化学反应热的计算 讲义
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化学反应热的计算知识点
化学反应热的计算主要涉及到几个关键知识点:
反应热的概念:化学反应的热效应,通常称为反应热,其符号为Qp。
当反应在恒压下进行时,反应热称为等压热效应。
反应热的计算公式:Qp = △U + p△V = △U + RT∑vB。
其中,△U表示反应产物的内能减去反应物的内能,p是压力,△V是反应产物的体积减去反应物的体积,R是气体常数,T 是绝对温度,∑vB(g) = △n(g)/mol,即发生1mol反应时,产物气体分子总数与反应物气体分子总数之差。
焓的定义:由于U、p、V都是状态函数,因此U+pV也是状态函数,我们将其定义为焓,符号为H。
于是,反应热可以表示为:Qp = △H = H终态- H始态。
反应热的测量与计算:反应热可以通过实验测量得到,也可以通过化学反应方程式和比热容公式进行计算。
另外,反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
利用键能计算反应热:通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能,键能通常用E表示,单位为kJ/mol。
反应热等于反应物的键能总和与生成物键能总和之差,即△H = ΣE(反应物) - ΣE(生成物)。
由反应物和生成物的总能量计算反应热:△H = 生成物总能量- 反应物的总能量。
化学反应热计算一、化学反应热的原理化学反应热是由化学反应过程中的键能变化引起的。
在化学反应中,化学键的形成或断裂都会伴随着能量的变化。
当反应物中的键断裂时,吸收能量,反应物吸热;当产物中的键形成时,释放能量,产物放热。
化学反应热可正可负,取决于反应的特性。
二、化学反应热的计算方法1. 基于焓变的计算方法化学反应热可通过焓变计算得到,即反应物与产物之间的焓差。
焓变是物质在恒压下发生化学反应时吸热或放热的能力。
根据热力学第一定律,焓变等于系统对外界做的功加上吸收或释放的热量。
2. 基于反应热量计的计算方法反应热量计是一种专门用于测量化学反应热的仪器。
它包括一个反应容器和一个热量计,通过测量反应容器内的温度变化来计算反应热。
这种方法适用于无法直接测量焓变的情况。
三、化学反应热的应用1. 燃烧热燃烧热是指物质完全燃烧所释放的热量。
燃烧热的计算可以帮助我们了解燃料的热效应,对于选择和优化燃料具有重要意义。
2. 反应热的热力学性质化学反应热是研究反应的热力学性质的重要参数。
通过测量反应热,可以确定反应的放热或吸热性质,进而分析反应的热力学特征。
3. 工业过程优化在工业生产中,热量的释放和吸收对工艺过程的控制至关重要。
通过计算和控制化学反应热,可以优化工业过程,提高生产效率和经济效益。
4. 新材料研究化学反应热的计算对于新材料的研究也具有重要意义。
通过计算反应热,可以评估新材料的热稳定性和热分解特性,为新材料的设计和应用提供理论依据。
化学反应热计算是研究化学反应热力学性质的重要手段。
通过计算和测量反应热,可以了解反应的能量变化和热力学特性,为工业生产和新材料研究提供理论依据和技术支持。
化学反应热计算的应用前景广阔,有助于推动化学工程和材料科学的发展。
化学反应热量的计算与反应焓一、化学反应热量的概念1.化学反应热量:化学反应过程中放出或吸收的热量,简称反应热。
2.放热反应:在反应过程中放出热量的化学反应。
3.吸热反应:在反应过程中吸收热量的化学反应。
二、反应热量的计算方法1.反应热的计算公式:ΔH = Q(反应放出或吸收的热量)/ n(反应物或生成物的物质的量)2.反应热的测定方法:a)量热法:通过测定反应过程中温度变化来计算反应热。
b)量热计:常用的量热计有贝克曼温度计、环形量热计等。
三、反应焓的概念1.反应焓:化学反应过程中系统的内能变化,简称焓变。
2.反应焓的计算:ΔH = ΣH(生成物焓)- ΣH(反应物焓)四、反应焓的计算方法1.标准生成焓:在标准状态下,1mol物质所具有的焓值。
2.标准反应焓:在标准状态下,反应物与生成物标准生成焓的差值。
3.反应焓的计算公式:ΔH = ΣH(生成物)- ΣH(反应物)五、反应焓的应用1.判断反应自发性:根据吉布斯自由能公式ΔG = ΔH - TΔS,判断反应在一定温度下的自发性。
2.化学平衡:反应焓的变化影响化学平衡的移动。
3.能量转化:反应焓的变化反映了化学反应中能量的转化。
六、反应焓的单位1.标准摩尔焓:kJ/mol2.标准摩尔反应焓:kJ/mol七、注意事项1.反应热与反应焓是不同的概念,但在实际计算中常常相互关联。
2.反应热的测定应注意实验误差,提高实验准确性。
3.掌握反应焓的计算方法,有助于理解化学反应中的能量变化。
综上所述,化学反应热量的计算与反应焓是化学反应过程中重要的知识点。
掌握这些知识,有助于深入理解化学反应的本质和能量变化。
习题及方法:1.习题:已知1mol H2(g)与1mol O2(g)反应生成1mol H2O(l)放出285.8kJ的热量,求0.5mol H2(g)与0.5mol O2(g)反应生成1mol H2O(l)放出的热量。
解题方法:根据反应热的计算公式ΔH = Q/n,其中Q为反应放出的热量,n为反应物或生成物的物质的量。
化学反应热的计算知识点一、盖斯定律1、盖斯定律的内容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。
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。
2、盖斯定律直观化△H=△H1+△H23、盖斯定律的应用(1)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,可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
例如:C(s)+0.5O2(g)=CO(g)上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2;O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。
因此该反应的△H无法直接测得。
但是下述两个反应的△H却可以直接测得:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/molCO(g)+0.5 O2(g)=CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的△H。
分析上述反应的关系,即知△H1=△H2+△H3△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol由以上可知,盖斯定律的实用性很强。
(2)在化学计算中,可利用热化学方程式的组合,根据盖斯定律进行反应热的计算。
(3)在化学计算中,根据盖斯定律的含义,可以根据热化学方程式的加减运算,比较△H 的大小。
知识点二、反应热的计算根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据,可以计算一些反应的反应热。
反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的,只要掌握了它们的定义的内涵,注意单位的转化即可。
热化学方程式的简单计算的依据:(1)热化学方程式中化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,还等于反应热之比。
(2)热化学方程式之间可以进行加减运算。
知识点三、有关反应热的计算依据归纳1、根据实验测得热量的数据求算反应热的定义表明:反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量,可以通过实验直接测定。
2、根据物质能量的变化求算根据能量守恒,反应热等于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的差值。
DSH金牌化学高二系列之化学反应热的计算
考点盘点
[复习]已知1g氢气燃烧生成液态水和气态水时分别放出142.9 kJ和120.9 kJ的热量,分别写出氢气燃烧生成液态水和气态水的热化学方程式。
一、盖斯定律
1.1840年,盖斯(G.H.Hess,俄国化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其是相同的。
也就是说,化学反应的只与反应的和有关,而与具体反应进行的无关。
如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是的,这就是盖斯定律。
2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。
有些反应的反应热虽然无法直接测得,但利用盖斯定律不难间接计算求得。
二、反应热的计算
经典习题
【例题1】对于反应:C(s)+ O2(g)=CO(g)因为C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成,因此这个反应的ΔH无法直接测得,请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案求该反应的ΔH 。
[分析]我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热:
C(s)+O2(g) =CO2(g)ΔH=-393.5 kJ/mol
CO(g)+ O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ/mol
根据盖斯定律.可以很容易求算出C(s)+ O2(g)=CO(g)的ΔH 。
[小结]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,可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
关键:目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法:写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)然后用消元法逐一消去“过渡物质”,导出“四则运算式”
拓展变式练习
[试一试]根据上面[复习]中的信息通过计算求出液态水转化为气态水的反应热:
[试一试] 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,已知下列数据,
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1
写出由石墨和氢气生成甲烷反应的热化学方程式
【例题2】乙醇的燃烧热: △H=-1366.8kJ/mol,在25℃、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量? [归纳]
1、1g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收10.94 kJ的热量,相应的热化学方程式为()
A.C+H2O=CO+H2 ;ΔH=+10.9 kJ/ mol
B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ;ΔH=+10.94 kJ/ mol
C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ;ΔH=+131.28 kJ/ mol
D.1/2C(s)+ 1/2H2O(g)= 1/2CO(g)+ 1/2H2(g ) ;ΔH=+65.64 kJ/ mol
2、已知1mol白磷转化成红磷,放出18.39 kJ热量,
又知:P4(白,s)+5O2= 2P2O5(s) ΔH1,
4P(红,s)+5O2= 2P2O5 (s)ΔH2,则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2B.ΔH1<ΔH2C.ΔH1=ΔH2D.无法确定
3、今有如下三个热化学方程式:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ;ΔH=a kJ/ mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ;ΔH=b kJ/ mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=c kJ/ mol
关于它们的下列表述正确的是
A.它们都是吸热反应B.a、b和c均为正值
C .a=b
D .2b=c
4、已知下列热化学方程式: ①)()(21)(222l O H g O g H +;△H =-285.8kJ/mol ②)()(21)(222g O H g O g H +;△H =-241.8kJ/mol ③)()(2
1)(2g CO g O s C +;△H =-110.5kJ/mol ④)()()(22g CO g O s C +;△H =-393.5kJ/mol
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是________________。
(2) H 2的燃烧热为_________________________;C 的燃烧热为_____________________。
(3)燃烧10g H 2生成液体水,放出的热量为__________________.
(4)CO 的燃烧热为______________________________________;
其热化学方程式为________________________________________________.
5、已知下列热化学方程式:
①)g (CO 3)s (Fe 2)g (CO 3)s (O Fe 232+====+;△H =-25kJ/mol
②)g (CO )s (O Fe 2)g (CO )s (O Fe 324332+====+;△H =-47kJ/mol
③)g (CO )s (FeO 3)g (CO )s (O Fe 243+====+;△H =+19kJ/mol
写出FeO(s)与CO 反应生成Fe(s)和2CO 的热化学方程式:
___________________________________________________.
6、物质的生成热可定义为由稳定单质生成1mol 物质所放出的热量,如二氧化碳气体的生成热就是)g (CO )g (O )s (C 22====+的反应热.已知下列几种物质的生成热:
葡萄糖(C 6H 12O 6):1259kJ/mol H 2O(1):285.8kJ/mol CO 2:393.5kJ/mol
试计算1kg 葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水,最多可提供的能量.
7、某次发射卫星火箭用N 2H 4(肼)作燃料, NO 2作助燃剂,反应生成N 2和液态H 2O .资料显示:
)(2)(2)(222g NO g O g N +;△H =+67.2kJ/mol ①
)(2)()()(22242l O H g N g O g H N ++;△H =-534kJ/mol ②
则火箭燃烧1molN 2H 4时所放出的热量为______________.
8.在 101 kPa 时,1mol CH 4 完全燃烧生成CO 2和液态H 2O ,放出 890 kJ 的热量,CH 4 的燃烧热为多少? 1000 L CH 4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
9. 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
工业上高纯硅可通过下列反应制取:
SiCl4(g) + 2H2(g) 高温Si(s) + 4 HCl(g) 该反应的反应热△H = kJ/mol.。