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1、安徽省黃山市田家炳實驗中學(xué)程培紅第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算化學(xué)反應(yīng)熱的計算 在化學(xué)科研中，經(jīng)常要通過實驗測定物質(zhì)在發(fā)生時化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收的熱量。但是某些物質(zhì)的反應(yīng)熱，由于種種原因不能直接測得，只能通過化學(xué)計算的方式間接獲得。在生產(chǎn)中，對燃料的燃燒、反應(yīng)條件的控制以及廢熱的利用，也需要反應(yīng)熱計算 。 一、蓋斯定律 1840年，瑞士化學(xué)家蓋斯（GHHess）通過大量實驗事實證明，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 換句話說，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)的途徑無關(guān)。這就是蓋斯定律?？聪旅娴膱D理解蓋斯定律某人從山下A到達(dá)山頂B，無論是翻山越嶺攀登而
2、上，還是坐纜車直奔山頂，其所處的海拔都高了300m即山的高度與A、B點的海拔有關(guān)，而與由A點到達(dá)B點的途徑無關(guān)這里的A相當(dāng)于反應(yīng)體系的始態(tài)，B相當(dāng)于反應(yīng)體系的終態(tài).山的高度相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱用能量守恒定律論證蓋斯定律先從始態(tài)S變化到到終態(tài)L，體系放出熱量（H10)。經(jīng)過一個循環(huán)，體系仍處于S態(tài)，因為物質(zhì)沒有發(fā)生變化，所以就不能引發(fā)能量變化，即H1+H20蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義 有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢 有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生 有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生） 這些都給測量反應(yīng)熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計算出來 C（s）+ O2（g）=CO（g）因為C燃燒時不可能
3、完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應(yīng)的H無法直接測得，請同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律設(shè)計一個方案計算該反應(yīng)的H。 提示（1) C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5 kJ/mol (2) CO (g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0 kJ/mol H1= H2+ H3 H2 = H1- H3 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol C (s) + O2 (g) = CO2(g) H=-110.5 kJ/mol 二、反應(yīng)熱的計算 有關(guān)熱化學(xué)方程式的計算【例1】25、101kPa時，使1
4、.0 g鈉與足量的氯氣反應(yīng)，生成氯鈉晶體并放出17.87 kJ的熱量，求生成1 mol氯化鈉的反應(yīng)熱?！窘狻縉a(g) + Cl2(g) =NaCl(s)17.87 kJ / 1g 23 g / mol = 411 kJ / mol答：生成1 mol NaCl時放出熱量411 kJ。 有關(guān)燃燒熱的計算【例2】乙醇的燃燒熱H=-1366.8 kJ/ mol，在25、101kPa時，1 kg 乙醇充分燃燒后放出多少熱量？【解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol =21.74mol 1 kg C2H5OH燃燒后產(chǎn)生的熱量： 1366.8 kJ/ mol 21.74mol=2.97
5、1 10 4kJ答： 1 kg C2H5OH燃燒后放出2.971 10 4kJ的熱量。 應(yīng)用蓋斯定律的計算【例3】已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 CH3COOH (l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) = H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol試計算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 【解】分析各方程式的關(guān)系，知 將方程式按2 + - 組合得上述反應(yīng)方程式即：H
6、= 2H 2 + H3 - H1H =2(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol) -(-870.3kJ/mol) = - 488.3kJ/mol答：反應(yīng)2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反應(yīng)熱為- 488.3kJ/mol 練習(xí)題 火箭發(fā)射時用肼N2H4(l)作燃料，NO2作氧化劑，反應(yīng)生成N2和H2O(l)，查課本第6面上相關(guān)數(shù)據(jù)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 N2 (g) + 2O2 (g) = 2NO2 (g) H = +68 kJ/mol N2H4(l) + O2 (g) = N2(g) +2 H2O(l) H = - 622
7、kJ/molN2H4(l) + NO2 (g) = 3/2 N2(g) +2 H2O(l) H =-622kJ/mol ( 68kJ/mol )/2 =-656kJ/mol 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要反應(yīng)為:C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) .已知:C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5kJ/molH2(g) + O2(g) = H2O(g) H2=-242.0kJ/molCO(g) + O2(g) = CO2(g) H2=-283.0kJ/mol寫出制取水煤氣的熱化學(xué)方程式.C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) H=+
8、131.5kJ/mol 比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1mol H2和1mol CO完全燃燒放出的熱量之和比1mol C (s)完全燃燒放出的熱量_（填“多”、“少”）。 甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤炭燃燒時加少量水可以使煤炭燃燒時放出更多的熱量”。 乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律通過計算，認(rèn)為“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量一樣多”。 你的觀點呢？ 乙同學(xué)是怎樣計算的？你能重現(xiàn)乙的計算過程嗎？ 乙同學(xué)的計算過程：1.C (s) + H2O(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) H12.C (s)+H2O(g)+O2(g) CO (g)+ H2(g)+O2(g) H23.CO(g)+H2(g)+O2(g) CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) H34.CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g) CO2(g)+H2O(g) H4則有： H1 = H2+H3+ H4再再 見見
高一化學(xué)必修2 反應(yīng)熱的計算 ppt
