1.2 反应热的计算2 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节 《反应热的计算2》 基于大单元设计下的新授课 学习目标 素养目标 1.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.通过计算反应热，体会反应热与反应条件、能量利用的关系，能合理利用反应热，感受定量研究的意义。 1.科学态度与社会责任：从能量守恒角度理解盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义； 2.辩证思维与证据推理：能正确运用盖斯定律解决具体问题，体会其在科学研究中的作用。 1.已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol 则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为（ ） A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol 2.甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃， 生成SiO2和液态水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热 量， 其燃烧热的热化学方程式为 ___________________________________________________________ SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol 温故知新 D 如何测出该反应的反应热： ③C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH3=? 已知： ①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1= －393.5kJ/mol ②CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) ΔH2= －283.0kJ/mol 思考： C（g）+ O2（g）＝CO（g）ΔH=？ 如何测出这个反应的反应热： (1)能直接测出吗？如何测？ (2)若不能直接测出，怎么办？ G.H.Hess,1802-1850 1836年，盖斯在总结大量实验事实的基础上提出：一个化学反应，不论是一步完成的还是几步完成的，其反应热是相同的；并将其称为“总热量守恒定律”，后人命名为“盖斯定律”。 【环节一】发现盖斯定律 【任务1】 [思考与讨论] 1、观察下图，思考与讨论化学反应热研究的内容是什么？ 化学反应热研究的是化学反应前后能量的变化，与反应的途径无关。 2、观察教材P15页图1-7，思考人的势能与什么有关？ 人的势能与登山的途径无关，只与始态和终态的海拔有关 3、化学反应热数据库中有大量数据，许多反应热可以通过实验直接测定，对于反应： , 能否直接测定呢？请说明理由。 不能直接测量，因为C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成。 科学史话 热化学之父——盖斯 G.H.Hess,1802-1850 1836年，盖斯在总结大量实验事实的基础上提出：一个化学反应，不论是一步完成的还是几步完成的，其反应热是相同的；并将其称为“总热量守恒定律”，后人命名为“盖斯定律”。 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易准确测量或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。盖斯被称为“热化学之父”。 【任务2】 [归纳总结] 一、盖斯定律 1、内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，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，而与反应的途径无关。 2、本质：能量守恒 ΔH=ΔH1+ ΔH2 = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 B A ΔH E ΔH1 ΔH2 C D ΔH3 ΔH4 ΔH5 3、意义：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。 一、盖斯定律 【环节二】盖斯定律的应用 【任务3】 [学习评价] ②CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= －283.0kJ/mol ①C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH1= －393.5kJ/mol 1、计算碳燃烧生成CO的反应热，你能归纳出几种计算方法？ ③C(s) + O2(g) = CO(g) △H3= ？ △H3= △H1-△H2 C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1 ΔH2 ΔH3 CO(g)+ O2(g) △H1= △H3+△H2 方法1： 1、虚拟路径法：据题意虚拟转化过程，使一条途径由反应物直接变成生成物，另一条或多条由反应物经过中间产物变成最终生成物。 【环节二】盖斯定律的应用 【任务3】 [学习评价] ②CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= －283.0kJ/mol ①C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH1= －393.5kJ/mol 1、计算碳燃烧生成CO的反应热，你能归纳出几种计算方法？ ③C(s) + O2(g) = CO(g) △H3= ？ 方法2： ③=①-② △H3= △H1-△H2 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5kJ/mol 2、加合法:运用所给化学方程式通过加减的方法得到新方程式。 待求热化学方程式 调整系数消中产物 确定反应热的变化 引入—同侧加异侧减 消除—同侧减异侧加 对点练习1.已知下列各反应的焓变 ①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) △H = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H = -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变 △H= 对点练习2.按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： ①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol ②2HCl(g) +2H2O(l)=2HCl(aq) △H2=-144.6kJ/mol ③2HCl(aq)+2NH3(g)= 2NH4Cl(s)+2H2O(l) △H3=？ 则第③个方程式中的反应热△H3=________________ 【小结】1、运用盖斯定律求算反应热的一般思路： 已知反应 目标反应 看：目标反应与已知反应位置关系（找出中间产物） 变：已知反应变形（消除中间产物） 加：反应相加，焓变叠加 （物质加减，△H 也相加减） △H3= △H1-△H2 ①C(s)+O2(g) = CO2(g) ②CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= －283.0kJ/mol ΔH1= －393.5kJ/mol 例：计算碳燃烧生成CO的反应热 ③C(s) + O2(g) = CO(g) C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH1 ΔH2 ΔH3 CO(g)+ O2(g) △H1= △H3+△H2 △H3 2、加合法 运用所给化学方程式通过加减的方法得到新方程式 待求热化学方程式 调整系数消中产物 确定反应热的变化 引入—同侧加异侧减 消除—同侧减异侧加 △H3= △H1-△H2 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) ①C(s)+O2(g) = CO2(g) ②CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= －283.0kJ/mol ΔH1= －393.5kJ/mol ③=①-② 例：计算碳燃烧生成CO的反应热 已知 ③C(s) + O2(g) = CO(g) 待求热化学方程式 = -110.5kJ/mol △H3=? 对点练习1.已知下列各反应的焓变 ①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) △H = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H = -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变 ④=②＋③－① △H=+178.2 kJ/mol 对点练习2.按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： ①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=-176kJ/mol ②2HCl(g) +2H2O(l)=2HCl(aq) △H2=-144.6kJ/mol ③2HCl(aq)+2NH3(g)= 2NH4Cl(s)+2H2O(l) △H3=？ 则第③个方程式中的反应热△H3是________________。 热化学方程式 二、反应热的计算 盖斯定律 燃烧热 键能 中和热 总能 （一）利用盖斯定律计算反应热 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： C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1= +131.5kJ/mol CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2= +205.9kJ/mol 试计算 CH4(g)=C(s)+2H2(g) 的△H ③ 利用盖斯定律进行反应热计算 方程式③= ②-① △H=△H2-△H1=+205.9kJ/mol-131.5kJ/mol=+74.7kJ/mol 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。设它在人体组织中氧化的热化学方程式：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g) +6H2O(l) △H= - 2800kJ/mol。计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。 1mol葡萄糖完全氧化，放出2800kJ的热量 反应热与物质的量成正比 Q=n×2800kJ 乙醇的燃烧热: △H＝－1366.8kJ/mol, 25℃、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量? Q=n×1366.8kJ 利用燃烧热进行反应热的计算 计算依据 计算方法 根据方程式计算 反应热与反应物物质的量成正比 根据反应物和生成物的总能量 ΔH = H(生成物)－H(反应物) 根据化学键的变化 ΔH＝旧键断裂吸收的能量－新键形成放出的能量 根据燃烧热 ΔH＝n(可燃物)×燃烧热 根据盖斯定律 虚拟路径法或加合法 根据公式计算 Q=cm△t C CO2 CO ΔH ΔH1 ΔH2 已知下列反应的热化学方程式为： （1）C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol （2）CH3COOH（l）+2O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H2=-870.3kJ/mol （3）2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H3=-571.6kJ/mol 则：2C（s）+2H2（g）+O2（g）═CH3COOH（l）△H4 【任务4】 [典例解答] [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： 在25℃和101kPa时，1 mol 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。 Q(放)=n(可燃物)×|ΔH| [例题2]葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。设它在人体组织中氧化的热化学方程式：C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g) +6H2O(l) △H= - 2800kJ/mol。 计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。 反应热与物质的量成正比 [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： C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1= +131.5kJ/mol CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2= +205.9kJ/mol 试计算 CH4(g)=C(s)+2H2(g) 的△H=？ 方程式叠加或叠减 计算依据 计算方法 根据方程式计算 反应热与反应物物质的量成正比 根据反应物和生成物的总能量 ΔH = H(生成物)－H(反应物) 根据反应物和生成物的活化能 ΔH = E(正反应)－E(逆反应) 根据化学键的变化 ΔH＝旧键断裂吸收的能量－新键形成放出的能量 根据燃烧热 ΔH＝n(可燃物)×燃烧热 根据盖斯定律 虚拟路径法或加合法 根据公式计算 Q=cm△t 【小结】2、反应热的计算方法： [学习评价] C 课堂小结 $$