高二化學(xué)選修4 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算1 課件.pptVIP

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 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 學(xué)與思 1 已知石墨的燃燒熱 h 393 5kj mol1 寫(xiě)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) 2 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(cè)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 學(xué)與思 如何測(cè)定c s 1 2o2 g co g 的反應(yīng)熱 h1 能直接測(cè)定嗎 如何測(cè) 若不能直接測(cè) 怎么辦 g h germainhenrihess 1802 1850 俄國(guó)化學(xué)家 俄文名為 1802年8月7日生于瑞士日內(nèi)瓦 1850年12月12日卒于俄國(guó)圣彼得堡 現(xiàn)為列寧格勒 3歲隨父僑居俄國(guó) 并在俄國(guó)受教育 1825年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專業(yè)證書(shū) 同時(shí)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(guó)后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作 后在伊爾庫(kù)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(mén)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(guó)科學(xué)院院士 蓋斯早期研究了巴庫(kù)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(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中 不論該反應(yīng)過(guò)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(gè)反應(yīng)不能直接發(fā)生時(shí) 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(guó)教科書(shū)達(dá)40年 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(cè)定的熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算難以測(cè)定的反應(yīng)熱 蓋斯簡(jiǎn)介 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)熱是相同 換句話說(shuō) 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) h h1 h2 2 蓋斯定律直觀化 co g c s co2 g 實(shí)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(cè)得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱 可通過(guò)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(xiě)出目標(biāo)方程式確定 過(guò)渡物質(zhì) 要消去的物質(zhì) 然后用消元法逐一消去 過(guò)渡物質(zhì) 導(dǎo)出 四則運(yùn)算式 例題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 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(guò)加減乘除組合而成 也就是說(shuō) 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 例2 寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 25 101kpa時(shí) 說(shuō)明 1 可以在書(shū)中查找需要的數(shù)據(jù) 2 并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由 用一用蓋斯定律 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 你知道神六的火箭燃料是什么嗎 例3 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(qǐng)寫(xiě)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4 已知 ch g o2 g co2 g h2o l h q1kj mol2h2 g o2 g h2o g h q2kj mol2h2 g o2 g h2o 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(shuō)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(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 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 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(shū)寫(xiě)1 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量 寫(xiě)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)熱題型二 燃燒熱 中和熱的判斷 求算及測(cè)量 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 注意熱化學(xué)方程式正確書(shū)寫(xiě) 特別注意有關(guān)單位的正確書(shū)寫(xiě) 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 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) 變式練習(xí) 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 89 3kj mol相同質(zhì)量的氫氣 一氧化碳 辛烷 甲烷完全燃燒時(shí)放出熱量最少的是ah2 g bco g cc8h18 l dch4 g 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(shí)放出113 74kj熱量 同時(shí)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(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