第一章专题讲座反应热的四种计算方法
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第二节反应热的计算第1课时反应热的计算[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想:能认识化学变化的本质是有新物质生成并伴随能量的转化,并遵循盖斯定律。
2.证据推理与模型认知:构建盖斯定律模型,理解盖斯定律的本质,形成运用模型进行相关判断或计算。
一、盖斯定律1.盖斯定律(1)实验证明,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。
换句话说,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的和有关,而与反应的无关。
例:如图表示始态到终态的反应热。
(2)盖斯定律的意义应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。
2.应用盖斯定律计算ΔH的方法(1)“虚拟路径”法若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接变成D,反应热为ΔH;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示:则:ΔH=。
(2)加合法依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数,调整已知方程式,最终加合成目标方程式,ΔH同时作出相应的调整和运算。
L,则下列说法不正确的是(填字例(1)假定反应体系的始态为S,终态为L,它们之间变化为SΔH1ΔH2母)。
A.若ΔH1<0,则ΔH2>0 B.若ΔH1<0,则ΔH2<0C.ΔH1和ΔH2的绝对值相等D.ΔH1+ΔH2=0(2)已知:①2H 2O(g)===O 2(g)+2H 2(g) ΔH 1 ②Cl 2(g)+H 2(g)===2HCl(g) ΔH 2③2Cl 2(g)+2H 2O(g)===4HCl(g)+O 2(g) ΔH 3 则ΔH 3等于 (用ΔH 1、ΔH 2表示)。
1.已知:P 4(s ,白磷)+5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 1 P(s ,红磷)+54O 2(g)===14P 4O 10(s) ΔH 2设计成如下转化路径,请填空:则ΔH = 。
2.根据下列热化学方程式:①C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1=-393.5 kJ·mol -1 ②H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 2=-285.8 kJ·mol -1③CH 3COOH(l)+2O 2(g)===2CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH 3=-870.3 kJ·mol -1 计算出2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)===CH 3COOH(l)的反应热(写出计算过程)。
第三节 化学反应热的计算[知 识 梳 理]一、盖斯定律 1.内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的(填“相同”或“不同”)。
2.特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关,与途径无关。
(2)反应热总值一定,如下图表示始态到终态的反应热。
则ΔH =ΔH 1+ΔH 2=ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5。
(3)能量守恒:能量既不会增加,也不会减少,只会从一种形式转化为另一种形式。
【自主思考】已知H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol ,而H 2O(g)―→H 2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol ,请问若1 mol H 2和12 mol O 2反应生成液态水,放出的热量是多少? 提示 Q =(241.8 kJ/mol +44 kJ/mol)×1 mol =285.8 kJ 。
二、反应热的计算 1.主要依据热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热等数据。
2.主要方法(1)依据热化学方程式:反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比,依据热化学方程式中的ΔH求反应热,如(2)依据盖斯定律:根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式,同时反应热也作相应的改变。
(3)依据反应物断键吸收热量Q吸与生成物成键放出热量Q放进行计算:ΔH=Q吸-Q。
放(4)依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算:ΔH=E生成物-E。
反应物(5)依据物质的燃烧热ΔH计算:Q放=n可燃物×|ΔH|。
(6)依据比热公式计算:Q=cmΔt。
[效果自测]1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)同温同压下,氢气和氯气分别在光照条件下和点燃的条件下发生反应时的ΔH 不同。
()(2)对于放热反应,放出的热量越多,ΔH就越大。
()(3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·mol-1,ΔH=-571.6 kJ·mol-1的含义是指每摩尔该反应所放出的热量。
《反应热的测量和计算》讲义一、反应热的基本概念在化学反应中,当反应物和生成物的温度相同时,化学反应所吸收或放出的热量,称为化学反应的反应热。
反应热通常用符号 Q 表示,单位是焦耳(J)或千焦(kJ)。
化学反应的反应热可以分为吸热反应和放热反应两种类型。
当反应过程中吸收热量时,反应热 Q 为正值,此时的反应被称为吸热反应;而当反应过程中放出热量时,反应热 Q 为负值,这样的反应被称为放热反应。
例如,碳与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳是吸热反应,C +CO₂= 2CO ,Q > 0;而甲烷燃烧生成二氧化碳和水则是放热反应,CH₄+ 2O₂= CO₂+ 2H₂O ,Q < 0 。
二、反应热的测量要测量化学反应的反应热,我们通常使用一种叫做“量热计”的装置。
量热计的种类繁多,但它们的基本原理都是相同的,即通过测量反应前后体系的温度变化,再结合体系的热容等参数,来计算反应所放出或吸收的热量。
以一个简单的保温杯式量热计为例,其主要由保温杯、温度计、搅拌器和隔热层组成。
在进行实验时,先将反应物加入量热计中,然后迅速搅拌并记录初始温度。
随着反应的进行,每隔一定时间记录一次温度,直到温度不再变化为止。
假设我们进行了一个酸碱中和反应:HCl + NaOH = NaCl +H₂O 。
在实验中,将一定量的盐酸和氢氧化钠溶液分别置于量热计中,测得反应前体系的温度为 T₁,反应结束后体系的温度为 T₂,量热计(包括溶液)的热容为 C。
那么反应放出的热量 Q 可以通过以下公式计算:Q = C ×(T₂ T₁)需要注意的是,在实际测量中,还需要考虑量热计的热散失等因素对测量结果的影响,通过适当的修正来得到更准确的反应热数据。
三、反应热的计算在实际应用中,很多时候我们无法直接通过实验测量某些反应的反应热,但可以通过一些已知的反应热数据来进行计算。
这就涉及到了反应热的计算方法。
1、利用盖斯定律计算盖斯定律指出: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。
第三节化学反应热的计算原创不容易,为有更多动力,请【关注、关注、关注】,谢谢!玉壶存冰心,朱笔写师魂。
——冰心《冰心》1、盖斯定律: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。
不管化学反应时一步完成还是分几步完成,其反应热时相同的。
2、反应热的计算:用盖斯定律的计算方法:○1写出目标方程式(或已经给出);○2确定“中间产物”(要消去的物质);○3变换方程式,要同时变化;○4用消元法逐一消去“中间产物”;○5得到目标方程式并进行的计算。
例:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ•mol-1 ①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1②C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1③则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的△H为-1641.0 kJ/mol【解答】解:由Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ•mol-1 ①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1②C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1③由盖斯定律可知,③×6-①×2-②×6得到4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s),△H=(-393.5kJ•mol-1)×6-(+489.0kJ•mol-1)×2-(-283.0kJ•mol-1)×6=-1641.0 kJ/mol。
故答案为:-1641.0 kJ/mol。
【习题一】(2017春•吉林期末)已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1 N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180kJ•mol-1则2CO(g)+2NOg)═N2(g)+2CO2(g)的△H是()A.-386kJ• B.+386kJ• C.-746kJ• D.+746kJ•【考点】反应热和焓变;用盖斯定律进行有关反应热的计算.【专题】化学反应中的能量变化.【分析】依据盖斯定律内容和含义,结合热化学方程式计算得到所需热化学方程式得到.【解答】解:①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1②N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180kJ•mol-1依据盖斯定律计算①-②得到2O(g)+2NO(g)═N2(g)+2CO2(g))△H=-746KJ/mol;故选:C。