化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算》：課件四（22張PPT）（人教版選修4）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 蓋斯定律及其應(yīng)用 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 是一種無色氣體 遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃 生成SiO2和水 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 O2 g SiO2 s H2O 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 理由是 28 65 11 46 小于 醋酸是弱電解質(zhì) 只是少部分電離 發(fā)生電離時(shí)要吸熱 中和時(shí)放熱較少 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 不能 燃燒熱的計(jì)算 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 其熱化學(xué)方程式為 B2H6 g 3O2 g B2O3 s 3H2O l H 2165kJ mol 298K 101kPa時(shí) 合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)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(jìn)行反應(yīng) 測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92 38kJ 其原因是什么 該反應(yīng)是可逆反應(yīng) 在密閉容器中進(jìn)行 該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài) 1molN2 g 和3molH2 g 不能完全反應(yīng)生成2molNH3 g 因而放出的熱量總小于92 38kJ 溫故知新 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(jì)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(shù)據(jù) H1表示燃燒熱嗎 判斷 思考 如何測出該反應(yīng)的反應(yīng)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 mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol 不能很好的控制反應(yīng)的程度 故不能直接通過實(shí)驗(yàn)測得 H1 則 H1 H2 H3所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 上兩例應(yīng)用了什么規(guī)律 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 無關(guān) 蓋斯定律 蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱是相同的 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)的途徑無關(guān) A B 請思考 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關(guān) 只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對高度有關(guān) H2 0 H1 0 S 始態(tài) L 終態(tài) H1 H2 0 如何理解蓋斯定律 H H1 H2之間有何關(guān)系 H H1 H2 B H A C H1 H2 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) 2 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 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 這個總過程的熱效應(yīng)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(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 P4 s 白磷 4P s 紅磷 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 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 符號相反 不能省去 練習(xí) 1 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 熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) C 石墨 s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol CO2 g C 石墨 s O2 g H 393 5kJ mol 2 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 3 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 2 2 285 8 4 1370 339 2kJ mol 4 在100g碳不完全燃燒所得氣體中 CO占1 3體積 CO2占2 3體積 且C s 1 2O2 g CO g H 110 35kJ molCO g 1 2O2 g CO2 g H 282 57kJ mol與這些碳完全燃燒相比 損失的熱量是 392 92kJB 2489 44kJC 784 92kJD 3274 3kJ C 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全