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自由焓变

自由焓变
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3.2.2 自由焓与自由焓变

1.自由焓与自由焓判据

以上讨论了利用熵变来判断孤立体系中过程的方向和限度。但计算孤立体系的熵变十分麻烦,有时甚至是不可能的。1876年美国著名的数学、物理学家Gibbs 综合考虑了焓和熵两个因素,提出了一个新的状态函数:

G≡

H-TS (3-21)

G称为Gibbs自由焓,简称自由焓。

吉布斯论证了:如果一个恒温恒压的化学反应在理论或实践上能够用来做有用功,则反应是自发的;如果反应必须由外界(环境)供给有用功才能进行,则是非自发的。吉布斯同时证明了恒温恒压可逆条件下一个化学反应能够做的最大有用功等于反应过程中自由焓的减少,即

衡状态,由此可得恒温恒压下化学反应进行方向的判据:

ΔG T,p<0 自发

ΔG T,p=0 平衡

(3-23)

ΔG T,p>0 非自发

由ΔG的数值可知,一个自发进行的化学反应体系对环境做有用功的极限,或者是反应要能进行,环境需供给体系最低限度的有用功。

2.标准生成自由焓及标准自由焓变

在标准状态下,由元素的指定单质生成单位物质的量的物质时的自由焓的变化叫该物质的标准生成自由焓。

用类似处理焓的办法来处理自由焓,可得标准摩尔反应自由焓变为

(3-24)

△r ,B为B物质的标准生成自由焓,其它符号的意义皆与前述相同。

3.吉布斯方程及应用

恒温时,对G=H-TS两边取增量:

△G=△H-T△S

(3-25)

在标准状态时:

△G=△H-T△S

(3-26)

(3-25)和(3-26)为Gibbs方程。式中△G,△H和△S都为温度T时的值。由前述知:△H T≈△H298,△S T≈△S298,所以Gibbs方程可近似表示成:

△G T≈△H298-T△S298

(3-27)

(3-28)

由Gibbs方程可见:当△H<0(放热)和△S>0(熵增加)时,有利于反应自发进行。表3-3列出温度对恒温恒压反应自发性的影响。

表3-3 温度对恒温恒压反应自发性的影响

分组ΔHΔSΔG=ΔH-TΔS反应情况

符号相反-

++

-

永远是-

永远是+

任何温度下反应自发

任何温度下反应非自发

符号相同-

+-

+

低温为-,高温为+

低温为+,高温为-

低温自发,高温非自发

低温非自发,高温自发

对于ΔH与ΔS符号相同的情况,当改变反应温度时,存在从自发到非自发(或从非自发到自发)的转变,我们把这个转变温度叫转向温度T转。由

ΔG=ΔH-TΔ

S=0

在标准状态下可得

(3-29)

例3-10 已知:

SO3(g)+CaO(s)=CaSO4

(s)

求该反应的转向温度。

解:

=-1434.11-(-395.72)-(-635.09)

=-403.3(kJ·mol-1)<0

=106.69-256.65-39.75

=-189.71(J·mol-1·K-1)<0

因为Δr <0,Δr<0,所以低温自发,即:在2126K以下,该反应是自发的。

这个反应可用于环境保护,即在煤中加入适量生石灰(CaO),它便与煤中的硫燃烧所生成的SO3(硫燃烧生成SO2,通过进一步氧化才能变成SO3)在低于2126K 时反应,自发生成CaSO4,从而把SO3固定在炉碴中,消除了它对空气的污染。

还需说明一点,若一个反应熵变化很小(指绝对值),而且反应又在常温下进行,则吉布斯方程中T·ΔS一项可以忽略,即ΔG≈ΔH。此时,可直接用ΔH 来判断反应自发性。很多化学反应属于这种情况,因此这一点对判断化学反应进行方向带来很大方便。如

Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu

C(石墨)+O2(g)=CO2(g)

所以很多放热反应是自发的,其原因也在于此。

4.非标准状态下的0自由焓变

非标准状态下的自由焓变可由Van′t Hoff等温方程式求得

Δr ,T=Δr ,T+RTlnQ

=Δr ,T+2.303RTlgQ

(3-30)

式中Q称为反应商。它是各生成物相对分压(对气体)或相对浓度(对溶液)的相应次方的乘积与各反应物的相对分压(对气体)或相对浓度(对溶液)的相应

次方的乘积之比。若反应中有纯固体及纯液体,则其浓度以1表示。例如,对于

任一反应:

aA(aq)+bB(l)→dD(g)+eE(s)

例3-11 已知反应:

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

Δ f (NH3,g)=-16.48 kJ·mol-1

试问:在p(N2)=100 kPa,p(H2)=p(NH3)=1kPa,T=298K时,合成氨反应是否

自发?

解:Δr =2Δ f =2(-16.48)=-32.96(kJ·mol-1)

由Van′t Hoff方程:

Δr =Δr +2.303 RTlgQ

所以Δr =-32.96+2.303×8.314×10-3×298×2

=-32.96+11.41=-21.55(kJ·mol-1)<0

因此,反应是自发的。

自由焓变

在标准状态下,由元素的指定单质生成单位物质的量的物质时的自由焓的变化叫该物质的标

准生成自由焓。

用类似处理焓的办法来处理自由焓,可得标准摩尔反应自由焓变为

△r ,B为B物质的标准生成自由焓,其它符号的意义皆与前述相同。

在标准状态下,由元素的指定单质生成单位物质的量的物质时的自由焓的变化叫该物质的标准生成自由焓。

这个公式也可以写成是△G=△Gθ+RTlnQ.可以联想到气体化学势μ=μθ+RTlnP(b)/Pθ.气体化学势的式子可以由(э△G/n(b))P,V(P,V是下标,表示恒压和恒容)=μ(b)和(эμ/эp)T(T是下标,表示恒温)=Vm(气体摩尔体积).对(эμ/эp)T)=Vm积分可以得到μ=μθ+RTlnP(b)/Pθ,这是对单一气体而言的,对与多组分的气体,由于标准态的化学势是相同的,所以混合气体总的化学势可以写成是μ(总)=μθ+{RT∑lnP(b)/Pθ}.其中花括号中的项就是RT lnQ.再根据(э△G/n(b))P,V=μ(b)积分就能够得到△G=△Gθ+RTlnQ.

然后令体系处于平衡状态,即△G=0,可得△Gθ=-RTlnQ.并规定Q为K,再带回上式,就得到等式G(自由焓变)=-RTlnK(平衡常数)+RTlnQ(压力商).

这里没有word,所以表示的公式可能不好看,请原谅.

化学反应焓变的计算

《反应焓变的计算》 班级:姓名: 考点一、焓变的计算 例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol 化学键时释放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6 的分子结构如右图所示,现提供以下化学键的键能 (KJ·mol–1)P–P:198 P–O:360 O–O:498 则 反应P4(白磷)+ 3O2→P4O6的反应热△H为() A.+1638KJ·mol–1 B.–1638KJ·mol–1 C.+126KJ·mol–1 D.–126KJ·mol–1 考点二、盖斯定律 例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,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式: Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:___________________ 考点三、综合应用 例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。 (1)反应的热化学方程式为。(2)又已知H2O(l) = H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 (3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 一、当堂训练: 1.下列叙述正确的是( ) A.电能是二次能源 B.水力是二次能源C.天然气是二次能源 D. 水煤气是一次能源2.下列说法正确的是() A.物质发生化学变化都伴随着能量变化 B.任何反应中的能量变化都表现为热量变化C.伴有能量变化的物质变化都是化学变化 D.即使没有物质的变化,也可能有能量的变化 3.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是() ①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能 A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧

时反应焓变的计算

第1章第1节第3课时 1.假设反应体系的始态为甲,中间态为乙,终态为丙,它们之间的变化用下图表示,则下列说法不正确的是() A.|ΔH1|>|ΔH2| B.|ΔH1|<|ΔH3| C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 D.甲―→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2 解析:上述过程中甲为始态,乙为中间态,丙为终态,由盖斯定律可知:甲―→丙,ΔH=ΔH1+ΔH2<0 丙―→甲,ΔH3>0,故D项正确; 在过程中ΔH1与ΔH2的大小无法判断,故A项错误; 因|ΔH3|=|ΔH1|+|ΔH2|,故B项正确; 又因为甲―→丙和丙―→甲是两个相反的过程,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3=0,故C项正确。 答案:A 2.在298 K、100 kPa时,已知: 2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)ΔH1 Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g)ΔH2 2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是() A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 解析:依次给三个热化学方程式编号为①、②、③,则③=①+2×②,故ΔH3=ΔH1+2×ΔH2。 答案:A 3.已知:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ·mol-1,2H2(g)+ O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。当1 g液态水变为气态水时,对其热量变化的下列描述:①放出;②吸收;③2.44 kJ;④4.88 kJ;⑤88 kJ。其中正确的是() A.②和⑤ B.①和③ C.②和④ D.②和③ 解析:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ·mol-1①

化学反应热值,焓变

章末回顾排查专练(六) 一、重点知识再排查 1.HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH =-57.3 kJ·mol -1,则H 2SO 4和Ca(OH)2反应 的中和热ΔH =2×(-57.3)kJ ·mol -1 ( ) 2.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol -1,则反应2CO 2(g)===2CO(g)+O 2(g)的反应热 ΔH =2×283.0 kJ·mol -1 ( ) 3.1 mol 甲烷燃烧生成气态水和CO 2所放出的热量是甲烷的燃烧热 ( ) 4.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变 ( ) 5.同温同压下,H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同 ( ) 6.某反应的ΔH =+100 kJ·mol -1,则正反应活化能不小于100 kJ·mol -1 ( ) 7.500 ℃、30 MPa 下,将0.5 mol N 2和1.5 mol H 2置于密闭容器中充分反应生 成NH 3(g),放热19.3 kJ ,其热化学方程式为:N 2(g)+ 3H 2(g) 500 ℃、30 MPa 催化剂 2NH 3(g) ΔH =-38.6 kJ ·mol -1 ( ) 8.焓是与内能有关的物理量,符号为H 。某一化学反应是吸热反应还是放热反 应,由生成物和反应物的焓值差即焓变决定。 ( ) 9.焓变不等于反应热,化学变化中存在焓变,有些物理变化中也存在焓变。在 恒压条件下进行的反应的焓变等于反应热,用ΔH 表示,单位常用kJ·mol -1。 ( ) 10.当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要放出能量,而形成生成物 中的化学键要吸收能量。 ( ) 11.常见的放热反应有:所有的燃烧反应、大多数化合反应、中和反应、活泼金 属与酸或水的置换反应、缓慢氧化、铝热反应等。 ( ) 12.常见的吸热反应有:大多数的分解反应、水煤气的生成反应、灼热的碳与二 氧化碳反应、Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 晶体的反应等。 ( ) 13.放热反应一定不需要加热,吸热反应一定需要加热。 ( ) 14.25 ℃、101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,

实验十四化学反应焓变的测定

实验十四 化学反应焓变的测定 一、教学要求: 1. 了解测定化学反应焓变的原理和方法; 2. 熟悉台秤、温度计和秒表的正确使用; 3. 学习数据测量,记录、整理,计算等方法; 二、预习内容 1. 复习《无机及分析化学》有关热力学部分的知识要点; 2. 锌与硫酸铜的置换反应; 3. 常用仪器 :台天平、电子天平、温度计以及容量瓶的使用方法; 三、基本操作 1. 台天平以及电子天平的使用; 2. 温度计及秒表的使用; 3. 容量瓶的使用; 四、实验原理 化学反应过程中,除了发生物质的变化外,还有能量的变化,这种能量变化表现为反应热效应,而化学反应通常是在恒压的条件下进行的,此反应热效应叫做等压热效应。化学反应的等压热效应Q p 等于化学反应的摩尔反应焓变△r H m (放热反应为负值,吸热反应为正值)。在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变,用△r H m θ表示。反应热效应的测量方法很多,本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计(图4-1)中进行的化学反应是在绝热条件下进行的,即反应体系(量热计)与环境不发生热量传递。这样,从反应体系前后的温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等,就可以按(1)式计算出反应的热效应。本实验是 1.温度计 2.搅棒 3.胶塞 4.保温杯 5.CuSO 4溶液 图 4-1 保温杯式简易量热计装置 以锌粉和硫酸铜溶液发生置换反应: 在298.15K 和标准状态下,1mol 锌置换硫酸铜溶液中的铜离子,放出218.7kJ 的热量。 )()()()(22aq Zn s Cu aq Cu s Zn +++=+ 17.218-?-=?m o l kJ H m r θ 由溶液的比热和反应前后溶液的温度变化,可求得上述反应的焓变。计算公式如下: n V c T T H m r 1)(?????-=?ρ (1) 式中:m r H ? —— 反应的焓变(kJ·mol -1 ); T ? —— 反应前后溶液的温度变化(K); c —— 溶液的热容(J·g -1·K -1)(取4.18);

(完整版)化学反应摩尔焓变测定

实验1 化学反应摩尔焓变的测定 一. 实验目的 1. 了解测定化学反应摩尔焓变的原理和方法; 2. 学习物质称量、溶液配制和溶液移取等基本操作; 3. 学习外推法处理实验数据的原理和方法。 二. 背景知识及实验原理 化学反应过程中,除物质发生变化外,还伴有能量变化。这种能量变化通常表现为化学反应的热效应(简称为化学反应热)。化学反应通常是在等温、等压、不做非体积功的条件下进行的,此时反应热效应亦称作等压热效应,用Q p表示。化学反应的等压热效应(Q p)在数值上等于化学反应的摩尔反应焓变(△r H m)(热力学规定放热反应为负值,吸热反应为正值)。在标准状态下,化学反应的摩尔反应焓变称为化学反应的标准摩尔焓变,用△r H mθ表示。 化学反应焓变或化学反应热效应的测定原理是:在绝热条件下(反应系统不与量热计外的环境发生热量交换),使反应物仅在量热计中发生反应,并使量热计及其内物质的温度发生改变。通过反应系统在反应前后的温度变化,以及有关物质的质量和比热,可以计算出反应的热效应值。 实验中溶液反应的焓变值测定采用如图1所示的简易量热计进行测定,通过测定CuSO4溶液与Zn粉的反应进行焓变值的获取。 图1保温杯式量热计 CuSO4溶液与Zn粉的反应式为: Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq) 由于该反应速率较快,且能进行得相当完全。实验中若使用过量Zn粉,则CuSO4溶液中Cu2+可认为完全转化为Cu。系统中反应放出的热量等于溶液所吸收的热量。 在简易量热计中,反应后溶液所吸收的热量为:

Q p =m ? c? ?T =V ? ρ? c ? ?T 式中: m —反应后溶液的质量(g ); c —反应后溶液的质量热容(J ? g -1?K -1) ?T —为反应前后溶液的温度之差(K ),经温度计测量后由作图外推法确定; V —反应后溶液的体积(mL ) ρ—反应后溶液的密度(g ?m L -1) 设反应前溶液中CuSO 4的物质的量为n mol ,则反应的焓变为: 1110001--? ?????-=????-=?mol kJ n T c V mol J n T c m H ρ (1) 设反应前后溶液的体积不变,则 mol V c n CuSO 10004? = 式中,C CuSO4——反应前溶液中CuSO 4的浓度(mol ?.L -1) 将上式代入式(1)中,可得 114 4100011000 --????-=???????-=?mol kJ c T c mol kJ V c T c V H CuSO CuSO ρρ (2) 由于此系统非严格绝热体系,因而在反应液温度升高的同时,量热计的温度也相应提高,而计算时忽略此项内容,故会造成温差的偏差。故在处理数据时可采用外推法,按图2中虚线外推至反应开始的时间,图解求得反应系统的最大温升值T ,这样则可较客观地反映出由反应热效应引起的真实温度变化值。在图2中,线段bc 表明量热计热量散失的程度。考虑到散热从反应一开始就发生,因此应将该线段延长,使与反应开始时的纵坐标相交于d 点。图中ddˊ所示的纵坐标值,即为外推法补偿的由热量散失造成的温度差。为获得准确的外推值,温度下降后的实验点应足够多。T 2与T 1的差值即为所求的?T 。 图2 温度校准曲线

1.1.3反应焓变的计算

第三课时、反应焓变的计算-----盖斯定律 【学习目标】 1.了解化学反应中能量变化的实质,理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念。 2.明确测定反应热的要点,测定反应热的基本原理和方法。 3、能熟练书写热化学方程式,能利用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 【学习重难点】 1. 理解放热反应和吸热反应的实质。 2.熟练书写热化学方程式。 3.掌握盖斯定律,并会计算反应的焓变。 【课堂学案】 【复习提问】写出下列反应的热化学方程式 (1)1molC 2H 5OH(l)与适量O 2(g)反应,生成CO 2(g)和H 2O(l),放出1366.8kJ 热量。 。 (2)18g 葡萄糖与适量O 2(g)反应,生成CO 2(g)和H 2O(l), 放出280.4kJ 热量。 。 【板书】三、反应焓变的计算 (一)盖斯定律: 1、内容: 2、理解要点: (1)反应焓变(反应热效应)只与 、 有关,与 无关。 (2)焓变(反应热)总值一定。 △H = △H 1 + △H 2 = △H 3 + △H 4 + △H 5 [合作探究]:如何进行反应热的计算? 由盖斯定律可知:反应热的大小与反应的 无关,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是 的。我们可以将两个或多个热化学方程式包括其△H 相 或相 ,得到一个新的热化学方程式。即热化学方程式具有 性,可以进行加、减、乘、除四则运算。 [要点强化指导]:⑴反应热的计算是以其定义为基础的,要掌握其定义的涵义,同时注意单位的转化。 反应物 a 生成物 △H △H 2 △H 1 c b △H 5 △H 4 △H 3

⑵依据热化学方程式的计算,要注意反应热是指反应按所该形式完全进行时的反应热。 ⑶热化学方程式中的化学计量数与反应热成正比关系。 (二)焓变的计算方法 1、利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式相加减 【问题分析示例】 例题1:氢气和氧气生成液态水的反应, 可以通过两种途径来完成,如下图所示: 已知:H 2(g )+ 1/2O 2(g )= H 2O (l );△H = -285.8kJ ·mol - 1 H 2O (g )= H 2O (l );△H 2 = -44.0kJ ·mol - 1 求:H 2(g )+ 1/2O 2(g )= H 2O (g )的反应热△H 1 ? 解析:依据盖斯定律可得:△H =△H 1+△H 2 , 所以,△H 1=△H -△H 2 = -285.8kJ ·mol -1 -(-44.0kJ ·mol - 1) = -241.8kJ ·mol - 1 答案:△H 1= -241.8kJ ·mol - 1 【例2】试利用298K 时下述反应的实验数据,计算此温度下 C (s ,石墨)+1 2 O 2(g )=CO (g )的反应焓变。 C (s ,石墨)+ O 2(g )= CO 2(g ) △H 1 = —393.5kJ?mol —1 CO (g ) + 1 2 O 2(g )= CO 2(g ) △H 2 = —283.0kJ?mol —1 解:设此反应分两步进行: 第一步:C (s ,石墨)+ O 2(g )= CO 2(g ) △H 1 = —393.5kJ?mol —1 第二步:CO 2(g )= CO (g ) + 1 2 O 2(g )△H 2 ′= —△H 2 = 283.0kJ?mol —1 将上述两步反应相加得总反应为: C (s ,石墨)+1 2 O 2(g )=CO (g ) △H 3 = ? 根据盖斯定律,△H 3 =△H 1 + △H 2 ′ =—393.5kJ?mol —1 + 283.0kJ?mol —1 =—110.5kJ?mol —1 答:298KC (s ,石墨)+1 2 O 2(g )=CO (g )的△H 为—110.5kJ?mol —1。 【练习1】试利用298K 时下述反应的实验数据,计算此温度下P 4(s ,白磷)= 4P ( s ,红磷)的反应焓变。 P 4(s ,白磷)+ 5O 2(g )= P 4O 10(S ) △H 1 = —2983.2kJ?mol —1 P (s ,红磷)+ 54O 2(g )= 1 4 P 4O 10(S ) △H 2 = —738.5kJ?mol —1

化学反应焓变的计算

一、课题:反应焓变的计算二、课型:复习课 三、课程标准与考纲要求: 1、掌握盖斯定律,并会计算反应焓变。 2、培养学生学习化学的兴趣,培养创新精神和实践能力。 四、知识要点扫描: 中华第一考P234四、反应焓变的计算 五、考点解析与典例精讲: 考点一、焓变的计算 例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol 化学键时释放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6 的分子结构如右图所示,现提供以下化学键的键能 (KJ·mol–1)P–P:198 P–O:360 O–O:498 则 反应P4(白磷)+ 3O2→P4O6的反应热△H为() A.+1638KJ·mol–1 B.–1638KJ·mol–1 C.+126KJ·mol–1 D.–126KJ·mol–1 解析: 考点二、盖斯定律 例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,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式: Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:___________________ 解析: 考点三、综合应用 例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。 (1)反应的热化学方程式为。(2)又已知H2O(l) = H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 (3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是。 解析:

反应焓变的计算

选修《化学反应原理》第1章第一章第一节化学反应的热效应第3课时 实施人:枣庄二中姜丽红 1.日期:2014年9月4日 2.课题:反应焓变的计算 3.课型:新授课 4.教学手段:多媒体辅助教学、常规 5.教学模式:先复习后上课,先预习后讲解,先探究后实验,先思考后合作,先检测后讲解,先复习后作业 一教材分析: 这节是在对上节课讲的热化学方程式及焓、焓变的基础上进一步深化,重点介绍盖斯定律求化学反应的反应热,在本节学完之后对化学反应中实验难测定的反应热的求算有了更充分的认识,打下了化学热力学的初步基础,为以后的进一步深入研究提供了知识支持。 二设计思路: 先介绍有些反应焓变很难直接由实验测得,进而引入盖斯定律,通过习题练习总结规律,最后应做一定量的巩固训练,加深对盖斯定律的理解。 三.教学目标: 知识与技能: 1、通过盖斯定律求算反应焓变,了解反应焓变与变化途径无关,仅仅与状态有关。 2、通过键能的变化求算反应焓变,了解物质的结构与其能量变化的关系。 过程与方法:通过盖斯定律求算反应焓变的过程,体会数学、物理在学习化学中的重要性,注意理科之间的相互渗透和影响。 情感态度与价值观:体会思考带给人的愉快情感体验。 教学重、难点: 利用盖斯定律求反应焓变 教学难点: 反应焓变的计算 四教学设计:

(2)1mol HgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.4kJ热量。 。掌握学情. 新课导入联想与质疑: 已知C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H1=- 110.5kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2=-283.0 kJ/mol 如何得到反应C(s)+O2(g)=CO2(g) 的△H3=? ①需要直接测定吗? ②若不能直接测,怎么办? 教师讲述:化学反应的反应热,有的能够测量,有的不能测 量。比如将一些生成不稳定物质的化学反应,例有C →CO, CO或多或少的要转化为CO2,还有一些反应进行的比较慢,要 几天,几个月,几年,甚至几十年,肯定不能测量。对于这样 的反应热,我们就要进行计算才能得到。这节课我们就来讲讲 反应焓变的计算 有学生回答 可以用实验 测定,有学生 会想到可以 计算。 自主学习请学生们先看书P7关于盖斯定律的内容。我们来讨论盖斯定律 的定义和应用 【板书】 一盖斯定律 不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应焓变是一样 的.换句话说,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关, 而与反应的途径无关。 学生看书,不 懂的可以提 问。 让同学口述 盖斯定律 指导 学生 看书, 有利 于学 生阅 读能 力的 提高, 养成 自学 的习 惯。 概 念 讨 论 化学反应的焓变,就如我们爬山,不论选择哪条路线,高度总是相同的(如图)。化学反应遵循质量守恒和能量守恒。在指定的状态下,各种物质的焓值都是确定且唯一的,因此反应提高学生理解能力。

知识点复习反应焓变的计算.

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 知识点复习反应焓变的计算. 知识点复习反应焓变的计算. . 知识点 :反应焓变的计算【考纲定位】了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 (高频【知识回顾】考点反应焓变的计算 1.利用反应物、生成物能量状态计算 H =H (反应产物 -H (反应物如图Ⅰ:H = ,该反应为 ; 图Ⅱ:H = ,该反应为。 图Ⅰ 图Ⅱ 【练一练】某反应的反应过程中能量变化如图所示 (图中 E 1 表示正反应的活化能, E 2 表示逆反应的活化能。 下列有关叙述正确的是 ( A .该反应为放热反应 B .催化剂能改变该反应的焓变 C .催化剂能降低该反应的活化能 D .逆反应的活化能大于正反应的活化能 2.根据化学键断裂和形成过程中的能量变化来计算 H =【练一练】 1.SF 6 是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在 S-F 键。 已知:1molS(s 转化为气态硫原子吸收能量280kJ, 断裂1molF-F 、 S-F 键需吸收的能量分别为 160kJ 、 330kJ 。 则 S(s+3F 2(g=SF6(g 的反应热△ H 为 A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/mol C.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol 2. 化学反应 N 2+3H 2===2NH3 的能量变化如图所示, 该反应的热化学方程式是 ( A . N 2(g+3H 2(g ===2NH3(l H =2(a -b -c kJmol -1 B . N 2(g+3H 2(g ===2NH3(g H =2(b -a kJmol -1 122(g+32H 2(g ===NH3(lH =(b +c -a 1 / 6

反应热与焓变的区别

仅供个人参考 For personal use only in study and research; not for commercial use 反应热与焓变的区别: 当系统发生了化学反应之后,使反应产物的温度回到反应前始态的温度,系统放出或吸收的热量就称为该反应的热效应,简称反应热,用Q表示,Q与过程有关,不是状态函数,即使始末状态相同,只要过程不同(如等压过程和等容过程),Q值就不同。 我们研究的反应热通常有两种:等容反应热和等压反应热。等容过程反应的热效应(Qv)等于反应的内能变化(ΔU);等压过程反应的热效应(Qp)等于反应的焓变(ΔH)。通常反应是在等压条件下进行的,所以我们经常提及的反应热如无特别注明都是指等压下的热效应Qp。焓是热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,用符号H表示,H=U+pV。焓的变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度量。焓是状态函数,它的值只与状态有关而与过程无关,例如系统由状态1(H1)?状态2(H2),不管经过什么样的过程由1?2,只要始末状态相同,焓变ΔH=H2-H1就是不变的。这与Q不同,过程变化,Q值就发生变化。只有过程是等压过程时,Q值与焓变相等,此时二者可以互求,其它过程二者均不相同,当然计算公式也就不同啦。 不得用于商业用途

仅供个人参考 仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur für den pers?nlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales. толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях. 以下无正文 不得用于商业用途

化学反应焓变的计算

化学反应焓变的计算文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)

一、课题:反应焓变的计算二、课型:复习课 三、课程标准与考纲要求: 1、掌握盖斯定律,并会计算反应焓变。 2、培养学生学习化学的兴趣,培养创新精神和实践能力。 四、知识要点扫描: 中华第一考P 234 四、反应焓变的计算 五、考点解析与典例精讲: 考点一、焓变的计算 例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程,化学键的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸收)出 的能量。已知白磷和P 4O 6 的分子结构如右图所示,现提供以 下化学键的键能(KJ·mol–1)P–P:198P–O:360O–O: 498则反应P 4(白磷)+3O 2 →P 4 O 6 的反应热△H为() A.+1638KJ·mol–1B.–1638KJ·mol–1 C.+126KJ·mol–1D.–126KJ·mol–1 解析: 考点二、盖斯定律 例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,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式: Fe 2O 3 (s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2 (g)△H=―24.8kJ/mol 3Fe 2O 3 (s)+CO(g)==2Fe 3 O 4 (s)+CO 2 (g)△H=―47.2kJ/mol Fe 3O 4 (s)+CO(g)==3FeO(s)+CO 2 (g)△H=+640.5kJ/mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO 2 气体的热化学反应方程式:___________________解析: 考点三、综合应用 例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N 2H 4 )和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液 态肼和0.8molH 2O 2 混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、 101kPa下测得的热量)。 (1)反应的热化学方程式为。 (2)又已知H 2O(l)=H 2 O(g)ΔH=+44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时 放出的热量是kJ。

化学反应的焓变

第1课时化学反应的焓变 1.下列说法不正确的是() A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化 B.对于ΔH>0的反应,反应物的总能量小于生成物的总能量 C.放热反应都不需要加热就能发生 D.吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 2.下列变化一定为放热的化学反应是() A.H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量 B.ΔH>0的化学反应 C.形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D.能量变化如图所示的化学反应 3.下列说法中正确的是() A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B.反应放热时,ΔH>0;反应吸热时,ΔH<0 C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓总是高于生成物的总焓 4.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如图所示),与白磷分子相似。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ热量,断裂1 mol N≡N键吸收941 kJ热量,则() A.N4的熔点比P4高 B.1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量 C.N4是N2的同系物 D.1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量 5.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g)ΔH=-270 kJ·mol-1,下列说法正确的是() A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量 B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ C.在相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量 6.根据热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=a kJ·mol-1(a=-297.2)。分析下列说法,其中不正确的是() A.S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应 B.S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH=b kJ·mol-1,则a>b C.1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和 D.16 g固体硫在空气中充分燃烧,可吸收148.6 kJ的热量 7.有如下三个热化学方程式: H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=a kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH=b kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=c kJ·mol-1 关于它们的下列表述正确的是() A.它们都是吸热反应B.a、b和c均为正值 C.a=b D.2b=c 8.已知断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,断裂1 mol H—N键吸收的能量为391 kJ,根据化学方程式:N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则断裂1 mol N≡N键吸收的能量是()

化学反应的焓变

专题一第一单元第1、2节 化学反应的焓变 一、单选题 1.下列关于吸热反应和放热反应的说法正确的是( ) A .需加热才能发生的反应一定是吸热反应 B .任何放热反应在常温条件一定能发生 C .反应物和生成物分别具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应 D .当ΔH <0时表明反应为吸热反应 2.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( ) A .锌粒和稀硫酸反应 B .灼热的木炭与CO 2反应 C .甲烷在空气中燃烧的反应 D .Ba(OH)2·8H 2O 晶体与NH 4Cl 晶体的反应 3.在25 ℃、101 kPa 的条件下,1 g 液态甲醇燃烧生成CO 2(g)和液态水时放热22.68 kJ ,下列热化学方程式正确的是( ) A .CH 3OH(l)+32O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l) ΔH =725.76 kJ·mol -1 B .2CH 3OH(l)+3O 2(g)===2CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =-1 451.52 kJ·mol -1 C .2CH 3OH(l)+3O 2(g)===2CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =-725.76 kJ·mol -1 D .2CH 3OH(l)+3O 2(g)===2CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =1 451.52 kJ·mol -1 4.N 2H 4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N 2H 4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ 热量。则下列热化学方程式中正确的是( ) A .12N 2H 4(g)+12O 2(g)===12N 2(g)+H 2O(g) ΔH =267 kJ·mol -1 B .N 2H 4(g)+O 2(g)===N 2(g)+2H 2O(g) ΔH =-534 kJ·mol -1 C .N 2H 4(g)+O 2(g)===N 2(g)+2H 2O(g) ΔH =534 kJ·mol -1 D .N 2H 4(g)+O 2(g)===N 2(g)+2H 2O(l) ΔH =-133.5 kJ·mol -1 5.有关键能数据如下表所示: 则晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O 2(g)===SiO 2(s) ΔH =-989.2 kJ·mol -1,则x 的值为( )

反应焓变的计算

选修《化学反应原理》第 1 章第一章第一节化学反应的热效应 第 3 课时 实施人:枣庄二中姜丽红 1. 日期:2014 年9 月4 日 2. 课题: 反应焓变的计算 3. 课型: 新授课 4. 教学手段:多媒体辅助教学、常规 5. 教学模式: 先复习后上课,先预习后讲解,先探究后实验,先思考后合作,先检测后讲解,先复习后作业 一教材分析: 这节是在对上节课讲的热化学方程式及焓、焓变的基础上进一步深化,重点介绍盖斯定律求化学反应的反应热,在本节学完之后对化学反应中实验难测定的反应热的求算有了更充分的认识,打下了化学热力学的初步基础,为以后的进一步深入研究提供了知识支持。二设计思路:先介绍有些反应焓变很难直接由实验测得, 进而引入盖斯定律,通过习题练习总结规律 最后应做一定量的巩固训练,加深对盖斯定律的理解。 三. 教学目标: 知识与技能: 1、通过盖斯定律求算反应焓变,了解反应焓变与变化途径无关,仅仅与状态有关。 2、通过键能的变化求算反应焓变,了解物质的结构与其能量变化的关系。过程与方法:通过盖斯定律求算反应焓变的过程,体会数学、物理在学习化学中的重要性,注意理科之间的相互渗透和影响。 情感态度与价值观:体会思考带给人的愉快情感体验。 教学重、难点: 利用盖斯定律求反应焓变教学难点:

反应焓变的计算四教学设计:

习一盖斯定律 不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应焓变是样的?换句话说,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 让同学口述有利 盖斯定律于学 生阅读 能力的 提高, 养成自 学的习 惯。 概念讨论 提高 学生 理解 能力。 化学反应的焓变,就如我们爬山,不论选择哪条路线,高 度总是相同的(如图)。化学反应遵循质量守恒和能量守恒。在 指定的状态下,各种物质的焓值都是确定且唯一的,因此反应不 论是一步完成,还是分步完成,最初的反应物和最终的产物都是 一样的。反应物和反应产物的焓的差值都是一样的。 盖斯定律直观化 △H=A Hi+ △H2

焓变计算

1、某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是 A、该反应为吸热反应 B、当反应达到平衡时,降低温度,A的转化率减小 C、升高温度平衡常数K增大;压强增大,平衡向正反应方向移动 D、加入催化剂,反应速率增大,E1减小,E2减小,反应热不变 2、分析右图中的能量变化情况,下列表示方法中正确的是 A、2A+B===2C ΔH<0 B、2C===2A+B ΔH<0 C、2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH>0 D、2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH<0 3、(1)、某反应过程中的能量变化如图所示: 写出该反应的热化学方程式: (2)、0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧 化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,其热化学方程式为。 4、25℃、101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ,则下列热化学方程式书写正确的是 A、2H2+O2==2H2O ΔH=-142.9 kJ·mol-1 B、2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ·mol-1 C、2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 D、2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ΔH=571.6 kJ·mol-1 5、下列热化学方程式或说法,正确的是 A、甲烷燃烧热为890 kJ/mol,其热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890kJ/mol B、500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化 学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1 C、已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270kJ·mol-1,则1 mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ D、在C中相同条件下,2mol HF气体的能量小于1mol氢气与1mol氟气的能量总和 6、6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)==2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1

化学反应的焓变教案

教学目标: 1.能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热的概念。 2.知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 教学重点、难点:化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 探究建议:查阅资料、交流探究。 课时划分:一课时。 教学过程: [讨论]在我们学过的化学反应当中,有哪些反应伴随着能量(热量)变化? [引言]通过讨论知道,在化学反应当中,常件有能量变化,现在我们来学习化学反应中的能量变化。 [板书] 化学反应的焓变 一、反应热焓变:在化学反应过程中放出或吸收的热量、通常叫做反应热。 又称焓变。 (1)符号:用△H表示。 (2)单位:一般采用kJ/mol。 (3)可直接测量,测量仪器叫量热计。 (4)研究对象:一定压强下,在敞口容器中发生的反应所放出或吸收的热量。 (5)反应热产生的原因: [设疑]例如:H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) 实验测得lmol H2与lmol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量,从微观角度应如何解释? [析疑] 化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为:436kJ+243kJ=679 kJ, 化学键形成时需要释放能量。释放总能量为:431kJ+431kJ=862 kJ, 反应热的计算:862kJ—679kJ=183kJ [讲述]任何化学反应都有反应热,这是由于反应物中旧化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用而吸收能量;当原子重新组成生成物、新化学键形成时,又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差就是此反应的反应热。 [板书] (6)反应热表示方法: [学生阅读教材小结]

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