講課 蓋斯定律

2021/6/301第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算化學(xué)反應(yīng)熱的計算第一章第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量2021/6/3022、中和熱和燃燒熱可不可以直接測定？、中和熱和燃燒熱可不可以直接測定？是不是所有的反應(yīng)熱都可以直接測定？是不是所有的反應(yīng)熱都可以直接測定？在在2525、101kPa101kPa時，時，1mol1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。的化合物時所放出的熱量。 在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1mol1mol水時水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。的反應(yīng)熱叫做中和熱。1、什么是中和熱？什么是燃燒熱？、什么是中和熱？什么是燃燒熱？2021/6/3033、能量、能量反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物E反反E生生HE反反和和E生生不變的情況下，不變的情況下， 會變嗎？會變嗎？H不會變不會變2021/6/304一、蓋斯定律及其應(yīng)用一、蓋斯定律及其應(yīng)用二、化學(xué)反應(yīng)熱的計算二、化學(xué)反應(yīng)熱的計算 本節(jié)課要解決的問題：本節(jié)課要解決的問題：2021/6/305如何測定如何測定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)的反應(yīng)熱熱H?這是不是燃燒熱？能不能直接測定？這是不是燃燒熱？能不能直接測定？ 提出問題提出問題怎么辦？怎么辦？2021/6/306C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g) (g)=CO(g) H H1 1=? =? CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)= CO(g)= CO2 2(g) (g) H H2 2=-283.0kJ/mol=-283.0kJ/molC(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol + + = = ， 則則 H H1 1 + + H H2 2 = =H H3 3 所以，所以， H H1 1 = =H H3 3- - H H2 2 =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-=-110.5110.5kJ/molkJ/mol應(yīng)用了什么規(guī)律？應(yīng)用了什么規(guī)律？2021/6/307CO(g) + O2(g) CO2 (g)H1H3H2C(s) + O2(g)H1=H2+H3通過解決這個問題，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？通過解決這個問題，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？ 透過問題看規(guī)律透過問題看規(guī)律2021/6/3081.1.蓋斯定律的內(nèi)容蓋斯定律的內(nèi)容 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或是分幾步完成，其總反應(yīng)熱是相是分幾步完成，其總反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱只只與反應(yīng)體系的與反應(yīng)體系的始態(tài)始態(tài)和和終態(tài)終態(tài)有關(guān)，有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 一、蓋斯定律一、蓋斯定律2021/6/309登山登山類比蓋斯定律類比蓋斯定律2021/6/3010 S（始態(tài)）（始態(tài)） L（終態(tài)）（終態(tài)）H1 0H 20H H1 1 H H 2 2 0 0從能量守恒角度論證蓋斯定律從能量守恒角度論證蓋斯定律 H2 =H12021/6/3011 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H = 285.8 kJ/molH2O(l) = H2(g)+1/2O2(g) H = _ 正向反應(yīng)、逆向反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值正向反應(yīng)、逆向反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反相等，符號相反+285.8 kJ/mol2021/6/3012 HCl(g) =1/2H2(g)+1/2Cl2(g) H = 已知：已知： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H = 184.6 kJ/mol反映了反映了“質(zhì)、能、量質(zhì)、能、量”之間的辯證關(guān)系之間的辯證關(guān)系 +92.3 kJ/mol2021/6/3013 有些化學(xué)反應(yīng)進行很慢或不易直接發(fā)有些化學(xué)反應(yīng)進行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可生，很難直接測得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。通過蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。2、蓋斯定律的應(yīng)用關(guān)鍵：關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的目標(biāo)方程式的“四則運算式四則運算式”的導(dǎo)出的導(dǎo)出。方法：方法：寫出目標(biāo)方程式確定寫出目標(biāo)方程式確定“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”（要消（要消去的物質(zhì)）然后用去的物質(zhì)）然后用消元法消元法逐一逐一消去消去“過渡物質(zhì)過渡物質(zhì)”，導(dǎo)出，導(dǎo)出“四則運算式四則運算式”。2021/6/3014例例1 1：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa(25,101kPa時時) )查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(C(石墨石墨,s)+O,s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-393.5kJ/mol=-393.5kJ/molC(C(金剛石金剛石,s)+O,s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-395.0kJ/mol=-395.0kJ/mol所以，所以， - - 得：得： C(C(石墨石墨,s)=C(,s)=C(金剛石金剛石,s) ,s) H H=+1.5kJ/mol=+1.5kJ/mol2021/6/3015P4(s、白磷白磷)+5O2(g)=P4O10(s) = 2983.2 kJ/molH1P(s、紅磷、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) = 738.5 kJ/molH2試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式 。 P4(s、白磷白磷)=4 P(s、紅磷紅磷) = 29.2 kJ/molH2021/6/30162 2、已知：、已知： H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l) O(l) H H2 2=-44kJ/mol =-44kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H1 1=-241.8kJ/mol=-241.8kJ/mol 那么，那么，H H2 2燃燒生成液態(tài)水的反應(yīng)熱燃燒生成液態(tài)水的反應(yīng)熱H H是多少？是多少？H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H3 3= =？kJ/molkJ/mol = +H H3 3= =H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-285.8kJ/mol2021/6/3017 (2)(2)應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時的注意事項應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時的注意事項 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式同乘以或除同乘以或除以某一個數(shù)時，以某一個數(shù)時，反反應(yīng)熱數(shù)值應(yīng)熱數(shù)值也必須也必須乘以或除以該數(shù)乘以或除以該數(shù)。 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式相加減時相加減時，同種，同種物質(zhì)物質(zhì)之間可相之間可相加、減，加、減，反應(yīng)熱反應(yīng)熱也隨之相加、減。也隨之相加、減。 熱化學(xué)方程式中的熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱反應(yīng)熱指反應(yīng)按所給形式指反應(yīng)按所給形式完全完全進行時的反應(yīng)熱。進行時的反應(yīng)熱。 正、逆正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反數(shù)值相等，符號相反。2021/6/30183、已知、已知: Zn ( s ) +1/2O2 ( g ) ZnO ( s ) H1 = -351.1 kJ/mol Hg ( l) 1/2O2 ( g ) Hg O ( s ) H2 = -90.7 kJ/mol則則: Zn ( s ) Hg O ( s ) = ZnO ( s ) Hg ( l) H 3為多少為多少?4、已知：、已知：2C（s） O2 ( g ) =2CO ( g ) H1 = -221 kJ/mol 2H2 ( g ) O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = -483.6 kJ/mol 則則C（s） H2O ( g ) =CO ( g ) H2( g )的的H3為多少為多少?2021/6/3019思考與討論：思考與討論：用蓋斯定律解題的方法如何？用蓋斯定律解題的方法如何？有哪些注意事項？有哪些注意事項？ 二反應(yīng)熱的計算二反應(yīng)熱的計算2021/6/30201、 寫出目標(biāo)方程式寫出目標(biāo)方程式;2、確定、確定“中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物”（要消去的物質(zhì)）（要消去的物質(zhì)）; 3、用四則運算、用四則運算逐一逐一消去消去“中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物”; 4、根據(jù)方程式的運算情況進行相應(yīng)的、根據(jù)方程式的運算情況進行相應(yīng)的H的的運算。運算。 用蓋斯定律解題的方法：用蓋斯定律解題的方法：2021/6/30213、已知、已知: Zn ( s ) +1/2O2 ( g ) ZnO ( s ) H1 = -351.1 kJ/mol Hg ( l) 1/2O2 ( g ) Hg O ( s ) H2 = -90.7 kJ/mol則則: Zn ( s ) Hg O ( s ) = ZnO ( s ) Hg ( l) H 3為多少為多少?4、已知：、已知：2C（s） O2 ( g ) =2CO ( g ) H1 = -221 kJ/mol 2H2 ( g ) O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = -483.6 kJ/mol 則則C（s） H2O ( g ) =CO ( g ) H2( g )的的H3為多少為多少?2021/6/3022 (2)(2)應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時的注意事項應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時的注意事項 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式同乘以或除同乘以或除以某一個數(shù)時，以某一個數(shù)時，反反應(yīng)熱數(shù)值應(yīng)熱數(shù)值也必須也必須乘以或除以該數(shù)乘以或除以該數(shù)。 熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式相加減時相加減時，同種，同種物質(zhì)物質(zhì)之間可相之間可相加、減，加、減，反應(yīng)熱反應(yīng)熱也隨之相加、減。也隨之相加、減。 熱化學(xué)方程式中的熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱反應(yīng)熱指反應(yīng)按所給形式指反應(yīng)按所給形式完全完全進行時的反應(yīng)熱。進行時的反應(yīng)熱。 正、逆正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反數(shù)值相等，符號相反。2021/6/3023實驗實驗直接直接測出測出C2H4(g)+ 2 O2(g)=2CO(g)+2H2O(l)的反應(yīng)熱的反應(yīng)熱H1很困難。很困難。如何利用蓋斯定律設(shè)計適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)路徑計算出來？如何利用蓋斯定律設(shè)計適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)路徑計算出來？查找的數(shù)據(jù)有：查找的數(shù)據(jù)有： CO (g) + O2(g)CO2(g) H2283.0 kJ/mol C2H4 (g) + 3O2(g)2CO2(g) +2H2O(l) H31411.0 kJ/mol= =2 2XH1 = H3 2XH2 能力提升能力提升2021/6/3024 已知下列各反應(yīng)的焓變已知下列各反應(yīng)的焓變Ca(s)+C(s,Ca(s)+C(s,石墨石墨)+3/2O)+3/2O2 2(g)=CaCO(g)=CaCO3 3(s) (s) H H1 1 = -1206.8 kJ/mol = -1206.8 kJ/molCa(s)+1/2OCa(s)+1/2O2 2(g)=CaO(s) (g)=CaO(s) H H2 2= -635.1 kJ/mol= -635.1 kJ/molC(s,C(s,石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H3 3 = -393.5 kJ/mol = -393.5 kJ/mol試求試求CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g)(g)的焓變的焓變H H4 4=+178.2kJ/mol=+178.2kJ/mol= = 能力提升能力提升2021/6/30251.1.某次發(fā)射火箭，用某次發(fā)射火箭，用N N2 2H H4 4（肼）在（肼）在NONO2 2中燃燒，生中燃燒，生成成N N2 2、液態(tài)、液態(tài)H H2 2O O。已知：。已知：N N2 2(g)+2O(g)+2O2 2(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)(g)H H1 1=+67.2kJ/mol =+67.2kJ/mol N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l) O(l) H H2 2=-534kJ/mol =-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式化學(xué)方程式。 2N 2N2 2H H4 4(g)+2NO(g)+2NO2 2(g)=3N(g)=3N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l) H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2021/6/3026課堂總結(jié)：課堂總結(jié)：1、蓋斯定律內(nèi)容：、蓋斯定律內(nèi)容：2、反應(yīng)熱的計算：、反應(yīng)熱的計算：（1）利用蓋斯定律計算時的方法：）利用蓋斯定律計算時的方法：（2）應(yīng)用蓋斯定律計算時的注意事項：）應(yīng)用蓋斯定律計算時的注意事項：2021/6/3027作業(yè)：作業(yè)：完成完成同步學(xué)案同步學(xué)案中本節(jié)習(xí)題。中本節(jié)習(xí)題。2021/6/3028例題：例題： 已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱CH3COOH(l)+2O2(g) =2CO2(g)+2H2O(l) H1=-870.3kJ/mol C (s) +O2(g）=CO2(g) H2=-393.5kJ/mol H2(g)+1/2O2(g）=H2O (l) H3=-285.8kJ/mol試計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：試計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： 2C(s)+ 2H2(g)+O2(g） = CH3COOH(l) 二反應(yīng)熱的計算二反應(yīng)熱的計算 若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝！若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝！