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1、化学反应中的热效应化学反应中的热效应2/2/20231.1、有关热化学方程式的计算、有关热化学方程式的计算例例1、在一定条件下在一定条件下,CO和和CH4燃烧的热化学方程式燃烧的热化学方程式分别为分别为:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；H=H=566KJ/molKJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；H=H=890KJ/molKJ/mol由由1摩摩CO和和3摩摩CH4组成的混和气在上述条件下完全燃组成的混和气在上述条件下完全燃烧时烧时,释放的热量为释放的热量为()A2912KJKJ B.2953KJKJ C.3236KJKJ D.3867KJKJB2/2
2、/20232.如何测定如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热的反应热H1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？2/2/20233.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+=，则则 H1+H2=H3所以，所以，H1=H3-H2=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol应用了什么规律？应用了什么规律？2/2/20234.不管化学反应是一步完成或分不管化学反应
3、是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。几步完成，其反应热是相同的。化学反应的焓变（化学反应的焓变（H）只与反）只与反应体系的始态和终态有关，而与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。应的途径无关。2/2/20235.一盖斯定律：一盖斯定律：1.1.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不管化学反应是一步完成或分几步完成分几步完成,其反应热是相同其反应热是相同.换句话说换句话说,化学反化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而而与反应的途径无关。与反应的途径无关。2/2/20236.HH1+H22.盖斯定律直观化2/2/20
4、237.CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3H2H1H3=+实例实例12/2/20238.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+)H1+H2=H3H1=H3H2=-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol2/2/20239.有些化学反应进行很慢或不易直接发生，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。斯定律获得它们的反
5、应热数据。2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：写出目标方程式确定方法：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）然后用然后用消元法消元法逐一消去逐一消去“过渡物质过渡物质”，导出，导出“四则运算式四则运算式”。2/2/202310.【例题【例题1】已知】已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol试计算试计算2CO(
6、g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的的H【解】：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步完成，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。下面就看看反应其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由能不能由三三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分能不能分成成几步完成。几步完成。2+4-=所以，所以，HH12H24H3283.22285.841370339.2kJ/mol2/2/202311.你知道神六的火箭燃料是什么吗？例：某次发射火箭，用例：某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼
7、）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生中燃烧，生成成N N2 2、液态、液态H H2 2O O。已知：。已知：N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)H(g)H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)HO(l)H2 2=-534kJ/mol=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学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。方程式。2 N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2
8、O(l)H=1135.2kJ/mol 2/2/202312.例、同素异形体相互转化但反应热相当小例、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个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)；=-2983.2kJ/molH1P(s、红磷、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/mol
9、H2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。P4(s、白磷白磷)=4P(s、红磷红磷)；=-29.2kJ/molH2/2/202313.例、例、使使18g焦炭发生不完全燃烧，所得气体中焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占占体积，体积，CO2占占体积，体积，已知：已知：C(S)+O2(g)=CO(g)；H=H=Q1KJ/molKJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g)；H=Q2KJ/mol A、1/3Q1KJB、1/3Q2KJC、1/3(Q1+Q2)KJD、1/2Q2KJ与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（）D2/
10、2/202314.（2）298K，101kPa时，合成氨反应的热化学时，合成氨反应的热化学方程式方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H =92.38kJ/mol。在该温度下，取在该温度下，取1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)放在放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于应放出的热量总是少于92.38kJ，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，反应将达到平衡状态，1 mol N2(g)和和3 mol H2(g)不能完全反应生
11、成不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放，因而放出的热量总小于出的热量总小于92.38kJ学与思学与思2/2/202315.1.已知已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：分别为：据此判断，下列说法正确的是（据此判断，下列说法正确的是（）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比金刚石的高 C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，
12、石墨的能量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比金刚石的高A2/2/202316.2.已知已知2C（S）+O2（g）=2CO（g）H=221.0kJ/molkJ/mol，2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）H=483.6kJ/molkJ/mol 则制备水煤气的反应则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的的 H为为()A、+262.6kJ/molkJ/mol B、131.3kJ/molkJ/molC、352.kJ/mo
13、lkJ/mol D、+131.3kJ/molkJ/molD 2/2/202317.练习练习1.按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知：知：(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)H1=176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq)H2=35.1kJ/mol(3)HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)H3=72.3kJ/mol(4)NH3(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)H4=52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)=NH4Cl(aq)H5=？则第（则第（5）个方程式中的
14、反应热）个方程式中的反应热 H是是_。根据盖斯定律和上述反应方程式得：根据盖斯定律和上述反应方程式得：(4)+(3)+(2)(1)=(5)，即，即 H5=+16.3kJ/mol2/2/202318.求混合物的组成求混合物的组成 例例44在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：化学方程式为：2H2H2(q)2(q)+O+O2(q)2(q)=2H=2H2 2O O(l)(l)HH=-571.6 kJ/mol-571.6 kJ/molC C3 3H H8(q8(q+5O+5O2(2(=3CO=3CO2(q2(q+4H+4H2 2O O(l)(l)H=2220 kJ/
15、mol2220 kJ/mol5mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ 3847kJ 则氢气和甲烷的体积比为则氢气和甲烷的体积比为()()(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1B2/2/202319.解解1 1：设：设H H2 2、C C3 3H H8 8的物质的量分别为的物质的量分别为x x，y yx+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:1x=3.75moly=1.25mol
16、2/2/202320.解解2：1molH2燃烧放热燃烧放热285.8kJ1mol混合气混合气燃烧放热燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.631=2/2/202321.解解3：(巧解）巧解）5mol 5mol 混混合合气气中中，C C3 3H H8 8 物物质质的的量量必必小小于于2mol2mol，H H2 2 的物质的量必大于的物质的量必大于3mol3mol。2mol C 2mol C3 3H H8 8 燃烧放热燃烧放热 4440 kJ,4440 kJ,超过总放热量超过总放热量 3847 kJ 3847 kJn(Hn(H2 2):n(C):n(C3 3H H8 8)必大于必大于 3:2 3:2选选 B B2/2/202322.2/2/202323.