化学反应热的计算
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反应热计算公式(1)ΔH=反应物总键能之和-生成物总键能之和。
(2)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=H(生成物)-H(反应物)。
(3)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。
公式1 ΔH=反应物总键能之和-生成物总键能之和。
例1、(2021·浙江选考)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:则2O(g)=O2(g)的ΔH为()A.428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1C.498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1解析:解析:选D由热化学方程式可知,2×(H—H)+(O—O)-4×(H—O)=-482 kJ·mol-1,代入数据解得,O—O=498 kJ·mol-1,形成化学键放出能量,故D正确公式2、ΔH=生成物总能量-反应物总能量=H(生成物)-H(反应物)。
解析:选A酸根离子对应的酸越弱,结合氢离子能力越强,E对应的是高氯酸根离子,高氯酸是最强的无机酸,酸根离子结合氢离子能力最弱,故A错误;能量越低越稳定,A最稳定,故B正确;ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=64+60-2×100=-76 kJ·mol-1,故C正确;3ClO-(aq)===2Cl-(aq)+ClO3-(aq)的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的键能之和-生成物的键能之和=0+64-3×60=-116 kJ·mol-1,B→A+D的反应为放热反应,故D正确。
公式3、ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。
例3、由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。
根据图示可知,反应N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)的反应热为____________解析:ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。
ΔH=209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1。
化学反应热的计算一、盖斯定律1. 内容: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。
如图 1-15所示:12H H H ∆=∆+∆,345H H H H ∆=∆+∆+∆。
盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。
2.对盖斯定律的理解:① 途径角度;② 能量守恒角度由于在指定的状态下,各种物质的焓值都是确定且唯一的,因此无论经过哪些步骤从反应物变成产物,它们的差值是不会改变的。
说明:能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。
3.意义:应为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应的反应热造成了困难。
此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
说明:利用盖斯定律应注意以下几点:a.一个热化学方程式中分子式前的化学计量数同时扩大一定的倍数时,焓变也相应地扩大相同的倍数。
b.若将一个热化学方程式中的反应物与生成物颠倒,则焓变的正负号也相应地改变。
c.若热化学方程式相加,则焓变也相加;若热化学方程式相减,则焓变也相减。
4.方法技巧拓展常用的有关反应焓变的简答计算的方法归类:⑴ 根据热化学方程式进行计算:焓变(△H)与反应物各物质的物质的量成正比。
⑵ 根据反应物和生成物的能量计算:△H = 生成物的能量之和 — 反应物的能量之和。
⑶ 根据反应物和生成物的键量计算:△H = 生成物的总键量 — 反应物的总键量。
⑷ 根据盖斯定律计算:a.根据盖斯定律的实质,分析给定反应与所求反应物质与焓变关系。
b.运用解题技能,将已知热化学方程式进行变换、加减得到待求反应的热化学方程式。
⑸ 根据比热容和温度差进行计算:21()Q c m T T =-⋅⋅-。
⑹ 根据燃烧热、中和热计算:可燃物完全燃烧放出的热量 = n(可燃物) × 其燃烧热中和反应放出的热量 = n(H 2O) × 中和热5.应用盖斯定律求反应热通常用两种方法:⑴ 虚拟路径法:如:C(s) + O 2(g) ==== CO 2(g)可设计为:⑵ 加减法:确定目标方程式后,以每一步反应的中间产物为桥梁对方程式进行化学计量数调整、加减,消去中间产物,得到目标方程式,H ∆也做相应的调整和加减运算,即得到目标方程式的H ∆。
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【知识要点】利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算【知识回顾】1、计算焓变的两个公式⑴∆H=E(生,总)-E(反,总)⑵∆H=E(反应物断键总吸收能量)-E(生成物成键总放出能量)2、计算燃烧热:101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
3、盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。
一、根据比例关系计算ΔH1、【例题1】25℃、101kPa时,使1.0g钠与足量的氯气反应,生成氯化钠晶体并放出17.87kJ的热量,求:(1)生成1molNaCl的反应热。
(2)这个反应的热化学方程式。
【练习一】1、已知25℃、101kPa时,16gCH4完全燃烧放出890.3kJ热量,求:(1)燃烧48g CH4的反应热。
(2)这个反应的热化学方程式。
2、已知25℃、101kPa时,4gH2完全燃烧放出571.6kJ热量,求生成1molH2O(l)的反应热。
3、根据图1和图2,写出反应的热化学方程式。
图1 图2【例题2】乙醇的燃烧热ΔH=-1366.8kJ/mol,在25℃、101kPa时,1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量?【练习二】1、已知石墨的燃烧热:△H=-393.5kJ/mol(1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式。
(2)在相同气压下,1kg石墨充分燃烧后放出多少热量?2、25℃、101kPa时,12g乙酸完全燃烧放出174.06kJ,写出乙酸燃烧的热化学方程式:3、葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。
葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C 6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2800kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。
计算 100 g 葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
4、在一定温度下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-566 kJ/molCH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890 kJ/mol1 molCO和3 mol CH4组成的混合气体,在相同条件下完全燃烧时,释放的热量为()A.2 912 kJ B.2 953 kJ C.3 236 kJ D.3 867 kJ【例题3】已知①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量;②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量;③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量。
第一章第三节化学反应热的计算主备人:陈丽辅备人:高二化学备课组Ⅰ教学目标一、知识与技能1.理解盖斯定律的意义。
2.能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。
二、过程与方法3.以“山的高度与上山的途径无关”对特定化学反应的反应热进行形象的比喻,帮助学生理解盖斯定律。
然后再通过对能量守恒定律的反证来论证盖斯定律的正确性。
4.利用反应热的概念、盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的计算,通过不同类型的例题加以展示。
帮助学生进一步巩固概念、应用定律、理解热化学方程式的意义。
三、情感、态度与价值观5.通过实例使学生感受盖斯定律的应用,并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要意义。
Ⅱ教学重点盖斯定律,反应热的计算。
Ⅲ教学难点盖斯定律的应用。
Ⅳ教学方法提出问题,创设情景例,引出定律盖斯定律是本节的重点内容,问题研究经过讨论、交流,设计合理的“路径”,根据盖斯定律解决上述问题。
Ⅴ教学过程:第一课时第一环节:情境引导激发欲望在化学科研中,经常要测量化学反应所放出或吸收的热量,但是某些物质的反应热,由于种种原因不能直接测得,只能通过化学计算的方式间接获得。
在生产中,对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用,也需要反应热计算,为方便反应热计算,我们来学习盖斯定律。
(板书课题)第二环节:组内合作自学讨论1、什么叫做盖斯定律?2、盖斯定律在生产和科学研究中有有什么重要的意义?第三环节:班内交流确定难点各小组派出代表上黑板展示:1、盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义第四环节:点拨精讲解难释疑(一)盖斯定律讲解:俄国化学家盖斯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,其反应热是相同的。
也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
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相同的,这就是盖斯定律。
投影:图1—9讲解:根据图示从山山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来例证盖斯定律。
(学生自学相关内容后讲解)板书:1、盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
讲述: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。
板书:2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义质疑:对于反应:C(s)+21O 2(g)=CO(g)因为C 燃烧时不可能完全生成CO ,总有一部分CO 2生成,因此这个反应的ΔH 无法直接测得,请同学根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH 。
师生共同分析:我们可以测得C 与O 2反应生成CO 2以及CO 与O 2反应生成CO 2的反应热:C(s)+O 2(g)=CO 2(g);ΔH=-393.5kJ/molCO(g)+21O 2(g)=CO 2(g);ΔH=-283.0kJ/mol根据盖斯定律求算出C(s)+21O 2(g)=CO(g)的ΔH 。
∵ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3∴ΔH 2=ΔH 1-ΔH 3=-393.5kJ/mol -(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol 即:C(s)+21O 2(g)=CO(g)的ΔH=-110.5kJ/mol学生练习:1、通过计算求的氢气的燃烧热:可以通过两种途径来完成。
如上图表:已知:H 2(g)+21O 2(g)=H 2O(g);△H 1=-241.8kJ/molH 2O(g)=H 2O(l);△H 2=-44.0kJ/mol根据盖斯定律,则△H =△H 1+△H 2=-241.8kJ/mol +(-44.0kJ/mol)=-285.8kJ/mol2、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH ,但可测出CH 4燃烧反应的ΔH 1,根据盖斯定律求ΔH 4CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(l);ΔH 1=-890.3kJ/mol (1)C(石墨)+O 2(g)=CO 2(g);ΔH 2=-393.5kJ/mol (2)H 2(g)+21O 2(g)=H 2O(l);ΔH 3=-285.8kJ/mol (3)C(石墨)+2H 2(g)=CH 4(g);ΔH 4 (4)解析:利用盖斯定律时,可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应,以此来算得所求反应的热效应。
也可以设计一个途径,使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物:反应式(1)、(2)、(3)和(4)之间有以下关系:(2)+(3)×2-(1)=(4)ΔH 4=ΔH 2+2ΔH 3-ΔH 1=-393.5kJ/mol+2(-285.8)kJ/mol -(-890.3)kJ/mol=-74.8kJ/mol[板书]可间接计算求得某些无法直接测得的反应热,如C 与O 2生成CO 的△H 。
(二)反应热计算例1、25℃、101kPa ,将1.0g 钠与足量氯气反应生成氯化钠晶体,并放出18.87kJ 热量,求生成1mol 氯化钠的反应热。
例2、乙醇的燃烧热△H =-1366.8kJ/mol ,在25℃、101kPa 时,1kg 乙醇充分燃烧放出多少热量?例3、已知下列反应的反应热:(1)CH 3COOH(l)+2O 2=2CO 2(g)+2H 2O(l);△H 1=-870.3kJ/mol(2)C(s)+O 2(g)=CO 2(g);ΔH 2=-393.5kJ/mol(3)H 2(g)+21O 2(g)=H 2O(l);△H 3=-285.8kJ/mol试计算下列反应的反应热:2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)=CH 3COOH(l);ΔH=?第五环节:反馈练习 当堂检测1、已知下列热化学方程式:①H 2(g)+21O 2(g)=H 2O(l);△H =-285.8kJ/mol②H 2(g)+21O 2(g)=H 2O(g);△H =-241.8kJ/mol③C(s)+21O 2(g)=CO(g);△H =-110.5kJ/mol④C(s)+O 2(g)=CO 2(g);△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______;热化学方程式为___________。
2、已知下列热化学方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g);△H=-25kJ/mol②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g);△H=-47kJ/mol③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g);△H=+19kJ/mol写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的热化学方程式。
3、物质的生成热可定义为由稳定单质生成1 mol物质所放出的热量,如二氧化碳气体的生成热就是C(s)+O2(g)=CO2(g)的反应热。
已知下列几种物质的生成热:葡萄糖(C6H12O6):1259kJ/mol;H2O(1):285.8kJ/mol;CO2:393.5kJ/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。
4、某次发射卫星火箭用N2H4(肼)作燃料,NO2作助燃剂,反应生成N2和液态H2O。
资料显示:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g);△H=+67.2kJ/mol ①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l);△H=-534kJ/mol ②则火箭燃烧1molN2H4时所放出的热量为_________。
第六环节:归纳总结科学评价课堂小结:本节课主要介绍了盖斯定律以及盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。
科学评价:根据小组表现情况进行量化打分,评出最佳小组。
Ⅵ板书设计一、盖斯定律1、盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义可间接计算求得某些无法直接测得的反应热,如C与O2生成CO的△H。
二、反应热计算第二课时(习题课)一、引言二、讲练过程(一)复习:反应热计算相关内容。
(二)典例解析:例1、在101kPa时,1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890 kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?1000L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?[解]根据题意,在101kPa时,1mol CH4完全燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890 kJ/mol即CH4的燃烧热为890kJ/mol。
1000LCH4 (标准状况)的物质的量为:n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol1molCH4完全燃烧放出890kJ的热量,44.6molCH4完全燃烧放出的热量为:44.6 mol×890kJ/mol=3.97×104kJ例2、葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。
葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l);ΔH=-2800 kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。
计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
[解] 根据题意,葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。
100g葡萄糖的物质的量为:n(C6H12O6)=100g/180g·mol—1=0.556mol。
1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量,则0.556mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为:0.556mol ×2800kJ /mol=1560 kJ 。
(三)学生练习:1.1g 炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收10.94kJ 的热量,相应的热化学方程式为( CD )A .C+H 2O=CO+H 2;ΔH=+10.9 kJ/ molB .C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g);ΔH=+10.94 kJ/ molC .C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g);ΔH=+131.28 kJ/ molD .21C(s)+21H 2O(g)=21CO(g)+21H 2(g );ΔH=+65.64 kJ/ mol2.已知1mol 白磷转化成1mol 红磷,放出18.39kJ 热量,又知:P 4(白,s)+5O 2=2P 2O 5(s);ΔH 1 4P(红,s)+5O 2=2P 2O 5(s);ΔH 2。