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1、第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算第一章第一章化学反应与能量化学反应与能量一、盖斯定律一、盖斯定律换句话说，换句话说，化学反应的反应热只与反应体化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无系的始态和终态有关，而与反应的途径无关关。这就是。这就是盖斯定律盖斯定律。1840年，瑞士化学家年，瑞士化学家盖斯盖斯（GHHess）通过大量实验事实证明，不管化学反应是一通过大量实验事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。步完成或分几步完成，其反应热是相同的。1.盖斯定律盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热
2、是相同的。完成，其反应热是相同的。如何理解盖斯定律？H H、H H1 1、H H2 2之间有何关系？之间有何关系？H=H=H H1 1+H H2 2BH HAC CH H1 1H2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先从始态先从始态S变化到终态变化到终态L，体系放出热量，体系放出热量（H10)。经过一个循环，体系仍经过一个循环，体系仍处于处于S态，因为物质没态，因为物质没有发生变化，所以就不有发生变化，所以就不能引发能量变化，即能引发能量变化，即H1+H20二、盖斯定律的应用二、盖斯定律的应用盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应
3、的反应热很难测得或无法意义。有些反应的反应热很难测得或无法直接直接测得，利用盖斯定律就可测得，利用盖斯定律就可间接间接计算求得。如：计算求得。如：碳燃烧生成碳燃烧生成CO，同素异形体的相互转化同素异形体的相互转化等。等。例如：例如：C（s）+O2（g）=CO（g）因为）因为C燃烧时燃烧时不可能完全生成不可能完全生成CO，总有一部分，总有一部分CO2生成，因此这生成，因此这个反应的个反应的H无法直接测得，请同学们自己根据盖斯无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的定律设计一个方案计算该反应的H。提示提示（1)C(s)+)C(s)+O O2 2(g)(g)=CO=CO2 2(
4、g)(g)H1=-393.5 kJ/mol (2)CO(g)+(2)CO(g)+O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H3=-283.0 kJ/mol盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用 H1=H2+H3 H2=H1-H3 =-393.5 kJ/mol-(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/molC(s)+O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJ/mol 盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用思考思考:同素异形体相互转化的反应热相当小且转化速率同素异形体相互转化的反应热相当小且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难
5、。现在可根据盖斯定律来计算反应热。据盖斯定律来计算反应热。P4(白磷白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s);H=2983.2kJmol-14P(红磷红磷,s)+5O2(g)=P4O10(s);H=2954.0kJmol-1则白磷转化为红磷的热化学方程式为：则白磷转化为红磷的热化学方程式为：_白磷比红磷白磷比红磷_(填填“稳定稳定”还是还是“不稳定不稳定”)P4(白磷白磷,s)=4P(红磷红磷,s);H=29.2kJmol-1不稳定不稳定已知：金刚石、石墨的热化学方程式：已知：金刚石、石墨的热化学方程式：C(sC(s，金刚石，金刚石)+O)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g)H=
6、H=395.4 kJ/mol395.4 kJ/mol C(s C(s，石墨，石墨)+O)+O2 2(g)(g)COCO2 2(g)(g)H=H=393.5 kJ/mol393.5 kJ/mol 则石墨转化为金刚石的反应热则石墨转化为金刚石的反应热 H=H=，两物质中两物质中 较为稳定。较为稳定。+1.9 kJ/mol+1.9 kJ/mol石墨石墨课堂练习课堂练习1、热化学方程式、热化学方程式同乘以一个数同乘以一个数时，反应热数值时，反应热数值也必须也必须同乘以该数值同乘以该数值，即，即H的值与系数相匹配的值与系数相匹配。2、热化学方程式、热化学方程式相加减相加减时，同种物质之间可相时，同种物质
7、之间可相加减，加减，反应热也随之相加减反应热也随之相加减；3、将一个热化学方程式、将一个热化学方程式颠倒颠倒时，时，H的符号也的符号也要随之改变要随之改变;4.有有同素异形体的物质同素异形体的物质要要注明注明物质物质名称名称注意要点注意要点 已知：已知：H H2 2(g)+1/2 O(g)+1/2 O2 2(g)(g)H H2 2O(g);O(g);H H1 1=241.8kJ/mol241.8kJ/mol H H2 2(g)+1/2 O(g)+1/2 O2 2(g)(g)H H2 2O(l);O(l);H H2 2=285.8kJ/mol285.8kJ/mol H H2 2O(l)O(l)H
8、 H2 2O(g);O(g);则则H H1 1、H H2 2、H H3 3的关系的关系 。HH1 1=H=H2 2+H+H3 3课堂练习课堂练习HH3 3=+44.0kJ/mol=+44.0kJ/mol练习：已知练习：已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：热化学方程式分别为：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，石墨由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能
9、量比金刚石的高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的能量比金刚石的高AC(s，石墨，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJ/molC(s，金刚石，金刚石)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.0kJ/mol三、H大小 的比较(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20因为C(g)=C(l)H3_，则H3_，H2
10、_H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=CO(g)H2,或或=)，理由是，理由是_.B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)H=-752kJ/mol92.4表示表示1molN2和和3molH2完全反应放出的完全反应放出的热量，热量，Q表示表示1molN2和和3molH2反应达到平反应达到平衡时放出的热量，因此衡时放出的热量，因此Q297.3KJ/mol(l)H297.3KJ/mol B BS(g)+
11、OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(l)H297.3KJ/mol(l)HQQ2 2B B生成物总能量均高于反应物总能量生成物总能量均高于反应物总能量C C生成生成1molHCl1molHCl气体时放出气体时放出Q Q1 1热量热量D D1molHBr(g)1molHBr(g)具具有有的的能能量量大大于于1molHBr(l)1molHBr(l)具具有有的的能量能量ADAD反反应过应过程程能量能量（kJ/mol）反反应应物物分子分子生成物生成物分子分子活化分子活化分子反反应应物的物的总总能量（能量（E1）生成物的生成物的总总能量（能量（E2）()()活化分子的活化分子的最低能量最低
12、能量1515、在化学反、在化学反应应中，只有极中，只有极少数能量比平均能量高得多少数能量比平均能量高得多的反的反应应物分子物分子发发生碰撞生碰撞时时才才可能可能发发生化学反生化学反应应，这这些分些分子被称子被称为为活化分子。使普通活化分子。使普通分子分子变变成活化分子所需提供成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，的最低限度的能量叫活化能，其其单单位通常用位通常用kJkJmolmol-1-1表示。表示。请认请认真真观观察右察右图图，然后回答，然后回答问题问题。（1 1）图图中所示反中所示反应应是是_(_(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)反反应应，该该反反应应_(_(填填“需需要要”或或“
13、不需要不需要”)加加热热，该该反反应应的的H=_H=_(用含用含E E1 1、E E2 2的代数式表示）。的代数式表示）。放放热热 需要需要 (E E2 2 E E1 1)kJ)kJmolmol-1-1 1616、（、（2 2）已知）已知热热化学方程化学方程式：式：H H2 2(g)(g)O O2 2(g)=(g)=H H2 2O(g)H=-241.8 O(g)H=-241.8 kJkJmolmol-1-1，该该反反应应的活化能的活化能为为167.2 kJ167.2 kJmolmol-1-1，则则其逆其逆反反应应的活化能的活化能为为_。（3 3）对对于同一反于同一反应应，图图中中虚虚线线（）与
14、）与实线实线（）相比，活化能大大降低，相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反活化分子百分数增多，反应应速率加快，你速率加快，你认为认为最可最可能的原因是能的原因是_反反应过应过程程能量能量（kJ/mol）反反应应物物分子分子生成物生成物分子分子活化分子活化分子反反应应物的物的总总能量（能量（E1）生成物的生成物的总总能量（能量（E2）()()活化分子的活化分子的最低能量最低能量409 kJmol-1 使用了催化使用了催化剂剂上图参见选修4p317:(04上海上海)实验室制取下列气体实验室制取下列气体,其反应其反应放热的是放热的是()A.由无水醋酸钠制由无水醋酸钠制CH4B.由乙醇制由乙醇
15、制C2H4C.电石制电石制C2H2D.由氯酸钾制由氯酸钾制O2C1818、已知、已知H H+(aq)+OH(aq)+OH-(aq)=H(aq)=H2 2O(l)H=-57.3kJ/molO(l)H=-57.3kJ/mol，计算，计算下列反应中放出的热量。下列反应中放出的热量。（1 1）用）用20g NaOH 20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为量为 kJkJ。（2 2）用）用0.1molBa(OH)0.1molBa(OH)2 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为出热量为 kJkJ。（3 3）用）用1mol1
16、mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOHNaOH溶液反应，放出的热溶液反应，放出的热量量 （大于、小于、等于）（大于、小于、等于）57.3kJ57.3kJ，理，理 由是由是 。28.6528.6511.4611.46小于小于醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少离时要吸热，中和时放热较少 1919.由氢气和氧气反应生成由氢气和氧气反应生成1mol1mol水蒸气放热水蒸气放热241.8kJ241.8kJ，写出该反应的热化学方程式，写出该反应的热化学方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。若若1g1g水蒸气转化成液态水放
17、热水蒸气转化成液态水放热2.444kJ2.444kJ，则反，则反应应H H2 2(g)+1/20(g)+1/202 2(g)=H(g)=H2 20(1)0(1)的的H=_KJH=_KJmolmol。氢气的。氢气的燃烧热为燃烧热为_KJ_KJmolmol。H H2 2(g)+1/20(g)+1/202 2(g)=H(g)=H2 20(g)H=-241.8kJ0(g)H=-241.8kJmolmol-285.8kJmo1 285.8 20、计算：、计算：（2009年海南卷）已知：年海南卷）已知：Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)H=234.1kJmol-1C(s)+O2(g)=
18、CO2(g)H=-393.5kJmol-1则则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的的H是是A-824.4kJmol-1B-627.6kJmol-1C-744.7kJmol-1D-169.4kJmol-1A26.（09江苏卷江苏卷17）废旧印刷电路板的回收利用可实现资废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。到非金属粉末和金属粉末。（2）用）用H2O2和和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：粉末中的铜。已知：Cu(s)+
19、2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)H=64.39kJ/mol2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)H=196.46kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=285.84kJ/mol在在H2SO4溶液中溶液中Cu与与H2O2反反应应生成生成Cu2+和和H2O的的热热化化学方程式学方程式为为。Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)=Cu2+(aq)+2H2O(l)H=319.68kJ/mol2222:在在做做中中和和热热的的测测定定实实验验中中，使使用用下下列列用用品品不不是是为了减少实验误差的是为了减少实验误差的是 ()()A A碎泡沫塑料碎泡沫塑料 B B环
20、形玻璃棒环形玻璃棒 C C底部垫纸条底部垫纸条 D D两个量筒两个量筒 2323:在在做做中中和和热热实实验验测测定定中中和和热热时时，应应使使用用的的仪仪器器正确的组合是正确的组合是()()天天平平量量筒筒烧烧杯杯滴滴定定管管温温度度计计试管试管酒精灯酒精灯A AB BC CD D全部全部D DB B21、（09广东）用磷灰石在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H上述反应中，副产物矿渣可用来 。已知相同条件下：4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)
21、=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)H12Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)H3用H1、H2、H3来表示 H=。H13H2+18H3 水泥23.（2009年天津卷）已知：年天津卷）已知：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）H=-566kJ/molNa2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+H=-226kJ/mol根据以上根据以上热热化学方程式判断，下列化学方程式判断，下列说说法正确的是法正确的是ACO的燃的燃烧热为烧热为283kJB下下图图可表示可表示
22、为为CO生成生成CO2的反的反应过应过程和能量关系程和能量关系C2Na2O2（s）+2CO2（s）=2Na2CO3（s）+O2（s）H452kJ/molDCO（g）与与Na2O2（s）反反应应放放出出509kJ热热量量时时，电电子子转转移数移数为为6.021023C C24.1.5g火箭燃料二甲基肼火箭燃料二甲基肼(CH3NHNHCH3)完全燃烧，放出完全燃烧，放出50kJ热量，热量，则二甲基肼的燃烧热为（则二甲基肼的燃烧热为（）A.1000kJ/molB.1500kJ/molC.2000kJ/molD.3000kJ/molC25.家用液化气中主要成分之一是丁烷，家用液化气中主要成分之一是丁烷
23、，当当10kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出液态水时，放出5105kJ的热量。的热量。试写出丁烷燃烧的热化学方程式试写出丁烷燃烧的热化学方程式C4H10(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H=2900kJ/mol 27 27。某次发射火箭，用。某次发射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃烧，生成中燃烧，生成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应的热化学方程式。2N 2N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)=3N(g)=3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-1135.2kJ/mol H=-1135.2kJ/mol 而这些书写也是对的！而这些书写也是对的！