1.2 反应热的计算 课件 -2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

反应热的计算 册 别：选择性必修1 学 科：高中化学（人教版） 情境思考 长征五号 科学家为什么选择液氢-液氧作为长征五号火箭的推进剂？推进剂的选择和反应热有什么关系？ “长征”系列火箭 燃料 氧化剂 长征一号 (CH3)2NNH2 HNO3 长征二号 N2H4 N2O4 长征三号、长征四号 (CH3)2NNH2 N2O4 长征五号 液氢 液氧 长征六号、长征七号 煤油 液氧 问题1：火箭推进剂产生的热效应是衡量推进剂效能的重要指标，如何获得推进剂燃烧时的反应热呢？ 保温杯式量热计 学习任务1：发现盖斯定律 学习任务1：发现盖斯定律 问题2：是否所有化学反应的反应热都可以通过实验测定？ 常温下石墨变成金刚石需要几万年 碳的燃烧需要几个小时 不能直接进行的反应或进行得很慢的反应反应热不能通过实验测定 问题3：碳燃烧生成CO: C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热ΔH，能否通过实验测定？请说明理由？ 不能，有副反应发生的反应的反应热是无法直接测定的。 物质 燃烧热 ΔH (kJ/mol) C(s) −393.5 CO(g) −283.0 问题4：已知C(s)和CO(g)的燃烧热，如表，请写出C(s)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式 CO(g)+ 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol 学习任务1：发现盖斯定律 学习任务1：发现盖斯定律 CO(g)+ 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol C(s) + 1/2 O2(g) ＝ CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ/mol 查阅资料： 第一组 H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(g) ΔH4= －241.8 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH6= －285.8 kJ/mol H2O (g) =H2O (l) ΔH5= －44.0 kJ/mol 第二组 问题5：分析数据，寻找三个反应的反应热的关系、三个方程式之间的关系 反应热关系：ΔH1＝ΔH2 + ΔH3 ΔH6＝ΔH4 + ΔH5 ⑥ ＝ ④ + ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 方程式关系：① ＝ ② + ③ 问题6：请画出第一组热化学方程式中焓的变化示意图 C(s)+ O2(g) CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ/mol ΔH3=－110.5 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) ΔH2=－283.0 kJ/mol 学习任务1：发现盖斯定律 CO(g)+ 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol C(s) + 1/2 O2(g) ＝ CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ/mol 第一组 C(s)+ O2(g) CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ/mol ΔH3=－110.5 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) ΔH2=－283.0 kJ/mol 学习任务1：发现盖斯定律 CO(g)+ 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol C(s) + 1/2 O2(g) ＝ CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ/mol 第一组 问题7：请根据数据关系和焓的变化示意图总结你发现的规律 反应物与生成物确定,反应热就确定,与反应途径无关！ 学习任务1：发现盖斯定律 H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 ΔH1 ΔH2 ΔH3 化学家盖斯改进了拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较为准确地测量了许多化学反应的热效应。通过大量实验，盖斯发现： ΔH 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：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，而与反应进行的途径无关。 盖斯定律 ΔH ΔH1 + ΔH2 = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 = 途径一 途径三 途径二 学习任务1：发现盖斯定律 盖斯定律模型 始态 终态 始态 终态 学习任务2：理解盖斯定律 途径角度理解盖斯定律 学习任务2：理解盖斯定律 体系能量角度理解盖斯定律 反应A(g)＋B(g)→C(g)(ΔH＜0) 其一步和多步完成的能量示意图如图 学习任务2：理解盖斯定律 能量守恒角度理解盖斯定律 始态(S) 终态(L) 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 已知 H2(g)的燃烧热 ΔH= −285.8 kJ/mol，设计计算长征五号四遥火箭液氢-液氧推进剂反应生成气态水的反应热ΔH? 已知： H2(l)= H2(g) ΔH1= + 0.92 kJ/mol O2(l)= O2(g) ΔH2= + 6.84 kJ/mol H2O (l) =H2O (g) ΔH3= + 44.0 kJ/mol 已知反应：H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH4= －285.8 kJ/mol 未知反应：H2(l) + 1/2 O2(l) = H2O(g) ΔH5=？ H2(l) + 1/2 O2(l) H2O(g) H2O(l) H2(g) + 1/2 O2(g) △H=？ -△H1-1/2 ΔH2 △H4 H2(l) + 1/2 O2(l) = H2O(g) ΔH=-237.46kJ/mol -△H3 -△H1-1/2 ΔH2+△H-△H3 = △H4 △H= △H4+△H1+1/2 ΔH2+△H3 学习任务3：应用盖斯定律 虚拟路径法 H2(l)+1/2O2(l) = H2O(g) ΔH=-237.46kJ/mol △H5= △H4+△H1+1/2 ΔH2+△H3 ⑤=④+①+1/2②+③ ①: H2(l)= H2(g) ΔH1= + 0.92 kJ/mol ②: O2(l)= O2(g) ΔH2= + 6.84 kJ/mol ③: H2O (l) =H2O (g) ΔH3= + 44.0 kJ/mol ④:H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH4= －285.8 kJ/mol ⑤:H2(l) + 1/2 O2(l) = H2O(g) ΔH5=？ + 1/2 1/2 1/2 1/2* =3.42kJ/mol 1/2 学习任务3：应用盖斯定律 已知 H2(g)的燃烧热 ΔH= −285.8 kJ/mol，设计计算长征五号遥四火箭液氢-液氧推进剂反应生成气态水的反应热ΔH? 加和法 长征二号捆绑式火箭，以N2H4(肼)作为燃料，NO2作氧化剂，生成N2、液态H2O。请写出发射火箭反应的热化学方程式。 已知：①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol ③ 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ③ = 2 × ②－① ΔH = 2ΔH2—ΔH1 = -1135.2kJ/mol 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ΔH= -1135.2kJ/mol 学习任务3：应用盖斯定律 我们的收获 ΔH=H终态-H始态= = ΔH1+ΔH2 ΔH3+ΔH4+ΔH5 盖斯定律 内容 特点 计算方法 虚拟路径法 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。 交流讨论 H2(l)+1/2O2(l) = H2O(g) ΔH=-237.46kJ/mol 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ΔH= -1135.2kJ/mol 1，根据热化学方程式分析，火箭推进剂液氢-液氧和肼-二氧化氮哪种好？为什么？ 2，如果你是科学家你会如何选择火箭推进剂？ 同学们，再见 $$