1、第三节 化学反应热的计算【教学过程】一、盖斯定律:1、内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。2、理解(1)途径角度:以登山为例。以图19所示,某人要从山下A点到达山顶B点,无论他用何种途径到达B点,他所处的位置的海拔相对于起点A来说,都高了300米,即山的高度与起点A和终点B的海拔有关,而与A点到达B点的途径无关。A点相当于反应体系的始态,B点相当于反应体系的终态,山的高度相当于化学反应的反应热。(2)能量守恒角度我们先从S变化到L,这时体系放出热量(H10)。 经过一个循环,体系仍处于S态,所有
2、的反应物和反应前完全一样,如果H1和H1之和不等于零,那么在物质丝毫末损的情况下体系能量就发生了改变,这是违背了能量守恒定律的。即物质没有变,就不能引发能量的变化。3、盖斯定律的意义:利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热例如:反应 C(S)+1/2 O2(g)=CO(g)的H无法直接测得,可以结合下述两个两个反应的H,利用盖斯定律进行计算。C(S)+ O2(g)=CO2(g) H1=393.5KJmol-1 CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) H2=283.0KJmol-1 根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的H。CO(g)+1/2 O2(g) H3H2H1CO2(
3、g)C(S)+ O2(g) H1=H2+H3 H3=H1-H2=393.5KJmol-1-(283.0KJmol-1)=-110.5 KJmol-1 则:C(S)+1/2 O2(g)=CO(g) H3=-110.5 KJmol-1 说明:得用盖斯定律结合已知反应热在求解一些相关反应的反应热时,其关键是设计出合理的反应过程,利用热化学方程式可进行“+”、“-”等数学运算,适当加减已知方程式及反应热。二、反应热的计算【例1】 按照盖斯定律,结合下列反应方程式,回答问题。已知:(1) NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(g) H=-176KJmol-1 (2) NH3(g)+H2O(l)=NH3
4、H2O(aq) H=-35.1KJmol-1 (3) HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq) H=-72.3KJmol-1 (4) NH3(aq)+ HCl(aq)= NH4Cl(aq) H=-52.3KJmol-1(5) NH4Cl(S)+ H2O(l)= NH4Cl(aq) H=Q则第(5)个方程式中的反应热是(+16.3 KJmol-1 )【例2】 已知火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,这两者反应生成氮气和水蒸汽。且: N2(g)+2O2(g)=2NO2g) H1=67.7KJmol-1 N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+ H2O(g) H2=-534KJ
5、mol-1 请计算1、1mol气态肼和NO2完全反应时放出的热量 (567.85KJ) 2、写出肼和NO2完全反应的热化学方程式(1) N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g) H=-567.85KJmol-1小结:反应热数值与各物质的化学计量数成正比,因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热数值需同时做相同倍数的改变。热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。进行反应热计算常用方法: 列方程或方程组法 平均值法 极限分析法 十字交叉法 估算法课堂小结:板书设计:课后练习:见附页 化学反应热的计算 作业班
6、级 学号 姓名 成绩 1、100g碳燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且 C(S)+1/2 O2(g)=CO(g)H=-110.35 KJmol-1 , CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) H=282.57KJmol-1 与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是 ( )A、392.92KJ B、2489.44KJC、784.92KJ D、3274.3KJ2、火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,这两者反应生成氮气和水蒸汽。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2g) H=67.7KJmol-1 N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+ 2H2O(g)
7、 H=-534KJmol-1 则1mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为 ( )A、100.3KJ B、567.85KJC、500.15KJ D、601.7KJ 3、已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-Q1KJmol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-Q2KJmol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-Q3KJmol-1 常温下,取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况),经完全燃烧后恢复到到常温,放出的热量(单位:KJ)为 ( )A、0.4Q1+0.05Q3 B、0.4Q1+0.05Q2C、0.4Q1+
8、0.1Q3 D、0.4Q1+0.2Q3 4、充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q,完全吸收它生成的CO2生成正盐,需要5molL-1 的KOH溶液100mL ,则丁烷的燃烧热为 ( )A、16Q B、8QC、4Q D、2Q5、已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为:CuSO45H2O(S)=CuSO4(S)+5H2O(l)H=+Q1KJmol-1 。室温下,若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2KJ,则 ( )A、Q1 Q2 B、Q1=Q2 C、Q1 Q2 D、无法比较6、下列热化学方程式能表示可燃物的燃烧热的是A、H2(g)+ Cl2(g) =2HCl(g) H=-184
9、KJmol-1 B、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-802.3Jmol-1 C、CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) H2=293KJmol-1 D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6KJmol-1 7、已知下列热化学方程式:Zn(S)+1/2 O2(g)=ZnO(S)H1; Hg(l)+1/2 O2(g)=HgO(S)H2;则Zn(S)+ HgO(S)= Hg(l)+ ZnO(S),H值为 ( )A、H2-H1 B、H2+H1 C、H1-H2 D、-H1-H28、已知H2(g)+ Cl2(g) =2HCl(g) H=-184.6
10、KJmol-1 ,则HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的H为 ( )A、+184.6KJmol-1 B、92.3KJmol-1 C、-369.2KJmol-1 D、+92.3KJmol-19、已知:A(g)+B(g)=C(g)H1;D(g)+B(g)=E(g)H2;若A、D、混合气体1mol完全与B反应,放出热H3,则A、D的物质的量之比是 ( )A、(H2-H3 ):(H1-H3) B、(H3-H2 ):(H1-H3)C、(H3-H2 ):(H3-H1)D、(H1-H2 ):(H3-H2)10、已知2C(S)+ O2(g)=2CO(g)H=-221.0 KJmol-1 ,2H
11、2(g)+O2(g)=2H2O(g H=-483.6KJmol-1 则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 的H为( )A、+262.6KJmol-1 B、-131.3KJmol-1C、-352.KJmol-1 D、+131.3KJmol-111、10g硫磺在O2中完全燃烧生成气态SO2,放出的热量能量使500g H2O温度由18升至62.4,则硫磺的燃烧热为 ,热化学方程式为 。12、硝化甘油(C3H5N3O9)分解时产物为N2、CO2、O2和液态水,它的分解反应的化学方程式是 。已知20时,22.7g硝化甘油分解放出的热量为154KJ,则每生成1mol气体伴随放出的热量为 KJ.13、质量为8.00g的某气体,含有3.011023个分子,其分子是由碳和氢两种元素构成,实验测得1mol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳,能放出890KJ热量。推出该气体的化学式,并写出其完全燃烧的热化学方程式。参考答案1、C 2、D 3、A 4、A、 5、A 6、C 7、C 8、D 9、B 10、D11、297 KJmol-1 S(S)+ O2(g)=SO2(g)H=-297 KJmol-112、4 C3H5N3O9=6N2 +12CO2 +O2 + 10H20 324.213、CH4 ;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890Jmol-1