1.2.1 反应热的计算（课件）-【化学可以这样讲】2024-2025学年高二化学同步教学课件+习题（人教版2019选择性必修第一册）

第一课时 反应热的计算 第一章　化学反应的热效应 第二节　反应热的计算 1 素养要求 1.认识盖斯定律的概念和意义。 2.理解盖斯定律的本质，并能运用盖斯定律计算反应热。 3.能够通过热化学方程式、键能、图像、盖斯定律等进行相关计算。 2 【问题探究】 红热的木炭 洒少许水 燃烧的更旺 C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1 －393.5 kJ·mol－1 C(s)＋H2O (g)=CO(g)＋H2(g) ΔH2 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3 H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH4 消耗等量炭，喷洒过水和没有喷洒过水的炭放出的总热量会相同吗？ +131.3 kJ·mol－1 －283.0 kJ·mol－1 －241.8 kJ·mol－1 +131.3－283.0－241.8 巧合吗？ ∆H1=∆H2+∆H3+∆H4 【思考与讨论】 再举个“栗子” 看看？ H2(g) + O2(g)===H2O(l) ∆H1＝−285.8 kJ·mol -1 H2(g) + O2(g)===H2O(g) ∆H2＝−241.8 kJ·mol -1 H2O(g)===H2O(l) ∆H3＝−44 kJ·mol -1 H2O(g) ∆H2 H2(g)＋O2(g) H2O(l) ∆H1 ∆H3 ∆H1=∆H2+∆H3 【问题讨论】 1 盖 斯 定 律 5 任务一 认识盖斯定律 1．内容：——通过大量实验证明 【科学史话】 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 任务一 认识盖斯定律 2.理解与特点 (1)从反应途径角度理解 ∆H = ∆H1+∆H2 = ∆H3+∆H4+∆H5 原因： (2)从能量守恒角度理解 如下图路径(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)的反应热是相同的。 ΔH=生成物总能量 – 反应物总能量 任务一 认识盖斯定律 (3)特点 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，与反应途径无关。 ∆H = ∆H1+∆H2 = ∆H3+∆H4+∆H5 3．意义： 应用盖斯定律可间接计算反应很慢或不易直接发生的或者伴有副反应发生的反应的反应热。 ∆H2 =∆H−∆H1 ？ 任务一 认识盖斯定律 4．应用盖斯定律计算ΔH的方法 (1)“虚拟路径”法 则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 可设计两个途径 (2)加合法 则C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1= 。 C(s)＋H2O (g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3 H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH4 依据目标方程式调整已知的，最终加合成目标方程式。 ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 任务一 认识盖斯定律 【思考讨论】 1.从能量守恒的角度思考并填空(填“＞”“＜”或“＝”)： 假定反应体系的始态为S，终态为L，它们之间的变化为：若ΔH1＜0，则ΔH2_______0，ΔH1＋ΔH2_____0。 ＞ ＝ (2)已知：Ⅰ.C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋ O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 如何根据上述两个反应，计算C(s)＋ O2(g)=CO(g)的反应热ΔH。 方法一：虚拟路径法反应C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下： 2.(1)能直接测出反应C(s)＋ O2(g)=CO(g)的反应热ΔH吗？为什么？ 不能直接测出。在氧气供应不足时，虽可生成CO，但同时还有部分CO可继续被氧化生成CO2。 典例剖析 则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1 典例剖析 方法二：加合法 分析：找唯一：C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次 同侧加：C是Ⅰ中反应物，为同侧，则“＋Ⅰ” 异侧减：CO是Ⅱ中反应物，为异侧，则“－Ⅱ” 调化学计量数：化学计量数相同，不用调整，则Ⅰ－Ⅱ即为运算式。所以ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 任务一 认识盖斯定律 【方法归纳】 应用盖斯定律计算ΔH的方法 (1)“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： (2)加合法 依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数，调整已知方程式，最终加合成目标方程式，ΔH同时作出相应的调整和运算。 则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 3.(2021·河北1月选考模拟，7改编)已知25 ℃、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ， 2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1 (1)1 mol水蒸发为水蒸气的热化学方程式_______________ _____________。 (2)计算出反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热(写出计算过程)。 H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.01 kJ/mol 根据盖斯定律：④ = ③－×②＋① 则ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1－×571.66 kJ·mol－1＋44.01 kJ/mol＝－110.53 kJ·mol－1。 ① ② ③ ④ 典例剖析 【思维建模】 任务一 认识盖斯定律 利用盖斯定律计算ΔH的四步骤 (1)定：确定待求反应的热化学方程式。 (2)找：找出待求热化学方程式中只在已知化学方程式中出现一次的物质。 (3)调：依据该物质调整已知化学方程式的方向(同侧相加，异侧相减)和化学计量数，每个已知化学方程式只能调整一次。 (4)算：ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。 2 反 应 热 的 计 算 16 任务二 反应热的计算 1．根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH a　　　b　　　 c　　 d　　 |ΔH| n(A)　 n(B)　　n(C)　 n(D)　　Q 【典例1】家用液化气的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常温常压下，丁烷的燃烧热ΔH＝－2 900 kJ·mol－1，则1 g丁烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为 。 任务二 反应热的计算 50 kJ 2．根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。 任务二 反应热的计算 3．根据反应物、生成物的键能计算 ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。 【典例2】我国是世界上第二大乙烯生产国，乙烯可由乙烷裂解得到：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)，相关化学键的键能数据如下表所示，则上述反应的ΔH等于（ ） 化学键 C—H C—C C==C H—H 键能/(kJ·mol－1) 412 348 612 436 A.－124 kJ·mol－1 B.＋124 kJ·mol－1 C.－288 kJ·mol－1 D.＋288 kJ·mol－1 B 348+6×412－(612＋4×412+436) 任务二 反应热的计算 放热反应 吸热反应 4．根据图像计算 任务二 反应热的计算 【典例3】碳燃烧的过程如图所示： 则下列说法正确的是（ ） A.1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的能量 B.CO2(g)===C(g)＋O2(g)　ΔH＝﹢393.5 kJ·mol－1 C.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 D.等量的碳燃烧C(s)―→CO2(g)过程比C(s)―→CO(g)―→CO2(g)过程释放的能量多 放热反应 能量反应物大于生成物的 C 根据盖斯定律可知，反应的反应热只与始态和终态有关，与过程无关 任务二 反应热的计算 5．根据盖斯定律计算 【典例4】　[2020·山东，18(1)]探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： 回答下列问题： ΔH3＝________ kJ·mol－1。 由盖斯定律，反应Ⅲ＝反应Ⅰ－反应Ⅱ， 即ΔH3＝ΔH1－ΔH2 ＝－49.5 kJ·mol－1－(－90.4 kJ·mol－1) ＋40.9 课堂小结 运用盖斯定律要注意 1. 热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数； 2. 热化学方程式相加减时， 同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减； 3. 将一个化学方程式颠倒时， ∆H“+” “-”号必须随之改变，但数值不变； 4. 计算过程中需代入数据，且数据必须带单位。 ①热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括∆H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数； ②根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其∆H相加或相减，得到一个新的热化学方程式； ③可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热； 当 堂 练 习 3 24 任务三 限时训练 1.(2023·延安高二检测)2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是（ ） A.ΔH2>0 B.ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1 C.在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH<ΔH3 D.ΔH6＋ΔH7＝ΔH8 B 任务三 限时训练 2.(2022·玉溪澄江一中高二测试)下列说法均与盖斯定律有关，正确的个数为 　(　　) ①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盖斯定律的重要意义在于可将某些不易直接测定的反应热计算出来 ③盖斯定律是能量守恒定律的具体体现 ④能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的 A.1 B.2 C.3 D.4 D 任务三 限时训练 3.(2023·重庆高二检测)已知： ①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 ②H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 ③C(s)＋ O2(g)=CO(g)　ΔH3＝－c kJ·mol－1 ④C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH4＝－d kJ·mol－1 下列说法正确的是( ) A.c>d B.0.5a＜b C.氢气的燃烧热为ΔH＝－b kJ·mol－1 D.CO(g)＋ O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－(d－c) kJ·mol－1 D 任务三 限时训练 4.(双选)(2023·长沙长郡中学月考)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下 　将H2O、CO2转变成H2、CO，其过程如下： CD Lavf58.20.100 则＝＝＝＝。  Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 eq \f(1,2) eq \f(1,2) eq \f(1,2) mCeO2eq \o(=====,\s\up12(太阳能),\s\do15(①))(m-x)CeO2·xCe＋xO2 (m-x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2eq \o(=====,\s\up10(900 ℃),\s\do10(②))mCeO2＋xH2＋xCO 下列说法不正确的是(　　) A.该过程中CeO2没有消耗 B.该过程实现了太阳能向化学能的转化 C.图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D.H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)的反应热小于ΔH3 $$