1、第三节 化学反应热的计算思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？件？C(s，石墨，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1CO2(g)=C(s，石墨，石墨)O2(g)H393.5 kJmol11已知石墨的燃烧热：已知石墨的燃烧热：H393.5 kJmol1。（1）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式。）写出石墨的完全燃烧的热化学方程式。（2）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式。）二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式。热化学方程式还可以表示理论可进行而实际难进行的化学热化学方程式还可以表示理论可进行而实际难进行的化
2、学反应。反应。2298 K，101 kPa时，合成氨反应的热化学方程式时，合成氨反应的热化学方程式 N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H 92.38 kJmol1。在该温度下，取在该温度下，取 1 mol N2(g)和和 3 mol H2(g)放在一密闭容器放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于于 92.38 kJ，其原因是什么？，其原因是什么？该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，状态，1 mol N2(g)和和 3 mol H2(g)不能完全
3、反应生成不能完全反应生成 2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于，因而放出的热量总小于 92.38 kJ。1提出问题提出问题在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时在化学科学研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反应热数据呢？才能获得它们的反应热数据呢？如何得到如何得到C(s)O2(g)=CO(g)的反应热？的反应热？能直接测定吗？如何测？能直接测定吗？如何测？若不能直接测，怎么办？若不能直接测，怎么办？122分析问题分析问题C(s)O2(g)=CO2(g)H1
4、 （1）CO(g)O2(g)=CO2(g)H2 （2）3解决问题解决问题C(s)O2(g)CO(g)H3?1212C(s)O2(g)=CO(g)H3？CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1H2 H3 H1 H3 H1 H2 393.5 kJmol1(283.0 kJmol1)110.5 kJmol11212下列数据下列数据H1表示燃烧热吗？表示燃烧热吗？H2(g)O2(g)=H2O(g)H1241.8 kJmol1 那么，那么，H2 的燃烧热的燃烧热 H 究竟是多少？如何计算？究竟是多少？如何计算？已知：已知：
5、H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol112H2的燃烧热的燃烧热 H2(g)O2(g)=H2O(g)H1241.8 kJmol1 H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1已知已知 H2(g)O2(g)=H2O(l)HH1 H2285.8 kJmol11212 不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是反应热是相同相同的。的。化学反应的化学反应的反应热反应热只与反应体系的只与反应体系的始态和终态始态和终态有关有关，而与反应的，而与反应的途径无关途径无关。AB请思考：由起点请思考：由起点 A 到终点到终点 B 有多少条途径？有多少条途径
6、？从不同途径由从不同途径由 A 点到点到 B 点的位移有什么关系点的位移有什么关系?如何理解盖斯定律？如何理解盖斯定律？H、H1、H2之间有何关系？之间有何关系？HH1H2BHACH1H2一盖斯定律一盖斯定律1盖斯定律的内容盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完不管化学反应是一步完成或分几步完成成,其反应热是相同。换句话说其反应热是相同。换句话说,化学反应的反应热只与反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。应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。HH1H22盖斯定律直观化盖斯定律直观化HACH1H2B有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这有
7、些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。3盖斯定律的应用盖斯定律的应用关键：关键：目标方程式的目标方程式的“四则运算式四则运算式”的导出。的导出。方法：方法：写出目标方程式确定写出目标方程式确定“过渡物质过渡物质”（要消去的物质）（要消去的物质）然后用消元法然后用消元法逐一逐一消去消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算四则运算式式”。例例1 已知已知 CO(g)O2(g)=CO2(g)H1 283.0 kJmol1 H2(g)O2(g)=H2O(l)H2 285.8 kJmo
8、l1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H31370 kJmol1试计算试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H。1212【解析解析】根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。看看反应能不能分成几步完成。2 4 所以，所以，HH12 H24 H3(283.22 285.84 1370)kJmo
9、l1 339.2 kJmol1。【答案答案】339.2 kJmol1例例2 写出石墨变成金刚石的热化学方程式。写出石墨变成金刚石的热化学方程式。(25，101 kPa时时)说明说明：（：（1）可以在书中查找需要的数据可以在书中查找需要的数据 （2）并告诉大家你设计的理由。）并告诉大家你设计的理由。查燃烧热表知：查燃烧热表知：C(s，石墨，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1C(s，金刚石，金刚石)O2(g)=CO2(g)H2395.0 kJmol1所以，所以，得：得：C(s，石墨，石墨)=C(s，金刚石，金刚石)H 1.5 kJmol1 观察该热化学方程式，回答：金刚石能
10、自动变成观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨吗？需要什么条件？石墨吗？需要什么条件？同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，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，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的总过程的热效应是相同的”。已知：。已知：P4(s，白磷，白磷)5O2(g)=P4O10(s)H2 983.2 kJmol1P(s，红磷，红磷)O2(g)=P4O10(s)H738.5 kJm
11、ol1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 kJmol1科学探索科学探索5414你知道神六的火箭燃料是什么吗？你知道神六的火箭燃料是什么吗？例例3 某次发射火箭，用某次发射火箭，用 N2H4（肼）（肼）在在 NO2中燃烧，生成中燃烧，生成 N2液态液态H2O。已知：已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.2 kJmol1 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H2534 kJmol1 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的
12、热化学方程式。式。【答案答案】2 N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(l)H 1 135.2 kJmol1 例例4 已知：已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H Q1 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H Q2 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ3 kJmol1常温下，取体积比常温下，取体积比 4:1 的甲烷和氢气的混合气体的甲烷和氢气的混合气体 11.2 L(标标况况)，经完全燃烧恢复常温，放出的热量是多少。，经完全燃烧恢复常温，放出的热量是多少。【答案答案】（0.4Q10.05Q3）kJ二反应热的计算二反应热的计算利
13、用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算。应热的计算。题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写1 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式。学反应方程式。2 有关反应热的计算有关反应热的计算（1）盖斯定律及其应用）盖斯定律及其应用 （2）根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据）根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小
14、。大小。（3）利用键能计算反应热）利用键能计算反应热 题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量课本课本 P12 例例1：【解解】钠与氯气起反应的化学方程式如下钠与氯气起反应的化学方程式如下Na(s)Cl2(g)=NaCl(s)23 gmol1 H 1.0 g 17.87 kJ H23 gmol1(17.87 kJ)1.0 g 411 kJmol1答：由钠与氯气反应生成氯化钠的反应热为答：由钠与氯气反应生成氯化钠的反应热为411 kJmol1。注意热化学方程式正确书写，特别注注意热化学方程式正确书写，特别注意有关单位的正确书写。意有关单位的正确书写。12课
15、本课本 P13 例例 2：【解解】C2H6O(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)46 gmol1 1 366.8 kJmol1 1 000 g XX(1 366.8 kJmol1 1 000 g)/46 gmol1 2.971 104 kJ答：答：1 kg 乙醇燃烧后放出乙醇燃烧后放出2.971 104 kJ 热量。热量。设设 1 kg 乙醇燃烧后放出的热量为乙醇燃烧后放出的热量为 X 1已知：已知：C（s）O2（g）=CO2（g）H 393.5 kJmol1 H2（g）O2（g）=H2O（g）H 241.8 kJmol1 欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比欲得到相同
16、的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为（约为（）A2:3.25 B12:3.25 C1:1 D393.5:241.8B变式练习变式练习 12 2氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：为：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1 CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1 C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时相同质量的氢气、一氧化碳
17、、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是放出热量最少的是()AH2(g)B CO(g)CC8H18(l)DCH4(g)B1212252随堂练习1下列说法不正确的是下列说法不正确的是()在热化学方程式中无论是反应物还是生成物都必须标明在热化学方程式中无论是反应物还是生成物都必须标明状态所有的化学反应都伴随着能量变化放热反应状态所有的化学反应都伴随着能量变化放热反应发生时不必加热吸热反应在加热后才能发生化学发生时不必加热吸热反应在加热后才能发生化学反应的热效应数值只与参加反应的物质的多少有关一反应的热效应数值只与参加反应的物质的多少有关一般来说，吸热反应在一定条件下也能发生根据盖斯定般来说，吸热反应
18、在一定条件下也能发生根据盖斯定律，反应焓变的大小与反应的途径有关，无论是一步完成律，反应焓变的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其总的热效应完全相同还是分几步完成，其总的热效应完全相同A B C D【解析】【解析】放热反应有时需要加热才能实现，如燃烧反应，放热反应有时需要加热才能实现，如燃烧反应，错误；有些吸热反应不需要加热就能发生，如铵盐与错误；有些吸热反应不需要加热就能发生，如铵盐与Ba(OH)2混合研磨就能反应，错误；化学反应的热效混合研磨就能反应，错误；化学反应的热效应不仅与反应物的多少有关，还与物质的状态有关，应不仅与反应物的多少有关，还与物质的状态有关，错错 误；
19、从盖斯定律来看，反应焓变的大小与途径无关，故误；从盖斯定律来看，反应焓变的大小与途径无关，故错误。错误。【答案】【答案】B2在在 100 g 碳不完全燃烧所得气体中，碳不完全燃烧所得气体中，CO占占1/3体积，体积，CO2占占2/3体积，且体积，且C(s)O2(g)=CO(g)H 110.35 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H 282.57 kJmol1与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）A392.92 kJ B2 489.44 kJC784.92 kJ D3 274.3 kJC12123已知：已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H
20、 571.6 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H 283.0 kJmol1 某某 H2 和和 CO 的混合气体完全燃烧时放出的混合气体完全燃烧时放出 113.74 kJ 热量，热量，同时生成同时生成 3.6 g 液态水，求原混合气体中液态水，求原混合气体中 H2 和和 CO 的物质的物质的量之比。的量之比。【答案答案】1:112若取金刚石和石墨的混合晶体共若取金刚石和石墨的混合晶体共 1 mol 在在O2中完全燃烧，中完全燃烧，产生的热量为产生的热量为 Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为，则金刚石和石墨的物质的量之比为 （用含（用含 Q 的代数式表示）。的代数式表示）。4已
21、知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：为：C(金刚石、金刚石、s)O2(g)=CO2(g)H1395.41 kJmol1 C(石墨、石墨、s)O2(g)=CO2(g)H2393.51 kJmol1393.51395.41QQ5已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学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：方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)H Q1 kJmol1 室温下，若将室温下，若将 1 mol 无水硫酸铜溶解为溶液时放热无水硫酸铜溶解为溶液时放热 Q2 kJ，则（则（）A Q1Q2 B Q1Q2 C Q1Q2 D 无法确定无法确定A
