生成CO2，放出，放出9.6kJ热量，写出热量，写出CO燃烧热热化学燃烧热热化学方程式。方程式。CO(g)+OCO(g)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)；H=-H=-67.2 67.2 kJmolmol-第第18页页例例2在一定条件下，氢气和甲烷燃烧化学方程在一定条件下，氢气和甲烷燃烧化学方程式为：式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-H=-572kJmolmol-CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=-H=-890kJmolmol-由由1mol氢气和氢气和3mol甲烷组成混合气体在上述条件甲烷组成混合气体在上述条件下完全燃烧时放出热量为多少。下完全燃烧时放出热量为多少。2.）依据热化学方程式求反应热）依据热化学方程式求反应热解：解：Q=(572kJ2)+(890kJ3)=2956kJ第第19页页练习：已知：练习：已知：CH(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=-Q1KJ/mol2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）;H=-Q2KJ/mol2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;H=-Q3KJ/mol常温下常温下,取体积比取体积比4:1甲烷和氢气混合甲烷和氢气混合气体气体11.2L(标况标况),经完全燃烧恢复常温经完全燃烧恢复常温,放放出热为出热为:0.4Q1+0.05Q3第第20页页例例3在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：2H2(g)+O2(f)=2H2O(l);H=-H=-571.6kJmolmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-H=-2220kJmolmol-5mol氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则氢气和甲烷体积比为氢气和甲烷体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解：设：设H2、C3H8物质量分别为物质量分别为x，y答：氢气和丙烷体积比为答：氢气和丙烷体积比为3：1x+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:13.）求混合物组成求混合物组成x=3.75moly=1.25mol第第21页页1.虚拟路径法例题：已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解热化学方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（）AQ1Q2 B BQ1=Q2C Q1Q2 D无法确定A设计合理反应过程，注意反应热正、负号！反应热相关计算方法第第22页页2.能量图解法例题：例题：已知1mol白磷转化成4mol红磷，放出29.2 kJ热量，又知：又知：P P4 4(白，白，s)+5Os)+5O2 2 =2P=2P2 2O O5 5(s)(s)H H1 1,4P4P（红，（红，s s）+5O+5O2 2 =2P=2P2 2O O5 5 （s s）H H2 2 则则H H1 1和和H H2 2关系正确是关系正确是()()A AH H1 1H H2 2 B BH H1 1H H2 2 C CH H1 1=H H2 2 D D无法确定无法确定B第第23页页4.4.已知已知2525、101kPa101kPa下，石墨、金刚石燃烧热化学方程式分别为下，石墨、金刚石燃烧热化学方程式分别为C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H=393.51kJ393.51kJmolmol1 1C(C(金刚石金刚石)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H=395.41kJ395.41kJmolmol1 1据此判断，以下说法中正确是据此判断，以下说法中正确是()()A A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨能量比金刚、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨能量比金刚石低石低B B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨能量比金刚、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨能量比金刚石高石高C C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨能量比金刚、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨能量比金刚石低石低D D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨能量比金刚、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨能量比金刚石高石高A A能量图解法能量图解法第第24页页3.热化学方程式加减法例例2 2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答下列问题：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答下列问题,已知：已知：NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)Cl(s)H H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/molNHNH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3 H H2 2O(aq)O(aq)H H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/molHCl(g)+HHCl(g)+H2 2O(l)=HCl(aq)O(l)=HCl(aq)H H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/molNHNH3 3 H H2 2O(aq)+HCl(aq)=NHO(aq)+HCl(aq)=NH4 4Cl(aq)Cl(aq)H H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3kJ/molNHNH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2O(l)=NHO(l)=NH4 4Cl(aq)Cl(aq)H H5 5=？则第则第个方程式中反应热个方程式中反应热H H是是_。依据盖斯定律和上述反应方程式得：依据盖斯定律和上述反应方程式得：=+-=+-，即即H H5 5=+16.3kJ/mol=+16.3kJ/mol第第25页页例例3在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：2H2(g)+O2(f)=2H2O(l);H=-H=-571.6kJmolmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-H=-2220kJmolmol-5mol氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则氢气和甲烷体积比为氢气和甲烷体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解1：设：设H2、C3H8物质量分别为物质量分别为x，y答：氢气和丙烷体积比为答：氢气和丙烷体积比为3：1x+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:14.4.十字交叉法求混合气体组成十字交叉法求混合气体组成x=3.75moly=1.25mol第第26页页例例3在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：在一定条件下，氢气和丙烷燃烧化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-H=-571.6kJmolmol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-H=-2220kJmolmol-5mol氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷混合气完全燃烧时放热3847kJ，则，则氢气和甲烷体积比为氢气和甲烷体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解解2：1molH2燃烧放热燃烧放热571.6kJ/2=285.8kJ答：氢气和丙烷体积比为答：氢气和丙烷体积比为3：11molC3H8燃烧放热燃烧放热2220kJ1mol混合气混合气燃烧放热燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.631第第27页页