1.2.1盖斯定律（第一课时）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 盖斯定律 1 长征五号“身高”59.5米起飞重量为643吨，起飞推力为833.8吨。近地轨道25吨地球同步转移轨道14吨。 它的一级火箭燃料采用的是液氧煤油，为了提供 这么大的能量，我们需要加注多少吨燃料呢？ 为什么我们需要进行反应热的计算 燃煤工业锅炉正常工作 一天可提供多少热能？ 烧开5 kg常温的水，需 要多少升煤气呢？ 在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算 。 C(s)+1/2O2(g) == CO(g) ∆H3＝？ 3 C(s)+O2(g)==CO2(g) ∆H1＝–393.5 kJ/mol 1 CO(g)+ O2(g)==CO2(g) ∆H2＝ – 283.0 kJ/mol 2 1 2 实验室可通过可燃物充分燃烧来测定反应热 容易测定 难在哪？ 不易测定 一. 盖斯定律 盖斯 G.H. 盖斯定律： 不管化学反应一步完成或是分几步完成，其反应热是相同的。 盖斯定律：不管化学反应一步完成或是分几步完成，其反应热是相同的。 始态(S) 终态(L) ∆H1 ∆H2 ∆H3 ∆H ∆H＝ ∆H1+∆H2+∆H3 始态(S) 终态(L) 第二步 第一步 第三步 盖斯定律 用能量守恒定律论证盖斯定律 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 盖斯定律应用 CO(g)+ O2(g) 1 2 CO2(g) C(s)+O2(g) ∆H1 ∆H3 ∆H2 C(s)+O2(g)==CO2(g) ∆H1＝–393.5 kJ/mol CO(g)+ O2(g)==CO2(g) ∆H2＝ – 283.0 kJ/mol 1 2 C(s)+ O2(g) ==CO(g) ∆H3＝？ 1 2 解： ∆H1 ＝ ∆H2+ ∆H3 ∆H3＝ ∆H1 –∆H2 ＝–393.5 kJ/mol – (– 283.0 kJ/mol) ＝–110.5 kJ/mol 虚拟路径法 1、已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,如图甲所示: ΔH1=ΔH2+ΔH3。根据上述原理和图乙所示,判断下列各对应的反应热关系中不正确的是(　　)。 A.A→F　ΔH=-ΔH6 B.A→D　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0 D.ΔH1+ΔH6=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5 D 2.已知: ①2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)　ΔH1 ②3H2(g)+Fe2O3(s)══2Fe(s)+3H2O(g)　ΔH2 ③2Fe(s)+ O2(g)══Fe2O3(s)　ΔH3 ④2Al(s)+ O2(g)══Al2O3(s)　ΔH4 ⑤2Al(s)+Fe2O3(s)══Al2O3(s)+2Fe(s)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)。 A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3 C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5 B 3.已知1 mol红磷转化为1 mol白磷,吸收18.39 kJ热量。 ①4P(s,红磷)+5O2(g)══2P2O5(s)　ΔH1 ②P4(s,白磷)+5O2(g)══2P2O5(s)　ΔH2 则ΔH1与ΔH2的关系正确的是(　　)。 A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.无法确定 B 4.已知: ①H2(g)+O2(g)══H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1 ②H2O(g)══H2O(l)　 ΔH2=-44 kJ·mol-1 根据①和②,如何求出氢气的燃烧热? ΔH=ΔH1+ΔH2=(-241.8 kJ·mol-1)+(-44 kJ·mol-1) =-285.8 kJ·mol-1。 5.下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 制得等量H2所需能量较少的是　　　　。  　 　 H2O(l) ══ H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1 H2S(g)══H2(g)+S(s)　ΔH=+20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ) 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＝ △H2+△H3 =－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 加合法 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。 方法：写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质)然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。 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 例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) 解:①- ②得：C(石墨，s)= C(金刚石，s) , △H= △H1- △H2=+1.5kJ/mol 【例2】已知 ① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; ΔH2= －285.8 kJ/mol ③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算: ④ 2CO(g)＋ 4 H2(g) = H2O(l)＋ C2H5OH (l) 的ΔH 【解】：①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3  ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol 应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项 1．热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某个数时，反应热数值也必须乘上该数。 2．热化学方程式相加减时，反应热也随之相加减。 3．将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。 4．若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进行颠倒，然后相加，不易出错。 3、已知下列反应的反应热 CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) △H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + ½ O2(g) =H2O(l) △H3= -285.8 kJ/mol 试计算下述反应的反应热： 2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 解： ④= ②×2 +③×2- ① 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) 2△H2= -787.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) 2△H3= -571.6 kJ/mol +) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -△H1= 870.3 kJ/mol ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2C(s) +2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) △H= -488.3 kJ/mol 4、已知 ① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= －1370 kJ/mol 计算: 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH 解： 得 ④=①×2 + ②×4 - ③ 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) 2ΔH1= －566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) 4ΔH2= －1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) －ΔH3 = + 1370 kJ/mol +) 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) ΔH ＝－339.2 kJ/mol 5、已知25 ℃、101 kPa时： 4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1 ① C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH＝－393 kJ·mol－1　　　② 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1　 ③ FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 解析：①×1/2+②×2-③ = －1648 ×1/2+（－393 ）×2－（－1480 ） =－130 kJ·mol－1 2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　 ΔH＝－130 kJ·mol－1 N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+66.4kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 请写出发射火箭反应的热化学方程式。 2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3=-1134.4kJ/mol 解： 得 ③=②×2 - ① △H3= 2△H2- △H1 2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3 6、某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： “三步”确定热化学方程式或ΔH 调整 加和 找出 根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式（找唯一）。 ①根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向，同时调整△H的符号。 ②根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行缩小或扩大相应的倍数，同时调整△H的值。 将调整好的热化学方程式和△H分别进行求△H加和，确定目标反应的焓变△H。 $$