高中化学选修4课件--4盖斯定律及其应用

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1、第一章 化学反应与能量,盖斯定律及其应用,1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/mol 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的H为（ ）,A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol,复习:,D,2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量，其热化学方程式为： _,SiH4(g)+O2(g)=SiO2(s)+H2O(l) H=-1427.2kJ/mol,规律: “正逆”反应的反应热

2、效应数值相等，符号相反,2,3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJ/mol，计算下列反应中放出的热量。 （1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热量为 kJ。 （2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出热量为 kJ。 （3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热量 （大于、小于、等于）57.3kJ，理 由是 。,28.65,11.46,小于,醋酸是弱电解质，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少,3,298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =

3、- 92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么？,该反应是可逆反应，在密闭容器中进行,该反应将达到平衡状态,1molN2(g)和3molH2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ,温故知新,4,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1=-241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热H究竟是多少？如何计算？ 已知： H2O(g)=H2O(l) H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l

4、) H=H1+H2=-285.8kJ/mol,下列数据H1表示燃烧热吗？,判断,+=,5,思考,如何测出下列反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=?,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol,不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得H1, + = ， 则 H1 + H2 =H3 所以，H1=H3-H2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol,上两例应用了什么规律？,6,影

5、响反应热的因素,1、与温度、压强有关 2、与物质的状态有关 3、与反应物的用量有关 4、与反应条件（途径）无关 盖斯定律,7,盖斯定律,不管化学反应是分一步完成 或分几步完成，其反应热是相同的。 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。,8,A,B,请思考：由起点A到终点B有多少条途径？ 从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?,登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关,9,H2 0,H1 0,S（始态）,L（终态）,H1 +H2 0,10,如何理解盖斯定律？,H、H1、H2 之间有何关系？,H=H1+H2,B,H,A,C,H1,H2,11,有些化学反

6、应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。,2、盖斯定律的应用,关键与方法：把热化学方程式当数学方程式，满足数学方程式的一切运算法则，联立求解。,12,例1：已知下列各反应的焓变 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) H1 = -1206.8 kJ/mol Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) H2= -635.1 kJ/mol C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H3 = -393.5 kJ/mol 试求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变,H4=+178.2kJ/mol,=,13,例2：按

7、照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) H2=-35.1kJ/mol HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 则第个方程式中的反应热H是_。 根据盖斯定律和上述反应方程式得： =+-， 即H5 = +16.3kJ/mol,14,例3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25,101kPa

8、时),石墨变成金刚石,查燃烧热表知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) H2=-395.0kJ/mol,所以， - 得： C(石墨，s) = C(金刚石，s) H=+1.5kJ/mol,15,例4：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：,P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)H1=-2983.2 kJ/mol,P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(

9、s) H2= -738.5 kJ/mol,试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。,P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) =-29.2kJ/mol,4：,16,你知道神六的火箭燃料是什么吗？,例5：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/mol N2H4(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。,2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) H=-1135.2kJ/mol,2 ：,17,

10、思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？,正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。 “+”不能省去。,练习,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)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式,热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应,C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) H =-393.5kJ/mol CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g) H =+393.5kJ/mol,18,2.已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) H=393.51kJmol

11、1 C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) H=395.41kJmol1 据此判断，下列说法中正确的是( ) A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高,A,19,3.已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)

12、+3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol 试计算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H,【解】：根据盖斯定律，反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应能不能由三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应能不能分成几步完成。 2 + 4 - = 所以，HH12 H24 H3 283.22 285.84 1370 339.2 kJ/mol,20,4. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=110.35kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H=282.57kJ/mol 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ） 392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ,C,21,