廣東省開平一中高中化學(xué) 《132 蓋斯定律及其應(yīng)用》課件 新人教版選修4

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1、第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量蓋斯定律及其應(yīng)用1 1、已知：、已知：H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g) (g)=2HCl(g) H=-184.6kJ/molH=-184.6kJ/mol 則反應(yīng)則反應(yīng)HCl(gHCl(g)=1/2H)=1/2H2 2(g)+1/2Cl(g)+1/2Cl2 2(g)(g)的的H H為（為（ ）A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molA.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/molC.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol復(fù)習(xí)復(fù)習(xí): :

2、D D2 2、甲硅烷（、甲硅烷（SiHSiH4 4）是一種無(wú)色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆）是一種無(wú)色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成炸性自燃，生成SiOSiO2 2和水。已知室溫下和水。已知室溫下1g1g甲硅烷自燃甲硅烷自燃放出放出44.6kJ44.6kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為：熱量，其熱化學(xué)方程式為： _ _ SiHSiH4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=SiO(g)=SiO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l) O(l) H=-1427.2kJ/molH=-1427.2kJ/mol規(guī)律規(guī)律: : “正逆正逆”反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反3 3

3、、已知、已知H H+ +(aq)+OH(aq)+OH- -(aq(aq)=H)=H2 2O(l) O(l) H=-57.3kJ/molH=-57.3kJ/mol，計(jì)算，計(jì)算下列反應(yīng)中放出的熱量。下列反應(yīng)中放出的熱量。（1 1）用）用20g NaOH20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)，放出熱配成稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量為量為 kJkJ。（2 2）用）用0.1molBa(OH)0.1molBa(OH)2 2配成稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放配成稀溶液跟足量稀硝酸反應(yīng)，放出熱量為出熱量為 kJkJ。（3 3）用）用1mol1mol醋酸稀溶液和足量醋酸稀溶液和足量NaOHNaOH溶液反應(yīng)

4、，放出的熱溶液反應(yīng)，放出的熱量量 （大于、小于、等于）（大于、小于、等于）57.3kJ57.3kJ，理，理 由是由是 。28.628.65 511.4611.46小于小于醋酸是弱電解質(zhì)，只是少部分電離，發(fā)生電醋酸是弱電解質(zhì)，只是少部分電離，發(fā)生電離時(shí)要吸熱，中和時(shí)放熱較少離時(shí)要吸熱，中和時(shí)放熱較少 298K298K，101kPa101kPa時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)=2NH(g)=2NH3 3(g) (g) H H =- 92.38kJ/mol=- 92.38kJ/mol。 在該溫度下，取在該溫度下，取1 mol N

5、1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)放在一放在一密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少于的熱量總是少于92.38kJ92.38kJ，其原因是什么？，其原因是什么？ 該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在密閉容器中進(jìn)行, ,該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài)該反應(yīng)將達(dá)到平衡狀態(tài), ,1molN1molN2 2(g)(g)和和3molH3molH2 2(g)(g)不能完全反應(yīng)生成不能完全反應(yīng)生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)，因而放出的，因而放出的熱量總小于熱量

6、總小于92.38kJ92.38kJ溫故知新溫故知新 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的燃燒熱的燃燒熱H H究竟是多少？如何計(jì)算？究竟是多少？如何計(jì)算？ 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(l) O(l) H=H=H H1 1+ +H H2 2=-285.8kJ/mol=-

7、285.8kJ/mol下列數(shù)據(jù)下列數(shù)據(jù)H H1 1表示燃燒熱嗎？表示燃燒熱嗎？+ += =如何測(cè)出下列反應(yīng)的反應(yīng)熱如何測(cè)出下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g(g)=CO(g) ) H H1 1=?=?C(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=

8、-393.5kJ/mol=-393.5kJ/mol不能很好的控制反應(yīng)的程度，故不能很好的控制反應(yīng)的程度，故不能直接通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得不能直接通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得H H1 1 + + = = ， 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 =-110.5kJ/mol =-110.5kJ/mol上兩例應(yīng)用了什么規(guī)律？上兩例應(yīng)用了什么規(guī)律？影響反應(yīng)熱的因素影響反應(yīng)熱的因素1 1、與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)、與溫度、壓強(qiáng)有關(guān) 2 2、與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)、與

9、物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)3 3、與反應(yīng)物的用量有關(guān)、與反應(yīng)物的用量有關(guān)4 4、與反應(yīng)條件（途徑）無(wú)關(guān)、與反應(yīng)條件（途徑）無(wú)關(guān) 蓋斯定律蓋斯定律 不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成 或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。途徑無(wú)關(guān)。A AB B請(qǐng)思考：由起點(diǎn)請(qǐng)思考：由起點(diǎn)A A到終點(diǎn)到終點(diǎn)B B有多少條途徑？有多少條途徑？從不同途徑由從不同途徑由A A點(diǎn)到點(diǎn)到B B點(diǎn)的位移有什么關(guān)系點(diǎn)的位移有什么關(guān)系? ?登山的高度與上登山的高度與上山的途徑無(wú)關(guān)

10、，山的途徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)高度有關(guān)的相對(duì)高度有關(guān)H H2 2 0 0H H1 1 0 0S S（始態(tài)）（始態(tài)）L L（終態(tài)）（終態(tài)）H H1 1 + +H H2 2 0 0如何理解蓋斯定律？ H H、H H1 1、H H2 2之間有何關(guān)系？之間有何關(guān)系？H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2 有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測(cè)得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可生，很難直接測(cè)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(yùn)算式

11、四則運(yùn)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)”（要消去的物質(zhì)）（要消去的物質(zhì)）然后用消元法然后用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(yùn)算式四則運(yùn)算式”。例例1 1：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(sCa(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=

12、-635.1 kJ/mol= -635.1 kJ/molC(sC(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= =例例2 2：按照蓋斯定律，結(jié)合下述反應(yīng)方程式回答問題：按照蓋斯定律，結(jié)合下述反應(yīng)方程式回答問題, ,已知：已知：NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)

13、Cl(s) H H1 1=-176kJ/mol=-176kJ/molNHNH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3(aq) (aq) H H2 2=-35.1kJ/mol=-35.1kJ/molHCl(gHCl(g) +H) +H2 2O(l)=HCl(aqO(l)=HCl(aq) ) H H3 3=-72.3kJ/mol=-72.3kJ/molNHNH3 3(aq)+ HCl(aq(aq)+ HCl(aq)=NH)=NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H4 4=-52.3kJ/mol=-52.3kJ/molNHNH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2

14、O(l)= NHO(l)= NH4 4Cl(aq) Cl(aq) H H5 5= =？ 則第則第個(gè)方程式中的反應(yīng)熱個(gè)方程式中的反應(yīng)熱H H是是_。根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得：根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得： = =+ + +- -， 即即H H5 5 = +16.3kJ/mol = +16.3kJ/mol例例3 3：寫出：寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 (25,101kPa(25,101kPa時(shí)時(shí)) )查燃燒熱表知：查燃燒熱表知：C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H1 1=-=-393.5kJ/mol3

15、93.5kJ/molC(C(金剛石，金剛石，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H H2 2=-=-395.0kJ/mol395.0kJ/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=+1.5kJ/molH=+1.5kJ/mol例例4 4：同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速：同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難。現(xiàn)在可根率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)據(jù)蓋斯提出的觀點(diǎn)“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步不管化學(xué)反

16、應(yīng)是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的完成，這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知：。已知：P P4 4(s(s、白磷、白磷)+5O)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H H1 1=-2983.2 kJ/mol=-2983.2 kJ/molP(sP(s、紅磷、紅磷)+5/4O)+5/4O2 2(g)=1/4P(g)=1/4P4 4O O1010(s) (s) H H2 2= -738.5 kJ/mol= -738.5 kJ/mol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 。 P P4 4(s(s、白磷白磷)= 4P(s)= 4

17、P(s、紅磷紅磷) ) =-29.2kJ/mol=-29.2kJ/mol4：你知道神六的火箭燃料是什么嗎？例例5 5：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/

18、mol =-534kJ/mol 假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)假如都在相同狀態(tài)下，請(qǐng)寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。方程式。2 N N2 2H H4 4(g)+ 2NO(g)+ 2NO2 2(g)=(g)= 3N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l) O(l) H=-1135.2kJ/molH=-1135.2kJ/mol 2 ：思考：思考：為什么在熱化學(xué)反應(yīng)方程式中通?？蔀槭裁丛跓峄瘜W(xué)反應(yīng)方程式中通常可不表明反應(yīng)條件？不表明反應(yīng)條件？正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反。正逆反應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值相等，符號(hào)相反?！?”+”不能省去。不能省去。練習(xí)練習(xí)1.1.已知石墨的

19、燃燒熱：已知石墨的燃燒熱：H=-393.5kJ/molH=-393.5kJ/mol(1)(1)寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式寫出石墨的完全燃燒的熱化學(xué)方程式(2)(2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式還可以表示熱化學(xué)方程式還可以表示理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行理論可進(jìn)行實(shí)際難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)C(C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H =-393.5kJ/molH =-393.5kJ/molCOCO2 2(g)=C(g)=C(石墨，石墨，s)+Os)+O2 2(g) (g) H =+393.

20、5kJ/molH =+393.5kJ/mol2.2.已知已知2525、101kPa101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為別為C(C(石墨石墨)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=H=393.51kJ393.51kJmolmol1 1C(C(金剛石金剛石)+O)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H= H=395.41kJ395.41kJmolmol1 1據(jù)此判斷，下列說法中正確的是據(jù)此判斷，下列說法中正確的是( )( )A A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金、由石墨制備金剛

21、石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低剛石的低B B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高剛石的高C C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低剛石的低D D、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高剛石的高A A3.3.已知已知 CO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) H(g) H1 1= = 283.0 kJ/mo

22、l283.0 kJ/mol H H2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) HO(l) H2 2= = 285.8 kJ/mol285.8 kJ/molC C2 2H H5 5OH(l)+ 3OOH(l)+ 3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l) HO(l) H3 3=-1370 kJ/mol=-1370 kJ/mol試計(jì)算試計(jì)算2CO(g)2CO(g)4H4H2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)C C2 2H H5 5OH(l)OH(l)的的HH 【解】：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)不論是一

23、步完成還是分幾步完成，不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)其反應(yīng)熱效應(yīng)都是相同的。下面就看看反應(yīng)能不能由能不能由三三個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)個(gè)反應(yīng)通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應(yīng)能不能分能不能分成成幾步完成。幾步完成。2 + 2 + 4 - 4 - = = 所以，所以，HHH1H12 2 H2H24 4 H3H3 283.2283.22 2 285.8285.84 4 1370 1370 339.2 kJ/mol339.2 kJ/mol 4. 4. 在在100 g 100 g 碳不完全燃燒所得氣體中，碳不完全燃燒所得氣體中，COCO

24、占占1/31/3體積，體積，COCO2 2占占2/32/3體積，且體積，且C(s)+1/2OC(s)+1/2O2 2(g)=CO(g(g)=CO(g) ) H=H=110.35kJ/mol110.35kJ/molCO(g)+1/2OCO(g)+1/2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g) (g) H=H=282.57kJ/mol282.57kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（ ）A.A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJH HC C