1、第一章第一章 化学反应的热效应化学反应的热效应第二节第二节 反应热的计算反应热的计算 肼（肼（N N2 2H H4 4）是一）是一种良好的火箭推种良好的火箭推进剂，肼与氧化进剂，肼与氧化剂配合，燃烧时剂配合，燃烧时间长，产生大量间长，产生大量的热，从而产生的热，从而产生强大的推力。强大的推力。发射火箭反应的方程式：发射火箭反应的方程式：2N2N2 2H H4 4(g)+ 2NO(g)+ 2NO2 2(g)= 3N(g)= 3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) H= H= ? ?瑞士化学家盖斯瑞士化学家盖斯 盖斯是瑞士化学家，早年从事分析化学研究，盖斯是瑞士化学家，早年从事
2、分析化学研究，18301830年年专门从事专门从事 化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的和拉普拉斯的冰量热计冰量热计，从而较准确地测定了化学反，从而较准确地测定了化学反应中的能量。应中的能量。18361836年年盖斯受炼铁中热现象的启发，利盖斯受炼铁中热现象的启发，利用自己设计的量热计测定了大量的反应热用自己设计的量热计测定了大量的反应热，总结出一，总结出一条规律：条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的的
3、，18401840年以热的年以热的加和性守恒定律加和性守恒定律形式发表。盖斯定形式发表。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。所以我们常称盖斯是热化学的奠基人。所以我们常称盖斯是热化学的奠基人。H H2 2完全燃烧生成完全燃烧生成H2O(l) 的反应热的反应热？H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) H1= -241.8kJ/mol已知已知: H2O(g) = H2O(l) H2= -44kJ/molH2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) H= -285.8kJ/molH=H1+H2= -285.8kJ/mol 不
4、管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是应热是 的的1.内容内容:化学反应的反应热只与体系的化学反应的反应热只与体系的 和和 有有关，而与关，而与 反应无关反应无关换句话说换句话说:始态始态终态终态途径途径一、盖斯定律一、盖斯定律相同相同一、盖斯定律一、盖斯定律2.对盖斯定律的理解对盖斯定律的理解B海拔海拔400米米A海拔海拔100米米上山的高度与上上山的高度与上山的途径无关只山的途径无关只与起点和终点的与起点和终点的海拔有关海拔有关类比类比能量守恒H= = 。 H1+H2H3+H4+H5因为因为C C燃烧时不可能完全生成燃烧时不可能完全生成CO
5、CO，总有一部分，总有一部分COCO2 2生成，因此这个反应的生成，因此这个反应的H H无法直接测得无法直接测得 结论结论怎怎么么办办？能否测出此反应的反应热？能否测出此反应的反应热？3H1=H2+H3H3=H1-H2= -393.5kJ/mol+283.0kJ/mol = -110.5kJ/mol例例1 1、可以测得可以测得C C与与O O2 2反应生成反应生成COCO2 2以及以及COCO与与O O2 2反应生成反应生成COCO2 2的反应热：的反应热：3223例例2 2、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
6、很困难，例如白磷率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难，例如白磷转化为红磷。已知：转化为红磷。已知：P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s)； H1 =-2983.2 kJ/molP(s、红磷、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)； H2 = -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_。P4(s、白磷白磷)=4 P(s、红磷红磷)； H = -29.2 kJ/mol：先确定待求反应的化学方程式：先确定待求反应的化学方程式：找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置，：找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置，若在若
7、在“同侧同侧”，计算，计算HH时用时用 + + ，若在，若在“异侧异侧 ，计，计算算HH时用时用 ，即，即“同侧相加、异侧相减同侧相加、异侧相减“：根据待求方程式中各物质的化学计量数确定对已：根据待求方程式中各物质的化学计量数确定对已知方程式的乘数，即知方程式的乘数，即“化学计量数定乘数化学计量数定乘数”：依据第二步、第三步的结论，计算待求反应的：依据第二步、第三步的结论，计算待求反应的HH应用盖斯定律计算反应热的解题流程应用盖斯定律计算反应热的解题流程同侧加，异侧减，系数乘除不要忘记同侧加，异侧减，系数乘除不要忘记2N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l)H= -1
8、135.2kJ/mol 1.1. 某次发射火箭，用某次发射火箭，用N N2 2H H4 4( (肼肼) )在在NONO2 2中燃烧，生成中燃烧，生成N N2 2、液态液态H H2 2O O。已知：。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。发射火箭反应所放出的热量有多少？发射火箭反应所放出的热量有多少？1 1：燃烧热表知：燃烧热表知：C(C(石墨石墨,s)+O,s)+O
9、2 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)+O,s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol则：则：石墨和金刚石，哪一个才是更稳定的碳单质？石墨和金刚石，哪一个才是更稳定的碳单质？【解析解析】 - 得： C(石墨,s)= C(金刚石,s) H=+1.5kJ/mol 因为H0，所以由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量的石墨比金刚石能量低，故石墨比金刚石稳定。石墨稳定石墨稳定解析：解析：先确定待求的反应方程式：先确定待求的
10、反应方程式：C(s)+HC(s)+H2 2O O (g) = CO(g)+H(g) = CO(g)+H2 2(g) (g) H H3 3=?=?答案：答案：H H3 3= =+132.8kJ/mol3.3.运用盖斯定律时应注意以下几点：运用盖斯定律时应注意以下几点：求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。单相加。不论一步进行还是分步进行，不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致始态和终态完全一致，盖斯定，盖斯定律才成立。律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。 根据待求方程式中各物质根据待求方程式中各物质计量数计量数，需要对已知方程式的计量，需要对已知方程式的计量系数进行相应调整。系数进行相应调整。将调整后的已知方程式进行将调整后的已知方程式进行“”或或“”运算导出待求的运算导出待求的反应方程式，并检验上述分析正反应方程式，并检验上述分析正 确与否。确与否。
