第1章 第2节 反应热的计算（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学 选择性必修1（人教版2019 不定项版）

第二节　反应热的计算 课程标准 核心素养目标 1．了解盖斯定律及其简单应用。 2．能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 1．宏观辨识与微观探析：理解盖斯定律的含义，认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。 2．科学态度与社会责任：通过计算反应热，体会反应热与反应条件、能量利用的关系，能合理利用反应热，感受定量研究的意义。 [对应学生用书P12] 一、盖斯定律 1．盖斯定律的内容 一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。 2．盖斯定律的理解 (1)盖斯定律表明，在一定条件下，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。 (2)始态→终态有途径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律可知，各途径中反应热存在关系：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 3．盖斯定律的意义 利用盖斯定律，可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热；①有些反应进行得很慢；②有些反应不容易直接发生；③有些反应往往伴有副反应发生。 4．盖斯定律的应用 根据盖斯定律，利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。例如， 已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ/mol； ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ/mol。 分析上述热化学方程式的关系可以得出，将反应①减去反应②，得到反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)。根据盖斯定律可得：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ/mol。 二、反应热的计算 1．根据热化学方程式进行计算 例如，25 ℃、101 kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)，放出853 kJ热量，则FeS2(s)燃烧的热化学方程式为FeS2(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)＋2SO2(g) ΔH＝－853 kJ/mol；理论上180 g FeS2(s)完全燃烧放出的热量为×853 kJ/mol＝1 279.5 kJ。 2．根据盖斯定律进行计算 分析题给热化学方程式，通过热化学方程式的加减得到新的热化学方程式。例如，确定P4(白磷)→P(红磷)的热化学方程式。 已知：①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1　 ②P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)　ΔH2　 根据盖斯定律，由①－②×4可得热化学方程式：P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝ΔH1－4ΔH2。 ◆要点图解 盖斯定律的理解图示 ◆方法技巧 盖斯定律应用的常用方法 (1)虚拟路径法 由A生成D有两个途径：①A→D，反应热为ΔH；②A→B→C→D，每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，存在关系如图所示： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 (2)加和法 思维流程如下： ◆易错警示 应用盖斯定律计算反应热的注意事项 (1)热化学方程式乘以某个数值(整数或分数)时，反应热也要同时乘以该数值。 (2)热化学方程式相加减时，同种物质(相同状态)之间可以相加减，反应热也随之加减。 (3)对于一个化学反应，当反应逆向进行时，其反应热与其正反应的反应热数值相等，符号相反。 (4)同种物质不同状态之间转化时，状态由固→液→气变化时，会吸收热量，反之，则放出热量。 [对应学生用书P13] 探究一　盖斯定律的理解与应用 太阳能是一种可再生能源，研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图所示： 反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ/mol 反应 Ⅲ ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH3＝－297 kJ/mol [问题设计] (1)结合上述信息，写出反应Ⅱ的热化学方程式：________________________。 提示：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ/mol (2)若将反应 Ⅰ、Ⅱ 和 Ⅲ 相加，会得到什么结果？含硫物质起到什么作用？ 提示：该热化学循环过程没有实质意义上的物质转化，物质转化的作用是传递能量；含硫物质在该热化学循环中是储能物质。 1．利用盖斯定律计算反应热的四个基本步骤 2．利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型 【例1】 (2022·全国甲卷，节选)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式如下： (ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋172 kJ/mol (ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s