内容正文:
反应热的计算
化学(人教版)选择性必修1 第一章 第二节 第二课时
天然气完全燃烧与不完全燃烧有什么区别?
天然气完全燃烧 天然气不完全燃烧
火焰
产物
能量
淡蓝色火焰
黄(红)色火焰
CO2、H2O
CO( CO2)、H2O
放热较多
放热较少
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
实验测出
CH4(g)+-O2(g)=CO(g)+2H2O(l)
【不完全燃烧】
【完全燃烧】
难以测定
ΔH=
ΔH=
- 890kJ/mol
3
2
反应是可以直接测量的。是否所有的反应热都可以直接测量呢?
能否利用一些已知的反应热来计算一些无法直接测定的反应热呢?
科学史话
热化学研究的先驱——盖斯
拉瓦锡
拉普拉斯
法国化学家拉瓦锡和法国数学家、天文学家拉普拉斯,利用冰量热计(即以被熔化了的冰的质量来计算热量)测定了碳单质的燃烧热。
盖斯
1836年,俄国化学家盖斯利用自己设计的量热计测定了大量的反应热,并依据氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、石灰分别与硫酸反应的反应热总结出了盖斯定律
例、如图所示:
盖斯定律
盖斯定律:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。
A
∆H1
B
C
∆H2
∆H
ΔH = ΔH1 + ΔH2
即:在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。
3. 理解
(1)途径角度
如同山的绝对高度与上山的途径无关一样,A点相当于反应体系的 ,B点相当于反应体系的 ,山的高度相当于化学反应的 。
反应热
始态
终态
(2)能量守恒角度
先从始态 S 变化到终态 L 体系放出热量(∆H1 <0)
始态(S )
终态(L )
然后从 L 到 S ,体系吸收热量(∆H2>0)
经过一个循环,体系仍处于S 态,因为物质没有发生变化,所以就不能引发能量变化,即:∆H1+∆H2=0
推论:同一个热化学反应方程式,正向反应∆H1与逆向反应∆H2大小相等,符号相反,即: ∆H1= –∆H2
从反应途径角度:A→D:
3. 图例说明
从能量守恒角度:
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0。
∆H5
∆H6
∆H1
∆H2
∆H4
∆H3
A
B
C
D
E
F
∆H
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
= -(ΔH4+ΔH5+ΔH6);
已知:
H2(g)+-O2(g)=H2O(g) ΔH1 = -241.8kJ/mol
H2(g)+-O2(g)=H2O(l) ΔH2 = -285.8kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) ΔH3= - 44.0kJ/mol
(1)式和式有什么相同之处和不同之处 ?
(2)分析数据,ΔH1 、ΔH2、ΔH3之间有什么关系?
1
2
1
2
ΔH2 = -285.8kJ/mol
ΔH1 + ΔH3 = ΔH2
H2(g)+-O2(g)
H2O(g)
H2O(l)
ΔH1 = -241.8kJ/mol
ΔH3= -44.0kJ/mol
-241.8kJ/mol +(-44.0kJ/mol )= -285.8kJ/mol
1
2
热化学方程式
现在你能否尝试利用盖斯定律,设计合理的“路径”图表征ΔH1 、ΔH2、ΔH3之间的关系?
ΔH3= ?
CO(g)+-O2(g)=CO2(g)
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1 = - 890kJ/mol
ΔH2 = - 283kJ/mol
3
2
1
2
CH4(g)+-O2(g)=CO(g)+2H2O(l)
ΔH 3= ?
写出肼(N2H4,液态)与NO2反应的热化学方程式
资料:火箭发射时用肼做燃料,NO2做氧化剂,二者反应可生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+66.4kJ/mol
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=−534kJ/mol
2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=_____kJ/mol
分析: ②×2-①得:
ΔH=2ΔH2−ΔH1 =−1134.4 kJ/mol
归纳总结:
①唯一入手 (唯一:目标方程式中的物质,在给出的已知方程式中只出现一次)
②同加异减 (消元法逐一消去“过渡物质”,目标方程式中的物质,与给定方程式中物质若在方程式等号的同侧,则相加,反之,则相减)
加合法
注意:1、热化学方程式同