13化学反应热的计算p课件.ppt

1、金属钠在氯气中燃烧金属钠在氯气中燃烧 测定燃烧热实验装置测定燃烧热实验装置 在化学科研中，经常要测量化学反应在化学科研中，经常要测量化学反应所放出或吸收的热量，但是某些物质的反所放出或吸收的热量，但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，那么应热，由于种种原因不能直接测得，那么如何获得它们的反应热数据呢？如何获得它们的反应热数据呢？例：例：C燃烧生成燃烧生成CO，但却很难控制，但却很难控制C的氧化只生成的氧化只生成CO而不继续生成而不继续生成CO2，那么，那么其反应热该如何获得呢？其反应热该如何获得呢？C（g）+O2（g）CO（g）12一、盖斯定律一、盖斯定律 二、反应热计算二、反应热计

2、算 1.巩固化学反应热效应与反应的焓变之巩固化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。间的关系。2.了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。进行有关反应热的简单计算。1.通过对盖斯定律的涵义的分析和论证，通过对盖斯定律的涵义的分析和论证，培养学生分析问题的能力。培养学生分析问题的能力。2.通过热化学方程式的计算和盖斯定律的通过热化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算，培养学生的计算能力。有关计算，培养学生的计算能力。2.树立辩证唯物主义的世界观，帮助学树立辩证唯物主义的世界观，帮助学生养成务实、求真、严谨的科学态度。生养成务实、求真、严谨的科学态度。

3、1.通过对盖斯定律的发现过程及其应用通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，感受化学科学对人类生活和社会发的学习，感受化学科学对人类生活和社会发展的贡献。激发参与化学科技活动的热情。展的贡献。激发参与化学科技活动的热情。1.盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算。热的计算。盖斯定律的应用。盖斯定律的应用。2.根据热化学方程式进行反应热的计算。根据热化学方程式进行反应热的计算。一、盖斯定律一、盖斯定律 盖斯盖斯 盖斯盖斯，瑞士化，瑞士化学家，早年从事分学家，早年从事分析化学的研究，发析化学的研究，发现现蔗糖可氧化成糖蔗糖可氧化成糖二酸二酸。1830年专门

4、年专门从事化学热效应测从事化学热效应测定方法的改进。定方法的改进。1840年盖斯在总结大量实验事实（热化年盖斯在总结大量实验事实（热化学实验数据）的基础上提出：学实验数据）的基础上提出：“定压或定容定压或定容条件下的任意化学反应，在不做其它功时，条件下的任意化学反应，在不做其它功时，不论是一步完成的还是几步完成的，其热效不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的（反应热的总值相等）。应总是相同的（反应热的总值相等）。”盖斯定律：盖斯定律：化学反应的反应热只与反应化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径

5、无关。关，而与具体反应进行的途径无关。1.盖斯定律：盖斯定律：B点点A点点 例例1：某人从山下：某人从山下A点到达山顶点到达山顶B点，无论从哪点，无论从哪条路线攀登而上，又或是坐缆车到达，到达条路线攀登而上，又或是坐缆车到达，到达B点时，点时，他所处的海拔相对于他所处的海拔相对于A点，增加的高度一样。即山点，增加的高度一样。即山的高度与的高度与A点到点到B点的海拔有关，而与途径无关。点的海拔有关，而与途径无关。A点就相当于反应体系的始态，点就相当于反应体系的始态，B点相当于终态，山点相当于终态，山的高度相当于化学反应的反应热。的高度相当于化学反应的反应热。CO（g）+O2（g）CO2（g）12

6、C（s）+O2（g）=CO2（g）例例2：C（s）+O2（g）=CO（g），因），因为为C燃烧时不可能完全生成燃烧时不可能完全生成CO，总有一部，总有一部分分CO2生成，因此这个反应的生成，因此这个反应的H无法直接无法直接测得。测得。12CO（g）+O2（g）CO2（g）12C（s）+O2（g）=CO2（g）H=-3935 kJmolH=-2830 kJmol 我们可以测得我们可以测得C与与O2反应生成反应生成CO2以及以及CO与与O2反应生成反应生成CO2的反应热，根据盖斯定的反应热，根据盖斯定律。可以很容易求算出律。可以很容易求算出 C（s）+O2（g）=CO（g）的）的H。12H1=H2

7、+H3H2=H1H3=-393.5kJ/mol-（-283.0kJ/mol）=-110.5 kJmol即：即：C（s）+O2（g）=CO（g）的）的 H=-110.5 kJmol 12 反应物反应物A变为生成物变为生成物D，可以有两个途径：，可以有两个途径：a.由由A直接变成直接变成D，反应热为，反应热为H；b.由由A经过经过B变成变成C，再由，再由C变成变成D，每步的反应热分别，每步的反应热分别是是H1、H2、H3。如下图所示：。如下图所示：总结：总结：2.盖斯定律在生产和科学研究中盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，有些反应的反应热虽

8、然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。通过计但利用盖斯定律不难间接计算求得。通过计算，合理利用煤、石油、天然气等当今世界算，合理利用煤、石油、天然气等当今世界上最重要的化石燃料上最重要的化石燃料,唤起了人们对资源利用唤起了人们对资源利用和环境保护的意识和责任感。和环境保护的意识和责任感。二、反应热的计算二、反应热的计算 例例1.某次发射火箭，用某次发射火箭，用N2H4（肼）在（肼）在NO2中燃中燃烧，生成烧，生成N2、液态、液态H2O。假如都在相同状态下，请。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。已知：写出发射火箭反应的热化学方程式。已知：N2(g)+2O2(g)=2

9、NO2(g)H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)H2=-534kJ/mol2 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)解析：解析：根据盖斯定律得根据盖斯定律得发射火箭反应的热化学方程式为：发射火箭反应的热化学方程式为：2-H=-1135.2kJ/mol 例例2.乙醇的燃烧热乙醇的燃烧热:H1366.8kJ/mol,在在25、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量乙醇充分燃烧放出多少热量?解析：解析：C2H5OH的摩尔质量是的摩尔质量是46g/mol1kgC2H5OH的物质的量为：的物质的量为：1kgC2H5OH充分燃烧后

10、放出的热量为：充分燃烧后放出的热量为：1366.8kJ/mol21.74mol=2.971104kJ1000g46g/mol=21.74mol例例3.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的反应的H，但可测出，但可测出CH4燃烧反应的燃烧反应的H1，根据，根据盖斯定律求盖斯定律求H4。已知：。已知：a.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3kJ/molb.C(石墨石墨)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5kJ/molc.H2(g)+O2(g)=H2O(l)H3=-285.8kJ/mold.C(石墨石墨)+2H2(

11、g)CH4(g)；H4=?解析：解析：根据盖斯定律得根据盖斯定律得 反应式反应式a、b、c、d之间有以下关系：之间有以下关系：b+c2-a=dH4=H2+2H3-H1=-74.8kJ/mol=-393.5 kJ/mol+2(-285.8)kJ/mol-(-890.3)kJ/mol 知识拓展：知识拓展：反应热的本质就是物质通过反应热的本质就是物质通过化学反应向外界吸收或释放能量的过程，只化学反应向外界吸收或释放能量的过程，只与反应物、生成物的总能量有关，与反应条与反应物、生成物的总能量有关，与反应条件、反应过程无关。当反应物的总能量高于件、反应过程无关。当反应物的总能量高于生成物的总能量时则反应

12、放出能量，当反应生成物的总能量时则反应放出能量，当反应物的总能量低于生成物的总能量时则反应吸物的总能量低于生成物的总能量时则反应吸收能量。收能量。1.盖斯定律：化学反应的反应热只与反盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关。有关，而与具体反应进行的途径无关。2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。要的意义。3.反应热的本质就是物质通过化学反应向反应热的本质就是物质通过化学反应向外界吸收或释放能量的过程，只与反应物、生外界吸收或释放能量的过程，只与反应物、生成

13、物的总能量有关，与反应条件、反应过程无成物的总能量有关，与反应条件、反应过程无关。当反应物的总能量高于生成物的总能量时关。当反应物的总能量高于生成物的总能量时则反应放出能量，当反应物的总能量低于生成则反应放出能量，当反应物的总能量低于生成物的总能量时则反应吸收能量。物的总能量时则反应吸收能量。1.已知已知CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l）；）；H-890 kJ/mol，现有，现有CH4和和CO的的混合气体共混合气体共0.75 mol，完全燃烧后，生成，完全燃烧后，生成CO2气体气体和和18 g液态液态H2O，并放出，并放出515 kJ热量热量,CO燃烧的热化燃烧的热化学方程式为

14、：学方程式为：_2CO（g）+O2（g）2CO2（g）H-560 kJ/mol 2已知下列两个热化学方程式：已知下列两个热化学方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(1)H=-285.kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)H=-2220.0kJ/mol 实验测得实验测得H2和和C3H8的混合气体共的混合气体共5mol，完，完全燃烧生成液态水时放热全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中则混合气体中H2和和C3H8的体积比是的体积比是1:1 1已知已知25、101 kPa下，石墨、金刚下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：石燃烧的热化学方程式分别

15、为：C(石墨石墨)O2(g)CO2(g)C(金刚石金刚石)O2(g)CO2(g)H393.51 kJ/molH395.41 kJ/mol据此判断，下列说法中正确的是据此判断，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，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。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，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，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

16、时，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石墨的能量比金刚石的高A 2.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，同时生成热量，同时生成3.6 g液态水，则原混液态水，则原混合气体中合气体中H2和和CO的物质的量之比为的物质的量之比为2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）H-571.6 kJ/molCO（g）+O2（g）CO2（g）H-283.0 kJ/mol12A.2:1B.1:2C.1:1 D.2:3C 1.2.5molC在在O2中完全燃烧生成中完全燃烧生成CO2，放出多少热量？放出多少热量？提示：提示：C（s）O2（

17、g）CO2（g）H-393.51 kJ/mol2.5molC完全燃烧：完全燃烧：Q=2.5mol （-393.51 kJ/mol）=-938.8kJ 2.完全燃烧多少摩完全燃烧多少摩H2是生成液态水，才是生成液态水，才能得到能得到1000kJ热量热量?提示：提示：H2（g）的燃烧热）的燃烧热H285.8 kJ/mol 欲使欲使H2完全燃烧生成液态水，得到完全燃烧生成液态水，得到1000kJ热量，需要热量，需要H2：1000kJ285.8 kJ/mol=3.5mol 3.4.0g硫粉在硫粉在O2中完全燃烧生成中完全燃烧生成SO2，放出放出37kJ热量，计算热量，计算S的燃烧热。的燃烧热。提示：提

18、示：设设S的燃烧热为的燃烧热为HS（s）O2（g）SO2（g）32g/mol4.0gH-37kJH 32g/mol（-37kJ）4.0g=296 kJ/mol 4.1.00gCH4完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2，放出放出55.6kJ热量，计算热量，计算CH4的燃烧热。的燃烧热。提示：提示：设设CH4的燃烧热为的燃烧热为HCH4（g）2O2（g）CO2（g）+2H2O（g）16g/mol1gH-55.6kJH 16g/mol（-55.6kJ）1g=-889.6 kJ/mol 5.2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2，放出，放出99.6kJ热量，热量，3

19、.00molC2H2完全燃完全燃烧能放出多少热量？燃烧相同物质的量的烧能放出多少热量？燃烧相同物质的量的CH4和和C2H2，哪种气体燃烧放出的热量多？，哪种气体燃烧放出的热量多？26g/mol2.00gH-99.6kJ提示：提示：1)求求3.00molC2H2完全燃烧能放出的热量完全燃烧能放出的热量QC2H2（g）O2（g）2CO2（g）+H2O（l）52H26g/mol（-99.6kJ）2.00g=-1294.8 kJ/molQ3.00mol 1294.8 kJ/mol=3884.4kJ 2）从题）从题4已知已知CH4的燃烧热的燃烧热-889.6 kJ/mol，相比，相比之下，燃烧相同物质的

20、量的之下，燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。放出的热量多。6.试计算试计算25时时CO与与H2O作用转化为作用转化为H2和和CO2反应的反应热。反应的反应热。提示提示:根据题意可知由题中反应（根据题意可知由题中反应（3）减）减反应（反应（1）和（）和（2）可得）可得CO与与H2O作用转化为作用转化为H2和和CO2反应，因此有：反应，因此有：H=H3（H 1+H2）=-394 kJ/mol+（111 kJ/mol+242kJ/mol）=-41 kJ/mol 即：即：CO与与H2O作用转化为作用转化为H2和和CO2反应的反应的反应热为反应热为=-41 kJ/mol 7.1kg人体脂肪可储存约

21、人体脂肪可储存约32200kJ能量。一般能量。一般人每行走人每行走1km大约要消耗大约要消耗170kJ能量，如果某人每天能量，如果某人每天步行步行5km，1年中因此消耗的脂肪大约是多少？年中因此消耗的脂肪大约是多少？提示：提示：已知已知1kg人体脂肪储存人体脂肪储存32200kJ能量，行能量，行走走1km消耗消耗170kJ，求每天行走，求每天行走5km，1年中因此消年中因此消耗的脂肪量耗的脂肪量:170kJ/km 5km/d 365d 32200kJ/kg=9.64kg 8.一个体重为一个体重为70kg的人脂肪储存的能量约为的人脂肪储存的能量约为4.2105kJ，如果快速奔跑，如果快速奔跑1k

22、m要消耗要消耗420kJ能量，能量，此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少？此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少？提示：提示：此人脂肪储存的能量约为此人脂肪储存的能量约为4.2105kJ，快，快速奔跑速奔跑1km要消耗要消耗420kJ能量，此人的脂肪可以能量，此人的脂肪可以维持奔跑的距离为：维持奔跑的距离为：4.2105kJ 420kJ/km=1000km9.某锅炉用某锅炉用1.0t煤可烧开水煤可烧开水50t（进锅炉水温（进锅炉水温20），），请计算该锅炉的热效率。（请计算该锅炉的热效率。（1t煤燃烧热煤燃烧热2.9107kJ）提示：提示：1t煤燃烧热煤燃烧热2.9107kJ50t水由水由20升温至

23、升温至100，温差，温差100-20=80 此此时需要吸热：时需要吸热：50103kg80 4.184kJ/(kg.)=1.6736107kJ锅炉的热效率锅炉的热效率=(1.6736107kJ 2.9107kJ)100%=57.7%10.现废品收购站已收购如下数量的废塑料：现废品收购站已收购如下数量的废塑料：耐纶耐纶5m3、聚氯乙烯、聚氯乙烯50m3、丙烯酸类型塑料、丙烯酸类型塑料5m3、聚丙烯、聚丙烯40m3，如将它们加工成燃料，如将它们加工成燃料，可回收多少能量？可回收多少能量？提示提示:各种塑料可回收的能量分别是各种塑料可回收的能量分别是:耐纶耐纶:5m34.2104kJ/m3=21104kJ聚氯乙烯聚氯乙烯:50m31.6104kJ/m3=80104kJ丙烯酸类型塑料丙烯酸类型塑料:5m31.8104kJ/m3=9104kJ聚丙烯聚丙烯:40m31.5104kJ/m3=60104kJ将它们加工成燃料，可回收能量为：将它们加工成燃料，可回收能量为：21104kJ+80104kJ+104kJ+60104kJ=1.7106kJ