【教学课件】第一章化学反应与能量.ppt
第一章 化学反应与能量,盖斯定律及其应用,1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184.6kJ/mol 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的H为（）,A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol,复习:,D,2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量，其热化学方程式为：_,SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l)H=-1427.2kJ/mol,规律:“正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反,3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。（1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为 kJ。（2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为 kJ。（3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量（大于、小于、等于）57.3kJ，理 由是。,28.65,11.46,小于,醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少,能否根据式子：,CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)H=-445.15kJ/mol,认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol?,不能,燃烧热的计算,例：0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为。,B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)H=-2165kJ/mol,298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H=-92.38kJ/mol。在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)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于92.38kJ，其原因是什么？,该反应是可逆反应，在密闭容器中进行,该反应将达到平衡状态,1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ,温故知新,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热H究竟是多少？如何计算？已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列数据H1表示燃烧热吗？,判断,+=,思考,如何测出该反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H1=?CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol,不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得H1,+=，则 H1+H2=H3所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol,上两例应用了什么规律？,影响反应热的因素,1、与温度、压强有关 2、与物质的状态有关3、与反应物的用量有关4、与反应条件（途径）无关 盖斯定律,盖斯定律,不管化学反应是分一步完成 或分几步完成，其反应热是相同的。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。,A,B,请思考：由起点A到终点B有多少条途径？从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,H2 0,H1 0,S（始态）,L（终态）,H1+H2 0,如何理解盖斯定律？,H、H1、H2之间有何关系？,H=H1+H2,B,H,A,C,H1,H2,有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。,2、盖斯定律的应用,关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。,方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。,例1：已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)H=-1206.8 kJ/molCa(s)+1/2O2(g)=CaO(s)H=-635.1 kJ/molC(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJ/mol试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,H=178.2 kJ/mol,=,例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=-176kJ/molNH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq)H2=-35.1kJ/molHCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)H3=-72.3kJ/molNH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=-52.3kJ/molNH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)H5=？则第个方程式中的反应热H是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：=+-，即H5=+16.3kJ/mol,例3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25,101kPa时),石墨能直接变成金刚石吗？,查燃烧热表知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol,所以，-得：C(石墨，s)=C(金刚石，s)H=+1.5kJ/mol,例4：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。现在可根据盖斯提出的观点“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”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)H1=-2983.2 kJ/mol,P(s、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。,P4(s、白磷)=4 P(s、红磷)=-29.2kJ/mol,-4：,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例5：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。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。,2 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.2kJ/mol,2：,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？,正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。,练习,1.已知石墨的燃烧热：H=-393.5kJ/mol(1)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,热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应,C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/molCO2(g)=C(石墨，s)+O2(g)H=+393.5kJ/mol,2.已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+O2(g)=CO2(g)H=393.51kJmol1C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)H=395.41kJmol1据此判断，下列说法中正确的是()A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高,A,3.已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8 kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370 kJ/mol试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,【解】：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。2+4-=所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,4.在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H=110.35kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=282.57kJ/mol与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）392.92 kJ B.2489.44 kJ C.784.92 kJ D.3274.3 kJ,C,
