课件1:13化学反应热的计算.ppt
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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?2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?C(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 kJmol1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:H2O(g)=H2O
5、(l)H244 kJmol1H2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 kJmol1 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有始态和终态有关关,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?从不同途径由从不同途径由 A
6、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之之间有何关系?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应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。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,很难直接测得这有些化学反应进行很慢或不易直接发生,
7、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“四则运算式四则运算式”。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 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)
8、=2CO2(g)3H2O(l)H31370 kJmol1试计算试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H。【解析解析】根据盖斯定律,反应根据盖斯定律,反应不论是一步完成还是分几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。下面就看看反应步完成,其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能能不能由不能由三个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,三个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,看看反应看看反应能不能分成能不能分成几步完成。几步完成。2 4 所以,所以,HH12 H24 H3(283.22 285.84 1370)kJmol1 339.2 kJmol1。【答案答案
9、】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:金刚石能自动变成石观察该热化学方程式,回答:金刚石
10、能自动变成石墨吗?需要什么条件?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 kJmol1试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试
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