1.2.2 反应热的计算 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第2课时 反应热的计算 第二节　反应热的计算 20XX.XX.XX 1 认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间的相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。 了解盖斯定律及其简单应用，能进行反应焓变的简单计算，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 核心素养与发展目标 旧知回顾 反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的“焓变” 相关概念回顾 旧知回顾 相关概念回顾 ∆H＝ ∆H＝ E（反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量）－ E（生成物分子化学键形成时所释放的总能量） ∆H＝ E（反应物的总键能）－ E（生成物的总键能） H（生成物的总能量）－ H（反应物的总能量） 反应物 焓(H） Δ H ＜ 0 放热反应 生成物 反应热的计算 任务一：反应热计算的意义 在实际应用中，常常需要计算反应热。例如，化工生产中对于化学反应过程中热量的利用、化学反应条件的控制等都涉及到反应热的计算问题。 反应热的计算 任务二：反应热计算的依据 根据热化学方程式、盖斯定律、燃烧热和键能等可以计算化学反应的反应热。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 【例题1】黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2 的途径之一，反应的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2.在25℃和101kPa时，1mol FeS2 (s)完全燃烧生成Fe2O3 (s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用，大大降低了生产成本，对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。 （1）请与出FeS2燃烧的热化学方程式。 （2）计算理论上1kg黄铁矿（FeS₂的含量为90%）完全燃烧放出的热量。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 【解】 (1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2+O2Fe2O3+2SO2(g) ∆H=-853 kJ/mol (2) FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。 1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g 900gFeS的物质的量为： =7.5mol 理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ 反应热的计算 任务三：反应热的计算 利用热化学方程式计算反应热 根据热化学方程式计算 反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比。 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 则====。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 利用热化学方程式计算反应热 运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。 注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与ΔH相对应。 热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。 正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 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，所求之和为其代数和。 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 【例题2】 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为: C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+ 6H2O(1) Δ H=-2 800 kJ/mol 计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 【解】根据热化学方程式可知，1molC6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800kJ。 C6H12O6的摩尔质量为180g·mol-1 100 g C6H12O6的物质的量为:=0.556 mol 0.556 molC6H12O6完全氧化时产生的热量为: 0.556 mol x2 800 kJ/mol =1 557 kJ 答:100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1 557 kJ。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 利用燃烧热计算反应热 可燃物完全燃烧放出的热量＝n(可燃物) × |ΔH|(燃烧热的绝对值) 反应热的计算 任务三：反应热的计算 【例题3】焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取氢气的重要方法。这两个反应的热化学方程式分别为： ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H1=+131.5kJ/mol ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆ H2=+205.9kJ/mol 试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H。 反应热的计算 任务三：反应热的计算 即：CO(g)+H2(g) =C(s)+H2O(g) ∆ H3=- ∆ H1=-131.5kJ/mol +） CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆ H2=+205.9kJ/mol CH4(g)=C(s)+2H2(g) ∆ H=？ 根据盖斯定律： ∆ H= ∆ H3+ ∆ H2 = ∆ H2- ∆ H1 =+205.9kJ/mol-131.5kJ/mol =+74.4kJ/mol 答： CH4(g)=C(s)+2H2(g) 的∆ H=+74.4kJ/mol。 【解】 分析各化学方程式的关系可以得出，将反应①的逆反应与反应②相加，得到反应：CH4(g)=C(s)+2H2(g) 反应热的计算 任务三：反应热的计算 利用盖斯定律计算反应热 根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”“乘”“除”等计算反应热。 反应热的计算 【例题4】白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是(　　) A．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 B．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1 C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1 D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 A 任务三：反应热的计算 反应热的计算 任务三：反应热的计算 利用键能—图像计算反应热 ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =+ckJ/mol ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =-ckJ/mol 知识建构 反应热的计算方法 根据△H=生成物的总能量-反应物的总能量。 根据键能计算 根据热化学方程式计算 根据燃烧热计算 根据盖斯定律计算 根据图像信息计算 习题追踪 1.依据图示关系，下列说法不正确的是（ ） A.石墨燃烧是放热反应 B.1 mol C(石墨，s)和1 mol CO分别在足量O2中燃 烧，全部转化为CO2，前者放热多 C.C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2 D.化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 √ 习题追踪 ΔH＝－98 kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为 ______________________________。 2V2O5(s)+2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝－351 kJ·mol－1 2.硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g) SO3(g)   钒催化剂 习题追踪 3.Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为________________________(列式表示)。 (E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4) 习题追踪 4.发射运载火箭使用的是以液氢为燃料、液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知： ①H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJ·mol－1 ②O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJ·mol－1 下列说法正确的是 A.H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJ B.氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 C.火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJ·mol－1 D.H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－88 kJ·mol－1 √ 习题追踪 5.图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。 NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1 THANK YOU YOUR LOGO 汇报人：稻壳儿 $$