内容正文:
第1章 化学反应与能量
第三节 化学反应热的计算
1、提出问题
在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热。
例如C(s) + 1/2O2(g) = CO(g)的反应热
有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢?
2、分析问题
C(s) + O2(g) ═ CO2(g) △H1 ……(1)
CO(g) + 1/2O2(g) ═ CO2(g) △H2 ……(2)
3、解决问题
C(s) + 1/2O2(g) ═ CO(g) △H3 = ? (3)
一、盖斯定律
不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
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。
态:
物质种类、物质的量、物质的状态及环境条件
2H2O(l) =2H2(g) +O2(g) △H2 > 0
2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) △H1 < 0
S(始态)
L(终态)
△H1+ △H2≡ 0
△H1+△H2+△H3+……
=△Ha+△Hb+△Hc+……
S
L
1
2 3
a
b c
反应物(始态)
生成物(终态)
即无论经过什么途径,由C(s)+O2(g)
变成CO2(g)的反应热是定值。
△H= △H1 + △H2
C(s)
CO2(g)
CO(g)
图示法外,还可用什么方法解决?
图示法
C(s)+1/2O2(g)==CO(g) △H3=?
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2=-283.0 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol
-)
∴△H3 = △H1 - △H2
= -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol)
= -110.5 kJ/mol
(1) - (2)= (3)
通过实验无法直接测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)反应热
有些反应进行得很慢,有些反应不容易发生,有些反应的产品不纯
盖斯定律的数学本质:
热化学方程式按一定系数关系的相加减
下列数据表示H2的燃烧热吗?
H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g)
△H1=-241.8kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l)
△H=△H1+ △H2=-285.8kJ/mol
H2O(g)=H2O (l)
△H2=-44 kJ/mol
已知
例1:写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
说明:(1)可以在书中P7查找需要的数据
(2)并告诉大家你设计的理由。
先思考,之后小组讨论汇报
查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
所以, ①- ②得:
C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol
观察该热化学方程式,回答:金刚石能自动变成石墨吗?需要什么条件?
你知道神六的火箭燃料是什么吗?
例2:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/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。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
②×2-①得
1、请用自己的话描述一下盖斯定律。
2、盖斯定律有哪些用途?
用来计算难于测量或不能测量的反应的反应热
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
1. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g) △H = -110