1.1.3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

反应热的计算 习 学 目 标 1.通过学习理解盖斯定律的内容，认识其在科学研究中的意义。 2.运用盖斯定律，能进行有关反应热的简单计算，进一步提高化学计算能力。 3.运用盖斯定律，书写未知反应的热化学方程式。 目录 CONTENTS 盖斯定律 知识点一 反应热的计算 知识点二 巩固知识 课堂小结 素养落实 随堂训练 在科学研究和工业生产中，常常需要了解反应热。许多反应热可以通过实验直接测定，但是有些反应热是无法直接测定的。 能否利用一些已知反应的反应热来计算其他反应的反应热呢？ C的燃烧，很难控制C只生成CO而不继续生成CO2，C(s)+ O2 (g) CO(g)，因此这个反应的ΔH无法直接测得。但这个反应的反应热是冶金工业中非常有用的数据，应该如何获得呢？ 1836年，俄国化学家盖斯，提出了盖斯定律为我们解决了这个问题。 情 境 导 入 嗨，同学们好，我叫盖斯，我经过大量的实验研究，总结出一条规律，看看能不能帮大家解决问题吧! 1.盖斯定律内容 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。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。 知识点一 盖斯定律 2.盖斯定律的理解 （1）从途径角度理解盖斯定律 反应热 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始态，B点相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热。势能的变化只与起点A和终点B的海拔差有关,而与由A点到B点的途径无关。 知识点一 盖斯定律 （2）从能量守恒角度理解盖斯定律 经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即∆H1+∆H2=0 先从始态S变化到终态L体系放出热量(∆H1 <0) 始态(S) 然后从L到S，体系吸收热量(∆H2>0) 终态(L) 推论：同一个热化学反应方程式，正向反应∆H1与逆 向反应∆H2大小相等，符号相反，即： ∆H1= –∆H2 知识点一 盖斯定律 ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 ＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)； 3.图例说明盖斯定律 一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径。 A→D： 知识点一 盖斯定律 从反应途径角度： 从能量守恒角度： ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0 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=? 4.盖斯定律的应用 知识点一 盖斯定律 4.盖斯定律的应用 C(s)+ O2(g) CO2(g) △H1 △H3 △H1＝ △H2 ＋ △H3 CO(g) + O2(g) 1 2 △H2 △H3 ＝△H1 － △H2 C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1＝？ 物质 燃烧热 ΔH (kJ/mol) C(s) −393.5 CO(g) −283.0 思路1：虚拟路径法 路径I 路径II = −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol) = −110.5 kJ/mol 知识点一 盖斯定律 C(s) + O2(g) ＝ CO(g) △H3＝？ CO(g)+ O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) △H1＝－393.5 kJ/mol +) △H3 ＝△H1 － △H2 ＝ －393.5 kJ/mol －(－283.0 kJ/mol＝ －110.5 kJ/mol 1 2 1 2 C(s) + O2(g) ＝ CO(g) △H3＝ －110.5 kJ/mol 1 2 即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。 思路2：加合法 知识点一 盖斯定律 典例：已知： ① CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH1=－283.0 kJ/mol ② H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH2=－285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol 试计算： ④2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH (l) 的ΔH 5.根据盖斯定律书写热化学方程式 知识点一 盖斯定律 第一步：找出目标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。 第二步：调整已知热化学方程式的计量数和ΔH。 第三步：叠加已调整的热化学方程式中的ΔH，确定待求反应的ΔH。 即：①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3  ＝－283.2kJ/mol×2 －285.8kJ/mol×4 ＋1370 kJ/mol＝－339.2 kJ/mol ④2CO(g)＋ 4 H2(g) H2O(l)＋ C2H5OH (l) ① 2CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) ΔH4= －283.0 ×2 kJ/mol ② 4H2(g) + 2 O2(g) 4H2O(l) ΔH5= －285.8×4 kJ/mol ③C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 思路点拨 知识点一 盖斯定律 总结：根据盖斯定律书写热化学方程式的方法 (1)确定待求反应的热化学方程式； (2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)； (3)利用同侧相加、异侧相减进行处理； (4)分析目标方程式中各物质的化学计量数，通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物； (5)实施叠加并确定反应热的变化。 知识点一 盖斯定律 根据盖斯定律书写热化学方程式的易错警示： ①热化学方程式同乘以一个数时，反应热数值也必须同乘以该数值； 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将一个热化学方程式颠倒， △H的符号也要随之改变 知识点一 盖斯定律 6.盖斯定律在生产和科学研究中的意义 有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，如： 知识点一 盖斯定律 （1）有些反应进行得很慢 （2）有些反应不容易直接发生 （3）有些反应的产品不纯（有副反应发生） 但可以用盖斯定律间接求得。 【典例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+11O2 2Fe2O3+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）请写出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。 高温 知识点二 反应热的计算 (1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2（s）+O2 （g） Fe2O3 （s） +2SO2(g) ∆H= -853 kJ/mol 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=6397.5kJ 答：(1)FeS2燃烧的热化学方程式: FeS2（s）+O2 （g） Fe2O3 （s） +2SO2(g) ∆H= -853 kJ/mol (2)理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为6397.5kJ。 (2)FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。 思路点拨： 知识点二 反应热的计算 【典例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(l) ∆H= -2800kJ/mol 计算100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。 思路点拨：根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800 kJ.C6H12O6的摩尔质量为180g/mol。 100gC6H12O6的物质的量为:100g/180g/mol=0.556 mol 0.556molC6H12O6完全氧化时产生的热量为:0.556mol×2800KJ/mol=1557KJ 知识点二 反应热的计算 【典例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。 知识点二 反应热的计算 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) 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。 思路点拨： 知识点二 反应热的计算 化学反应热的计算 盖斯定律 反应热 的计算 盖斯定律的内容 对盖斯定律的理解 途径角度 能量守恒角度 根据热化学方程式及燃烧热计算 根据化学键断裂和形成时的能量变化计算 根据盖斯定律进行计算 变化观念与平衡思想 【课 堂 小 结】 22 1. 沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是( ) A. 2CH4(g)＋4O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH=+890 kJ/mol B. CH4＋2O2=CO2＋H2O ΔH=-890 kJ/mol C. CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol D.1/2CH4(g)+O2(g)=1/2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol C 随 堂 训 练 2.环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶等生产。回答下列问题： 已知： ① (g)= (g)+H2(g) ΔH1= +100.3 kJ·mol −1 ② H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2= −11.0 kJ·mol −1 对于反应： ③ (g)+ I2(g)= (g)+2HI(g ) ΔH3=___________kJ·mol −1。 +89.3 随 堂 训 练 3.甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） △H1= 。 -99kJ/mol 随 堂 训 练 4.（1）已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-290.6 kJ/mol 求16克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？ 145.3kJ 30.5 g 随 堂 训 练 （2）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 要获得1000千焦热量，需燃烧多少克碳？ 化 学 THANK YOU $$