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课件网) 导入新课 金属钠在氯气中燃烧 测定燃烧热实验装置 在化学科研中,经常要测量化学反应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,那么如何获得它们的反应热数据呢? 例:C燃烧生成CO,但却很难控制C的氧化只生成CO而不继续生成CO2,那么其反应热该如何获得呢? C(g)+ O2(g)=CO(g) 一、盖斯定律 二、反应热计算 内容解析 一、盖斯定律 盖斯 盖斯,瑞士化学家,早年从事分析化学的研究,发现蔗糖可氧化成糖二酸。1830年专门从事化学热效应测定方法的改进。 1840年盖斯在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。” 盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。 1.盖斯定律: B点 A点 例1:某人从山下A点到达山顶B点,无论从哪条路线攀登而上,又或是坐缆车到达,到达B点时,他所处的海拔相对于A点,增加的高度一样。即山的高度与A点到B点的海拔有关,而与途径无关。A点就相当于反应体系的始态,B点相当于终态,山的高度相当于化学反应的反应热。 CO(g)+ O2(g)=CO2(g) C(s)+ O2(g)=CO2(g) 例2:C(s)+ O2(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。 CO(g)+ O2(g)=CO2(g) C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol ΔH=-283.0 kJ/mol 我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热,根据盖斯定律。可以很容易求算出 C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g)的ΔH。 ∵ΔH1=ΔH2+ΔH3 ∴ΔH2=ΔH1-ΔH3 =-393.5kJ/mol -(-283.0kJ/mol) =-110.5 kJ/mol 即:C(s)+ O2(g)=CO(g)的 ΔH=-110.5 kJ/mol 反应物A变为生成物D,可以有两个途径:a.由A直接变成D,反应热为ΔH;b.由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3。如下图所示: 总结: 2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。 有些反应的反应热虽然无法直接测得,但利用盖斯定律不难间接计算求得。通过计算,合理利用煤、石油、天然气等当今世界上最重要的化石燃料,唤起了人们对资源利用和环境保护的意识和责任感。 二、反应热的计算 例1.某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。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。已知: ①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)? △H1=+67.2kJ/mol? ? ② N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)? △H2=-534kJ/mol 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)? ??? 解析:根据盖斯定律得 发射火箭反应的热化学方程式为:②×2-① △H=-1135.2kJ/mol 例2.乙醇的燃烧热: △H=-1366.8kJ/mol,在25℃、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量? 解析:C2H5OH的摩尔质量是46g/mol 1kgC2H5OH的物质的量为: 1kgC2H5OH充分燃烧后放出的热量为: 1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104kJ 1000g÷46g/mol=21.74mol 例3.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出CH4燃烧反应的ΔH1,根据盖斯定律求ΔH4 。已知: a.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ/mol b.C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ/mol c.H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJ/mol d.C(石墨)+2H2(g)=CH4(g);ΔH4=? 解析:根据盖斯定律得 ∵反应式a、b、c、d之间有以下关系: b+c×2-a=d ∴ΔH4=ΔH2+2×ΔH3-ΔH1 = -74.8kJ/mol =-393.5 kJ/mol+2×(-285.8) kJ/mol -(-890.3) kJ/mol 知识拓展:反应热的本质就是物质通 ... ...