《化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算》課件(新人教版選修4).ppt

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第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 教學(xué)目標(biāo) 1 從能量守恒角度理解并掌握蓋斯定律 2 能正確運(yùn)用蓋斯定律解決具體問題 3 學(xué)會化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算 強(qiáng)調(diào) 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 知識回顧 已知石墨的燃燒熱 H 393 5kJ mol1 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 思考 298K 101kPa時 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 如何測定如下反應(yīng) C s 1 2O2 g CO g 的反應(yīng)熱 H1 能直接測定嗎 如何測 若不能直接測 怎么辦 思考 計(jì)算 一 蓋斯定律 1 蓋斯定律的內(nèi)容 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱相同 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)的途徑無關(guān) ks5u精品課件 2 如何理解蓋斯定律 H H1 H2之間有何關(guān)系 H H1 H2 B H CO g C s CO2 g 例1 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 H1 H2 H3 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 下列數(shù)據(jù)表示H2的燃燒熱嗎 Why H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l H H1 H2 285 8kJ mol 實(shí)例2 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 1 寫出目標(biāo)方程式確定 過渡物質(zhì) 要消去的物質(zhì) 2 然后用消元法逐一消去 過渡物質(zhì) 導(dǎo)出 四則運(yùn)算式 蓋斯簡介 例1 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 2 4 H H1 2 H2 4 H3 283 2 2 285 8 4 1370 339 2kJ mol 你知道神六的火箭燃料是什么嗎 例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(yīng)的熱化學(xué)方程式 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol 例3 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常溫下 取體積比4 1的甲烷和氫氣的混合氣體11 2L 標(biāo)況 經(jīng)完全燃燒恢復(fù)常溫 放出的熱為 0 4Q1 0 05Q3 1 已知25 101kPa下 石墨 金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 據(jù)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(yīng) 等質(zhì)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(yīng) 等質(zhì)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(yīng) 等質(zhì)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(yīng) 等質(zhì)量時 石墨的能量比金剛石的高 A 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 練習(xí) 2 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 110 35kJ molCO g 1 2O2 g CO2 g 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 練習(xí) 二 反應(yīng)熱的計(jì)算 利用反應(yīng)熱的概念 蓋斯定律 熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 題型一 有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書寫 題型二 燃燒熱 中和熱的判斷 求算及測量 具體內(nèi)容 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 3 利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱 課本P12例1 解 鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下 Na s 1 2Cl2 g NaCl s 23g mol H 1 0g 17 87kJ H 23g mol 17 87kJ 1 0g 411kJ mol 答 略 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 課本P12例2 解 C2H6O l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l 46g mol 1366 8kJ mol 1000gX X 1366 8kJ mol 1000g 46g mol 29710kJ 答 1kg乙醇燃燒后放出29710kJ熱量 設(shè)1kg乙醇燃燒后放出的熱量為X 已知 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H 41 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)1 變式練習(xí)2 氫氣 一氧化碳 辛烷 甲烷的熱化學(xué)方程式分別為 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ molCO g 1 2O2 g CO2 g H 283 0kJ molC8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ molCH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol相同質(zhì)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 A H2 g B CO g C C8H18 l D CH4 g B 1 已知 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molCO g 1 2O2 g CO2 g H 283 0kJ mol某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113 74kJ熱量 同時生成3 6g液態(tài)水 求原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比 課堂練習(xí) 列方程求解 若取金剛石和石墨的混合晶體共1mol在O2中完全燃燒 產(chǎn)生的熱量為QkJ 則金剛石和石墨的物質(zhì)的量之比為 2 已知金剛石和石墨在氧氣中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 C 金剛石 s O2 g CO2 g H1 395 41kJ mol C 石墨 s O2 g CO2 g H2 393 51kJ mol 課堂練習(xí) 課堂練習(xí) 3 已知膽礬溶于水時溶液溫度降低 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無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q2kJ 則 A Q1 Q2B Q1 Q2C Q1 Q2D 無法確定 A 蓋斯定律的靈活應(yīng)用 G H GermainHenriHess 1802 1850 俄國化學(xué)家 1802年8月7日生于瑞士日內(nèi)瓦 1850年12月12日卒于俄國圣彼得堡 現(xiàn)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(xué)獲醫(yī)學(xué)專業(yè)證書 同時受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育 1826 1827年 在斯德哥爾摩J J 貝采利烏斯的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué) 回俄國后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作 后在伊爾庫茨克做醫(yī)生并研究礦物 1830年當(dāng)選為圣彼得堡科學(xué)院院士 專門研究化學(xué) 任圣彼得堡工藝學(xué)院理論化學(xué)教授并在中央師范學(xué)院和礦業(yè)學(xué)院講授化學(xué) 1838年成為俄國科學(xué)院院士 蓋斯簡介 蓋斯早期研究了巴庫附近的礦物和天然氣 發(fā)現(xiàn)了蔗糖氧化生成糖二酸 他研究了煉鐵中的熱現(xiàn)象 作了大量的量熱工作 1836年發(fā)現(xiàn) 在任何一個化學(xué)反應(yīng)過程中 不論該反應(yīng)過程是一步完成還是分成幾步完成 反應(yīng)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(qū) 當(dāng)一個反應(yīng)不能直接發(fā)生時 應(yīng)用此定律可間接求得反應(yīng)熱 因此 蓋斯也是熱化學(xué)的先驅(qū)者 著有 純粹化學(xué)基礎(chǔ) 1834 曾用作俄國教科書達(dá)40年 蓋斯簡介 蓋斯定律是在熱力學(xué)第一定律之前發(fā)現(xiàn)的 實(shí)際上是熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)的具體體現(xiàn) 是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì) 蓋斯定律奠定了熱化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ) 使化學(xué)方程式像普通代數(shù)方程那樣進(jìn)行運(yùn)算 從而可以根據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)確測定的熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算難以測定的反應(yīng)熱 蓋斯簡介