高二化学化学反应热的计算2

第三节化学反应热的计算在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时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。一、盖斯定律1840年，瑞士化学家盖斯（G．H．Hess）通过大量实验事实证明，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。这就是盖斯定律。看下面的图理解盖斯定律某人从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热用能量守恒定律论证盖斯定律先从始态S变化到到终态L，体系放出热量（△H10），然后从L到S，体系吸收热量(△H20)。经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即△H1+△H2=0△H＝△H1+△H22.盖斯定律直观化盖斯定律在科学研究中的重要意义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）这些都给测量反应热造成了困难利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来C（s）+½O2（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计算该反应的ΔH。提示（1)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol(2)CO(g)+½O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0kJ/mol△H1=△H2+△H3△H2=△H1-△H3=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/molC(s)+½O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol二、反应热的计算有关热化学方程式的计算【例1】25℃、101kPa时，使1.0g钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出17.87kJ的热量，求生成1mol氯化钠的反应热。【解】Na(g)+½Cl2(g)=NaCl(s)17.87kJ/1g×23g/mol=411kJ/mol答：生成1molNaCl时放出热量411kJ。有关燃烧热的计算【例2】乙醇的燃烧热△H=-1366.8kJ/mol，在25℃、101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？【解】n(C2H5OH)=1000g/46g/mol=21.74mol1kgC2H5OH燃烧后产生的热量：1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104kJ答：1kgC2H5OH燃烧后放出2.971×104kJ的热量。应用盖斯定律的计算【例3】已知下列反应的反应热为⑴CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol⑵C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol⑶H2(g)+½O2(g)=H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol试计算下述反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)【解】分析各方程式的关系，知将方程式按2[⑵+⑶]-⑴组合得上述反应方程式即：△H=2[△H2+△H3]-△H1△H=2[(-393.5kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)]-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol答：反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)反应热为-488.3kJ/mol你知道神六的火箭燃料是什么吗？例3：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(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。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol将煤转化为水煤气的主要反应为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g).已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/molH2(g)+½O2(g)=H2O(g)△H2=-242.0kJ/molCO(g)+½O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol⑴写出制取水煤气的热化学方程式.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=-110.5kJ/mol⑵比较反应热数据可知,1molH2和1molCO完全燃烧放出的热量之和比1molC(s)完全燃烧放出的热量（）。甲同学据此认为“煤炭燃烧时加用量水可以使煤炭燃烧时放出更多的热量”。乙同学根据盖斯定律通过计算，认为“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多”。你的观点呢？乙同学是怎样计算的？你能重现乙的计算过程吗？乙同学的计算过程：C(s)+H2O(g)+O2(g)→CO2(g)+H2O(g)△H1C(s)+H2O(g)+O2(g)→CO(g)+H2(g)+O2(g)△H2CO(g)+H2(g)+O2(g)→CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g)△H3CO(g)+H2O(g)+1/2O2(g)→CO2(g)+H2O(g)△H4则有：△H1=△H2+△H3+△H4再见