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(共20張PPT)
反 應 熱 的 計 算
能否定量比較天然氣完全燃燒和不完全燃燒所釋放的能量？
CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) △H = 890.3kJ/mol
CH4 (g) + 3/2O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l)
△H = ？
【思考與討論】
h=300 m
終態
始態
上升的高度和勢能變化只與始態和終態的海拔差有關
【思考與討論】
△H
終態
始態
反應熱研究的是化學反應前后能量的變化，與途徑無關
【思考與討論】
反應熱與途徑
蓋斯定律：一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步
完成的，其反應熱是相同的。
途徑角度理解蓋斯定律
在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應進行的途徑無關。
△H = △H1 + △H2
蓋斯定律的提出，為反應熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測定或無法測定的化學反應的反應熱可以通過推算間接求得。
能量守恒角度理解蓋斯定律
△H1
△H2
<0
>0
A(始)
B(終)
△H1= –△H2
蓋斯定律的應用
△H1 = △H2 ＋ △H3
① C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1 = - 393.5kJ/mol
② CO(g) +1/2 O2(g) = CO2(g) △H2 = - 283.0kJ/mol
△H3 = △H1 － △H2
= － 393.5kJ/mol －(－ 283.0kJ/mol) = －110.5kJ/mol
△H3
③ C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) △H3 =
－110.5kJ/mol
蓋斯定律——虛擬路徑法
蓋斯定律的應用
蓋斯定律——代數運算法
① C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1 = - 393.5kJ/mol
② CO(g) +1/2 O2(g) = CO2(g) △H2 = - 283.0kJ/mol
③ C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) △H3 =
③ = ①－ ②
△H3 = △H1 － △H2
第一步：找出待求熱化學方程式中反應物與生成物在已知熱化學
方程式中的位置。
4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)
解題思路點撥
①2CuO(s)＋4HCl(g)=2CuCl2(s)＋2H2O(g) △H1＝－242kJ·mol－1
②2CuCl(s)＋O2(g)=2CuO(s)＋Cl2(g) △H2＝－40 kJ·mol－1
③2CuCl2(s)=2CuCl(s)＋Cl2(g) △H3＝+166kJ·mol－1
第二步：調整已知熱化學方程式方向、計量數和△H。
第三步：加和已調整的熱化學方程式中的△H，確定待求反應的
△H。
△H＝(－242－40 ＋166) kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1
①2CuO(s)＋4HCl(g)=2CuCl2(s)＋2H2O(g) △H1＝－242kJ·mol－1
②2CuCl(s)＋O2(g)=2CuO(s)＋Cl2(g) △H2＝－40 kJ·mol－1
③2CuCl2(s)=2CuCl(s)＋Cl2(g) △H3＝+166kJ·mol－1
① + ② + ③
1. 熱化學方程式同乘以一個數時，反應熱數值也必須同乘以該數值；
2. 熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相加減，反應熱也隨之相加減；
3. 將一個熱化學方程式顛倒， △H的符號也要隨之改變
蓋斯定律的規則
1. CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，可發生反應：
①CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) △H= + 206 kJ·mol-1
②CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H= －802 kJ·mol-1
CO2(g)＋3H2O(g) = 2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g) 的
△H＝ 。
① － ②
＋1 008 kJ·mol－1
練習
2. 已知在常溫常壓下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
△H＝－1 275.6 kJ·mol－1
②H2O(l) = H2O(g)　 △H＝＋44.0 kJ·mol－1
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式______________________。
CH3OH(l)＋3/2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) △H＝ － 725.8 kJ·mol－1
－
2
①
② ×4
3. 熱分別為393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，求2C(s)＋2H2(g)＋O2(g) = CH3COOH(l)的反應熱。
②H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △H2 = -285.8kJ/mol
③CH3COOH(l) +2O2(g) = 2H2O(l) +2CO2(g)
①C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1 = - 393.5kJ/mol
① × 2
△H3 = -870.3kJ/mol
解：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g) = CH3COOH(l)
△H = - 488.3kJ/mol.
② ×2
＋
－ ③
△H ＝ △H1 ×2 + △H2 ×2 － △H3
= - 488.3kJ/mol.
反應熱的計算
例1：黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業上制硫酸時得到SO2的途徑之一，反應的化學方程式為：
FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2
高溫
在25 ℃和101 kPa時，1mol FeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時放出853kJ的熱量。這些熱量(工業中叫做“廢熱”)在生產過程中得到了充分利用，大大降低了生產成本，對于節約資源、能源循環利用具有重要意義。
(1)請寫出FeS2燃燒的熱化學方程式。
(2)計算理論上1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。
例2：葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一，設它在人體組織中完全氧化時的熱化學方程式為：
計算100g葡萄糖在人體組織中完全氧化時產生的熱量。
C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) △H = -2800kJ/mol
1. 在25 ℃、101 kPa時，1.0g金屬鈉和充足的氯氣反應生成氯化鈉結晶并放出17.87kJ的熱量。求生成1mol的氯化鈉晶體時反應熱。
Na(s) + 1/2Cl2(g) = NaCl(s) △H
23g Q
解：設生成1mol的氯化鈉晶體時放出的熱量為Q
1g 17.87kJ
23g : 1g = Q : 17.87kJ
∴Q = 411kJ
∴△H = －411kJ/mol
練習
2. 乙醇的燃燒熱△H = －1366.8kJ/mol. 求25 ℃、101 kPa時，1kg的乙醇完全燃燒時能放出的熱量。
46g 1366.8kJ
解：設1kg的乙醇燃燒時放出的熱量為Q
1000g Q
46g : 1000g =1366.8kJ: Q
∴Q = 29713kJ
CH3CH2OH(l) +3O2(g) = 3H2O(l) +2CO2(g) △H = - 1366.8kJ/mol
②△H 的符號：比較反應熱的大小時，不要只比較△H 數值的大小，還要考慮其符號。
①反應物和生成物的狀態：
物質的氣、液、固三態的變化與反應熱的關系。
例：△H1= -92kJ/mol
△H2= -120kJ/mol
∴△H1 > △H2
反應熱的大小比較
△H1＜ △H2
△H1＜ △H2
△H1＞ △H2
△H1＜ △H2
練習：比較下列各組△H1和△H2的相對大小。

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