1.2.1盖斯定律反应热计算 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 第二节 反应热的计算 第一课时 核心素养发展目标 1、从能量守恒角度理解盖斯定律。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、了解盖斯定律在研究中的重要意义。能用盖斯定律计算反应热 下列数据△H1表示燃烧热吗？Why？ 提供： ② H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol ①H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol ③H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H= 那么，H2的燃烧热△H究竟是多少?如何计算? △H1+△H2 =-285.8kJ/mol ①+②=③ △H= 这是什么规律？ 热化学方程式有加和性（类似于代数式） 证据推理 不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得△H1 ①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol 如何测出下列反应的反应热： C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=? 能通过实验测得吗？ ① + ② = ③ ， 则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3 所以， ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol 这是什么规律？ 热化学方程式有加和性（类似于代数式） 证据推理 化学反应的反应热只与反应体系的_______和______有关，而与反应的途径_______。 瑞士化学家盖斯 盖斯是瑞士化学家，早年从事分析化学研究，1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的能量。1836年经过多次试验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，1840年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。所以我们常称盖斯是热化学的奠基人。 盖斯定律：不管化学反应一步完成或分几步完成，其反应热是 相同的。反应热有什么特点？ 始态 终态 无关 ΔH=ΔH1+ΔH2 ΔH A C ΔH1 ΔH2 B 模型构建 有些反应进行得很慢, 有些反应不容易直接发生, 有些反应 的产品不纯（有副反应发生）, 这些都给测量反应热造成了 困难。利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。观察下图，如同山的绝对高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的____，B点相当于反应体系的____ ，山的高度相当于化学反应的_____。 h = 300 m 始态 终态 ΔH1 ΔH2 始态 终态 反应热 反应热 ΔH2= −ΔH1 正向反应∆H1与逆向反应∆H2大小相等，符号相反 ？？正向反应∆H1与逆向反应∆H2有什么关系？ 证据推理 [例题]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) ΔH1=+131.5kJ ·mol -1 ②CH4 (g) +H2O (g)=CO (g) +3H2(g) ΔH2=+205.9kJ ·mol -1 试计算 ③CH4 (g) ＝ C (s) + 2H2(g) 的ΔH。 [解] ①反 CO (g) +H2(g) =C (s) +H2O (g) -ΔH1=-131.5kJ ·mol -1 ② CH4 (g) +H2O (g)=CO (g) +3H2(g) ΔH2=+205.9kJ ·mol -1 +) ③ CH4 (g) ＝ C (s) + 2H2(g) ΔH=(－ΔH1 )+ΔH2 = -131.5kJ/mol+205.9kJ/mol =+74.4kJ/mol ③ = ①反+ ② 答： CH4 (g) ＝ C (s) + 2H2(g) 的ΔH =+74.4kJ/mol 。 1.已知:① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH  【解】： ④ = ①×2 + ②×4 + ③反 ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 +（－ ΔH3） ＝－283.2 kJ/mol ×2 －285.8 kJ/mol ×4 ＋1370 kJ/mol ＝－339.6kJ/mol 盖斯定律的本质：方程式按一定计量数比加和时其反应热也按该计量数比加和。 2.写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) 石墨能直接变成金刚石吗？ 查燃烧热表知： ①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol ②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol ①+②反：C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H =+1.5kJ/mol 3.同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。已知： ①P4(白磷、s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol ②P(红磷、s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。 P4(白磷、s)= 4 P(红磷、s) △ H =-29.2kJ/mol ①+4×②反： 证据推理 4.某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： ①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol ②×2 + ①反： ⑴ 当反应式乘以或除以某数时，△H也应_______________ ⑵ 反应式进行加减运算时，△H也同样要____________，且要带“+”、“-”符号，即把△H看作_________进行运算。 ⑶ 通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把△H看作__________。 ⑷ 在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会_____；反之会_____。 ⑸ 当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等， _________。 应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，需要注意什么呢？ 乘以或除以某数 进行加减运算 吸热 放热 符号相反 一个整体 一个整体 模型构建 －116　 第一步：找出待求热化学方程式中反应物与生成物在已知热化学方程式中的位置。 4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g) 第二步：调整已知热化学方程式方向、计量数和ΔH。 第三步：加和已调整的热化学方程式中的ΔH，确定待求反应的ΔH。 ΔH＝[(－121)×2+(－20) ×2+(＋83) ×2] kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1。 2 2 2 2 ×2 4 2 2 2 2 ×2 2 2 2 ×2 13 在1200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g)＋ 3/2 O2(g) = SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 2H2S(g)＋SO2(g) = 3/2S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 H2S(g)＋ 1/2O2(g) = S(g)＋H2O(g)　ΔH3 2S(g) = S2(g)　 ΔH4 则ΔH4的正确表达式为 (　　) A.ΔH4＝ — (ΔH1＋ΔH2−3ΔH3) B.ΔH4＝ — (3ΔH3−ΔH1−ΔH2) C.ΔH4＝ — (ΔH1＋ΔH2−3ΔH3) D.ΔH4＝ — (ΔH1−ΔH2−3ΔH3) A 盖斯定律 内容 特点 课堂小结 计算方法 加合法 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。 ΔH=H终态-H始态= = 。 ΔH1+ΔH2 ΔH3+ΔH4+ΔH5 Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl2(s)══CuCl(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)　ΔH1＝+83 kJ·mol－1 CuCl(s)＋eq \f(1,2)O2(g)══CuO(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1 CuO(s)＋2HCl(g)══CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1 则4HCl(g)＋O2(g)══2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 CuCl2(s)══ CuCl(s)＋ eq \f(1,2)Cl2(g)　 ΔH1＝+83 kJ·mol－1 CuCl(s)＋ eq \f(1,2)O2(g)══ CuO(s)＋ eq \f(1,2)Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1 CuO(s)＋ 2HCl(g)══ CuCl2(s)＋ H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1 $$