1、第二节第二节 反应热的计算反应热的计算 学习目标学习目标 1. 知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进 行有关反应热的简单计算。行有关反应热的简单计算。 2. 学会有关反应热计算的方法技巧，进一学会有关反应热计算的方法技巧，进一 步提高化学计算的能力。步提高化学计算的能力。 为什么我们需要进行反应热的计算为什么我们需要进行反应热的计算 长征五长征五号号“身高“身高 59.5米起飞米起飞重量重量为为 643吨吨，起飞，起飞推力推力 为为833.8吨吨。近地。近地 轨道轨道25吨地球同步吨地球同步 转移轨道转移轨道14吨。吨。 它的一级火箭燃料采用的是液氧煤油，为了提
2、供它的一级火箭燃料采用的是液氧煤油，为了提供 这么大的能量，我们需要加注多少吨燃料呢？这么大的能量，我们需要加注多少吨燃料呢？ 新课引入新课引入 燃煤工业锅炉正常工作燃煤工业锅炉正常工作 一天可提供多少热能？一天可提供多少热能？ 烧烧开开5 kg常温的水，需常温的水，需 要多少升煤气呢？要多少升煤气呢？ 在在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发化学科研中，经常要通过实验测定物质在发 生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质生化学反应时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，只能通过的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过 化学计算的方式间接获得。在生产中
3、，对燃料的燃化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃 烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应 热计算热计算 。 来自实验室的难题来自实验室的难题 C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H3？ 3 C(s)+O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ/mol 1 CO(g)+ O2(g)=CO2(g) H2 283.0 kJ/mol 2 1 2 实验室可通过可燃物充分燃烧来测定反应热实验室可通过可燃物充分燃烧来测定反应热 氧气稍过量可让氧气稍过量可让 可燃物的燃烧更可燃物的燃烧更 充分噢！充分噢！ 容易测定容易测定 这个有点难测定噢
4、！同学们说说这个有点难测定噢！同学们说说 看，难在哪？看，难在哪？ 不不易测定易测定 一一. 盖斯定律盖斯定律 盖斯盖斯 G.H. 盖斯定律盖斯定律：不管化学反应一步完成或是分几步：不管化学反应一步完成或是分几步 完成，其反应热是相同的。完成，其反应热是相同的。 始态始态(S) 终态终态(L) H H H1+H2+H3 反应热只与反应反应热只与反应体系体系 的的始态和终态有关始态和终态有关， 与与反应途径无关反应途径无关 H2 第二步第二步 H1 H3 盖斯定律盖斯定律 盖斯定律盖斯定律：不管化学反应一步完成或是分几步完成，：不管化学反应一步完成或是分几步完成， 其反应热是相同的。其反应热是相
5、同的。 始态始态(S) 终态终态(L) H1 H2 H3 H H H1+H2+H3 想一想：同学们，你们还知道什么量也与之相似想一想：同学们，你们还知道什么量也与之相似 呢？呢？ 始态始态(S) 终态终态(L) 第二步第二步 盖斯定律应用盖斯定律应用 CO(g)+ O2(g) 1 2 CO2(g) C(s)+O2(g) H1 H3 C(s)+O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ/mol CO(g)+ O2(g)=CO2(g) H2 283.0 kJ/mol 1 2 C(s)+ O2(g) =CO(g) H3？ 1 2 H2 请同学们应用盖斯定律来解决这个问题！请同学们应用盖斯定律来解
6、决这个问题！ 解：解： H1 H2+ H3 H3 H1 H2 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol) 110.5 kJ/mol 用能量守恒定律论证盖斯定律用能量守恒定律论证盖斯定律 经过经过一个循环，体系仍处于一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以态，因为物质没有发生变化，所以 就不能引发能量变化，就不能引发能量变化，即即H1+H2=0 先从始态先从始态S变化到终态变化到终态L 体系体系放出放出热量热量(H1 0) 终态终态(L) 推论：推论：同一个热化学反应方程式，正向反应同一个热化学反应方程式，正向反应H1与逆与逆 向反应向反应H2大小相等，符号相反，即大小
7、相等，符号相反，即： H1= H2 根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据进行反应热的计算根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据进行反应热的计算 二二. 反应热反应热的计算的计算 方法方法 1 依据热化学方程式： 反应热的绝对值与各物质依据热化学方程式： 反应热的绝对值与各物质 的物质的量成正比，依据热化学方程式中的的物质的量成正比，依据热化学方程式中的 H 求反求反 应热，如应热，如 aA bB= cC dD H a b c d |H| n(A) n(B) n(C) n(D) |Q| 则则 n A a n B b n C c n D d |Q| |H|。 。 例例125 、101 kPa
8、，将，将1.0 g钠与足量氯气反应，生成氯化钠与足量氯气反应，生成氯化 钠晶体，并放出钠晶体，并放出17.87 kJ热量，求生成热量，求生成1 moL氯化钠的反应热。氯化钠的反应热。 Na(s) + Cl2(g) = NaCl (s) H(kJ/mol) 23 g/mol x 1 g 17.87 kJ x23 g/mol (17.87 kJ) 1.0 g 411 kJ/mol 解：设生成解：设生成1 mol NaCl的反应热为的反应热为x 23 g/mol : x 1g : 17.87 kJ 1 2 注意注意热化学方程式和热化学方程式和有关单位有关单位正确书写正确书写 解析解析 乙醇的燃烧热是
9、乙醇的燃烧热是 1 mol 乙醇乙醇(即即 46 g 乙乙 醇醇)充分燃烧的反应热，充分燃烧的反应热， 1 kg 乙醇充分燃烧放出乙醇充分燃烧放出 的热量的热量1 000 g 46 g 1 366.8 kJ29 713.0 kJ。 答案答案 29 713.0 kJ 方法方法2 依据依据物质的燃烧热物质的燃烧热H： Q放 放 n可燃物 可燃物 |H|。 。 例例2. 乙醇乙醇的燃烧热：的燃烧热： H1 366.8 kJ/mol，在，在25 、101 kPa,1 kg乙醇充分燃烧放出多少热量？乙醇充分燃烧放出多少热量？ 方法方法3 依据盖斯定律：根据盖斯定律，可以依据盖斯定律：根据盖斯定律，可以
10、将两个或两个以上的热化学方程式包括其将两个或两个以上的热化学方程式包括其H 相加或相减，得到一个新的热化学方程式，同相加或相减，得到一个新的热化学方程式，同 时反应热也作相应的改变。时反应热也作相应的改变。 例例3已知下列反应的反应热：已知下列反应的反应热：(1)CH3COOH(l) 2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H1870.3 kJ/mol (2)C(s)O2(g) =CO2(g) H2393.5 kJ/mol (3)H2(g) 1/2O2(g)=H2O(l) H3285.8 kJ/mol 试计算下列反应的反应热：试计算下列反应的反应热： 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH
11、3COOH(l) H_。 解析解析 根据盖斯定律，由根据盖斯定律，由(1) (1)(2) 2 2 得得 2C(s) 2H2(g)2O2(g)=CH3COOH(l)，则，则 HH12H2 2H3 870.3 kJ/mol 2 ( 393.5 kJ/mol) 2 ( 285.8 kJ/mol)488.3 kJ/mol。 答案答案 488.3 kJ/mol 方法方法4 依据反应物断键吸收热量依据反应物断键吸收热量Q吸 吸与生 与生 成物成键放出热量成物成键放出热量Q放 放： ：HQ吸 吸 Q放 放。 。 方法方法5 依据反应物的总能量依据反应物的总能量E反应物 反应物和生成物的 和生成物的 总能量总
12、能量E生成物 生成物。 。HE生成物 生成物 E反应物 反应物。 。 例例4白磷与氧气可发生如下反应：白磷与氧气可发生如下反应：P45O2=P4O10。 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJ/mol、PO b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d kJ/mol，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 H，其中正确的是，其中正确的是( ) A(6a5d4c12b) kJ/mol B(4c12b6a5d) kJ/mol C(4c12b4a5d) kJ/mol D(4a5d4c12b)
13、 kJ/mol 答案答案 A 解析解析由键能求由键能求反应热反应热的公式为的公式为H反应物断反应物断 键吸收能量总和生成物断键吸收能量总和，键吸收能量总和生成物断键吸收能量总和， 则则H6 a kJ/mol5 d kJ/mol(12 b kJ/mol 4 c kJ/mol)(6a5d4c12b)kJ/mol，A 项正确项正确。 总结应用总结应用 盖斯定律解题方法和步骤盖斯定律解题方法和步骤 第一步：观察需求解热化学方程式中反应物和生成第一步：观察需求解热化学方程式中反应物和生成 物分别在已知热化学方程式中“物分别在已知热化学方程式中“=”哪一侧，如果”哪一侧，如果 在不同侧，可先将对应已知热化
14、学方程式的反应物在不同侧，可先将对应已知热化学方程式的反应物 和生成物对调，同时和生成物对调，同时H数值不变，正负号对换，也数值不变，正负号对换，也 可用减法。可用减法。 第二第二步：观察需求解热化学方程式中反应物和步：观察需求解热化学方程式中反应物和生成生成 物与物与已知热化学方程式中同物质的化学计量数大小已知热化学方程式中同物质的化学计量数大小 关系，关系，并通过同等程度改变各物质及对应反应热的并通过同等程度改变各物质及对应反应热的 倍数倍数，达到，达到相加后能得出所要求解的热化学方程式相加后能得出所要求解的热化学方程式。 第三步：在将已知热化学方程式相加时，对应第三步：在将已知热化学方程
15、式相加时，对应的的 H也也要进行相加，并计算出结果要进行相加，并计算出结果，即可求出所需，即可求出所需 求求解热化学方程式解热化学方程式的反应热的反应热。 结结 总总 识识 知知 运用盖斯定律要注意运用盖斯定律要注意 1. 热化学方程式热化学方程式同乘同乘以某一个数时，反应热的以某一个数时，反应热的数值数值 也必须也必须乘乘以该数；以该数； 2. 热化学方程式热化学方程式相加减相加减时，时， 同种物质之间可相加减，同种物质之间可相加减， 反应热反应热也随之也随之相加减；相加减； 3. 将一个化学方程式将一个化学方程式颠倒颠倒时，时， H“+” “-”号必”号必 须随之须随之改变改变，但，但数值
16、不变；数值不变； 4. 计算过程中需计算过程中需代入数据代入数据，且数据必须，且数据必须带单位。带单位。 本节小结本节小结 结结 总总 识识 知知 1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时移项同时 改变正负号改变正负号，各项的，各项的化学计量数化学计量数包括包括H的数值可以同时扩大的数值可以同时扩大 或缩小相同的倍数或缩小相同的倍数； 2）根据盖斯定律，可以将）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包两个或两个以上的热化学方程式包 括括其其H相加或相减相加或相减，得到一个新的热化学方程式；，得到一个新的热化学方程式； 3）可燃
17、物完全燃烧产生的热量）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量可燃物的物质的量 燃烧热燃烧热； 1假定反应体系的始态为假定反应体系的始态为S，终态为，终态为L，它们之间，它们之间 变化如图所示：变化如图所示： ，则下列说法不正确的是则下列说法不正确的是( ) A若若H10 B若若H10，则，则H20 CH1和和H2的绝对值的绝对值相等相等 DH1H20 随堂练习随堂练习 B 2. 由氢气和氧气反应生成由氢气和氧气反应生成9 g水蒸气放热水蒸气放热120.9 kJ， 则生成则生成1mol的水的反应热为的水的反应热为 ，写写 出该反应的热化学方程式：出该反应的热化学方程式： 。 若若1g水蒸气转
18、化转化液态水放热水蒸气转化转化液态水放热2.444 kJ，则反应，则反应 2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) 的的H= kJ/mol；氢气；氢气 的燃烧热为的燃烧热为 kJ/mol 241.8kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H 241. 8 kJ/mol 571.6 285. 8 3. 天然气是一种很清洁的能源，它的主要成份天然气是一种很清洁的能源，它的主要成份 是甲烷，已知是甲烷，已知1 g甲烷完全燃烧生成液态水和甲烷完全燃烧生成液态水和 CO2，放出，放出55.6 kJ热量，则甲烷的燃烧热热量，则甲烷的燃烧热 为为 ；1 kg甲烷完全燃烧可提甲烷完全燃烧可提 供供 热量。热量。 889.6 kJ/mol 55 600 kJ 4在在298 K、101 kPa时，已知：时，已知： 2H2O(g)=O2(g)2H2(g) H1 Cl2(g)H2=2HCl(g) H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3 则则H3与与H1和和H2间的关系正确的是间的关系正确的是( ) AH3H12H2 BH3H1H2 CH3H12H2 DH3H1H2 A