化学反应中的热效应①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ/mol③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=?思考:①ΔH 3能直接测定吗?如何测?②ΔH3若不能直接测,怎么办?盖斯定律不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同.换句话说 ,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。△H=△H1+△H2①CO(g)+1/2O2(g)=CO 2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.5kJ/mol ③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH3=?CO(g)C(s)CO2(g)H3H2H1 ∴△H3=△H2-△H1=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol) =-110.5kJ/mol有些化学反应进行很慢或很快或不易直接发生,很难直接测得这些 反应的反应热,可将某个反应虚拟分成若干步进行,然后应用盖斯定律通过多步方程式的叠加(加或减)获得它们的反应热数据。盖斯定律的应用 若某一化学反应可分为多步进行,则其总反应热为各步反应的反应热之和。即△H=△H1+△H2+△ H3+……练习1、已知下列热化学方程式:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H1=-702.2kJ/mol2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)△H 2=-181.4kJ/mol求:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的焓变△H3 △H3=0.5(—)△H1△H21、计量数的变化与反应热数值的变化要对应2、反应方向改 变,反应热数值不变,符号相反用方程式叠加计算反应热时要注意哪些问题?练习2、已知:①CO(g)+1/2O2(g) =CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2= -285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mo l计算:④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH?????思路:根据盖斯定律, 反应④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④能不能由①②③三个反应通过加减组合而成,也就是说,看看 反应④能不能分成①②③几步完成。①×2+②×4-③=④ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3??? ??=-283.2×2-285.8×4+1370=-339.2kJ/mol你知道神六的火箭燃料是什么吗?练习 3: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/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534k J/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。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2 O(l)△H=-1135.2kJ/mol练习4、同素异形体可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求得。已知:P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s);=-2983.2 kJ/molH1P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s);=-738.5kJ/mol H2试写出白磷转化为红磷的热化学方程式P4(s、白磷)=4P(s、红磷);=-29.2kJ/molH 根据下列反应的焓变,计算C(石墨)与H2(g)反应生成1molC2H2(g)的焓变:C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H 1=-393.5KJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=-571.6KJ/mol2C2H2(g)+5 O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H3=-2599.2KJ/mol∵(①×4+②-③)÷2得到2C(石墨 )+H2(g)=C2H2(g)∴△H=(△H1×4+△H2-△H3)÷2△H=+226.8kJ/m ol练习5298K,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1molN2(g)和3molH2(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2molNH3(g),因而放出的热量总小于92.38 kJ练习6练习7、使18g焦炭发生不完全燃烧,所得气体中CO占体积,CO2占体积 ,已知:C(S)+O2(g)=CO(g);△H=-Q1KJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g);△H=- Q2KJ/molA、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()D1:若某一化学反应可分为多步进行,则其总反应热 为各步反应的反应热之和。即△H=△H1+△H2+△H3+……2:若多步化学反应相加可得到新的化学反应, 则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。小结1.已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程 式分别为: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 课堂练习2.已知①2C(S)+O2(g)-===2CO(g)△H=-221.0kJ/mol,②2H2(g)+O2(g )==2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)的 △H为()A、+262.6kJ/molB、-131.3kJ/molC、-352.kJ/mol D、+131.3kJ/molD练习3.按照盖斯定律,结合下述反应方程式,回答问题,已知:(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)+2 H2O(l)=NH4Cl(aq)△H5=?则第(5)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:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即△H5=+16.3kJ/mol求混合物的组成4、在一定 条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(q)+O2(q)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol C3H8(q+5O2(=3CO2(q+4H2O(l)ΔH=-2220kJ/mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放 热3847kJ则氢气和甲烷的体积比为()(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1 B解1:设H2、C3H8的物质的量分别为x,yx+y=5(571.6/2)(x)+22 20y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.7 5:1.25=3:1x=3.75moly=1.25mol解2:1molH2燃烧放热285.8kJ 1mol混合气燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.631=解3:(巧解)5mol混合气中,C3H8物质的量必小于2mol,H2的物质的量必大于3mol。∵2molC3H8燃烧放热4440kJ,超过总放热量3847kJn(H2):n(C3H8)必大于3:2选B请预习第三部分:能源的充分利用 |
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