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关于反应热的计算


第2课时

反应热的计算

三维目标
知识与技能 掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的 计算(重、难点)

通过有关反应热的计算的学习过程,使学生 过程与方法 掌握有关反应热计算的方法与技巧,进一步 提高化学计算能力 通过反应热的计算的学习过程,进一步培养 情感、态度 学生的节能意识和开发新能源的使命感、责

与价值观 任感;认识化学知识与人类生活、生产的密 切关系

二.有关反应热的计算:

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。

一、反应热的计算 1.由化学反应的本质(旧键断裂-新键生成)及化学反 应能量变化的原因(反应物的总能量与生成物的总能量不等) 可得: (1)反应热=断裂旧键所需的能量-生成新键释放的能量 (2)反应热=生成物的总能量-反应物的总能量 2.根据盖斯定律计算: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。也就是说,化学反应的反应 热只与反应的始态和终态有关,而与具体反应的途径无关。 所以,可将热化学方程式进行适当的“加”、“减”等变形, ΔH 进行相应的变化后来计算反应热。 3.其他相关计算 根据比热容公式ΔH =-CmΔt 进行计算;由生成反应的 焓变计算:反应热=生成物生成焓之和-反应物生成焓之和。

1.已知一定量的物质参加反应放出的热量, 写出其热化学反应方程式
[ 例1 ] 250C (1.01×105)Pa下,1g 硫粉在氧气中充 分燃烧放出 9.36kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式。 S + O2 = SO2

1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9. 36kJ 热量
1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为:

( 32g ) × ( 9.35 kJ /g ) = 299.62 kJ
S ( s) + O2 (l) = SO2 ( g ) ; △H =-299.62 kJ ?mol-1

2.1利用键能计算反应热
已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸热436kJ ②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸热243kJ ③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放热431kJ。 下列叙述正确的是 A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的△H = 183 kJ· -1 mol C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的△H = √ -183 kJ·mol-1 D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的△H = -183 kJ· -1 mol

练习:白磷和氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10 。已知断裂下列化学键所需能量分别为:P-P a kJ/mol、P-O b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d

kJ/mol。根据图示分子结构估算该反应的△H

△H= (6a+5d) - (4c+12b)

2.2 盖斯定律及其应用 【例2】查燃烧热表知:
①C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ/m ol ②C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/m ol 试写出石墨变成金刚石的热化学方程式

① - ②得: C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H=+1.5kJ/mol 观察该热化学方程式,回答:石墨能自 动变成金刚石吗?需要什么条件?
石墨不会自动变成金刚石,石墨与金刚石的能量相差不远。

练习:已知H2的燃烧热为285.8 kJ· -1,CO的燃烧 mol 热为283.0 kJ· -1,甲醇(CH3OH)的燃烧热为 mol 726.5 kJ· -1 。请通过计算写出由CO和H2合成 mol

甲醇的热化学方程式。 解:①H2 (g) +1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ· -1 mol
②CO (g) +1/2O2(g)=CO2 (g) △H=-283.0kJ· -1 mol

③CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+H2O(l)
△H=-726.5kJ· -1 mol 由2×① + ②-③ 可得 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-______kJ· -1 mol

2.3根据热化学方程式求反应热
[ 例1 ] 在一定条件下,氢气和甲烷燃烧的化学方程
式为:2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 572 kJ ?mol由1mol 氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件 下完全燃烧时放出的热量为多少。

CH4( g ) +2O2 (g ) = CO2 (g ) +2H2O ( l ) ;△H =- 890 kJ ?mol-

解:Q = (572kJ ÷ 2) + (890 kJ×3) =2956 kJ

练习 已知: ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1;

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-Q2; ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-Q3。 室 温 时 取 体 积 比 为 4∶1 的 甲 烷 和 氢 气 的 混 合 气 体 11.2 L(标准状况),经完全燃烧后恢复至室温 ,放出的热量为 ( ) A.0.4 mol×Q1 +0.05 mol×Q3 B.0.4 mol×Q1 +0.05 mol×Q2 C.0.4 mol×Q1 +0.1 mol×Q3 D.0.4 mol×Q1 +0.1 mol×Q2

11.2L =0.5 mol, ?1 22.4L? mol 4 n(CH4)=0.5 mol× =0.4 mol, 5

解析

n(气体)=

1 =0.1 mol。 5 燃烧后恢复至室温,H2O为液态,
n(H2)=0.5 mol× 所以放出的热量为:
Q3 Q=0.4 mol×Q1+0.1 mol× 2 =0.4 mol×Q1 +0.05 mol×Q3。

答案

A

2.4求混合物的组成
[ 例1 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为: 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ ?mol-1 C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;△H =- 2220 kJ ?mol-1 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1

解法1 :设H2、C3H8的物质的量分别为x,y x+y=5 (571.6/2)(x) + 2220y = 3847

x = 3.75 mol
y = 1.25 mol

V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1 答:氢气和丙烷的体积比为 3:1

解法2 (十字交叉法) :1mol H2 燃烧放热 571.6kJ/2 = 285.8 kJ 1mol C3H8燃烧放热 2220 kJ

1mol 混合气 燃烧放热 3847kJ/5 = 769.4 kJ
H2 285.8 769.4 C3H4 2220 1450.6 483.6 3 1

答:氢气和丙烷的体积比为 3:1

解法3 :( 巧解)
5mol 混合气中,C3H8 物质的量必小于2mol, H2 的物质的量必大于3mol。 ∵ 2mol C3H8 燃烧放热 4440 kJ, 超过总放热量 3847 kJ n (H2) : n (C3H8) 必大于 3 : 2
选B

CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g);

1、在100 g 碳不完全燃烧所得气体中,

C(s) +1/2O2(g) = CO(g); △ H= -110.35 kJ/mol
△ H= -282.57 kJ/mol

与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是(C )

A.392.92 kJ
C. 784.92 kJ

B. 2489.44 kJ
D. 3274.3 kJ


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