1.2.盖斯定律 课件 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节 反应热的计算 选择性必修1 第一章 化学反应的热效应 第1课时 盖斯定律 【学习目标】 1.理解盖斯定律 2.能用盖斯定律和热化学方程式进行与反应热有关的计算。 阅读课本P14-18回答下列问题 1、什么是盖斯定律？ 2、如何利用盖斯定律求算 的反应热？ 3、∆H的计算方法有哪些？ 1.盖斯定律的内容 1836年，瑞典化学家盖斯通过大量实验证明：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。 若一个反应体系的始态到终态可以一步完成(路径II)，可以分两步进行(路径I) ，可以分三步进行(路径III)，则每条路径对应的ΔH应满足如下关系： ∆H = ∆H1+∆H2 = ∆H3+∆H4+∆H5 一.盖斯定律 2.多角度理解盖斯定律——途径角度直观化理解 ΔH1 ΔH2 终态 始态 始态 终态 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。 2.多角度理解盖斯定律——能量守恒角度理解 先从始态S变化到终态L 体系放出热量(∆H1 <0) 然后从L到S，体系吸收热量(∆H2>0) 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 3.盖斯定律的意义 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得 ∆H = ∆H1+∆H2 = ∆H3+∆H4+∆H5 ∆H2 =∆H−∆H1 ？ 二、应用盖斯定律计算ΔH的方法 1.“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则：ΔH＝ 。 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 ①C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol ②C(s)+ O2(g)==CO(g) ΔH2=? ③CO(g)+ O2(g)== CO2(g) ΔH3=-283.0kJ/mol ① = ②+③ ，则ΔH1 =ΔH3+ ΔH2，所以： ΔH2= ΔH1 -ΔH3=-393.5kJ/mol-（-283.0kJ/mol）=-110.5kJ/mol 【例1】如何测定C(s)+ O2(g)==CO(g)的反应热△H1 【变式1】已知： H2(g)+ O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol H2(g)+ O2(g)==H2O(l) △H=-285.8kJ/mol 则： H2O(g)==H2O(l) △H2=？　 【变式2】(2014·全国卷Ⅱ)室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为 CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。 则下列判断正确的是(　　) A．ΔH2>ΔH3　　　　　　 　 B．ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3 B 2.方程式叠加法计算反应热 依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数，调整已知方程式，最终加合成目标方程式，ΔH同时作出相应的调整和运算。 【例2】已知在298 K时下述反应的有关数据： C(s)＋ O2(g)===CO(g)　ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1， 则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为 。 【方法总结】利用盖斯定律解题的常用方法——加和法 (1)唯一入手： 目标热化学方程式中的物质，在已知热化学方程式中仅出现一次。 (2)调整系数： 热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘上该数。 (3)同加异减： 目标热化学方程式中的物质与已知热化学方程式中的物质，若在热化学方程式等号的同侧，则相加，反之，则相减，同时ΔH的符号也相应加减。 【练习1】已知反应： A.2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 　 B.ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C.3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 　 D.3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 √ 根据目标方程式中NH3、NO2、H2O在已知方程式中只出现一次的物质作为调整依据：①×3＋②×2－③×2得目标方程式。 同时ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 △H4=+178.2kJ/mol ④=②＋③－① 【练习2】已知下列各反应的焓变 ①Ca(s)+C(石墨,s)+ O2(g)=CaCO3(s) △H1 = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+ O2(g)=CaO(s) △H2= -635.1 kJ/mol ③C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) △H3 = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变 (1)定：确定待求反应的热化学方程式。 (2)找：找出待求热化学方程式中只在已知化学方程式中出现一次的物质。 (3)调：依据该物质调整已知化学方程式的方向(同侧相加，异侧相减)和化学计量数，每个已知化学方程式只能调整一次。 (4)算：ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。 【方法总结】根据盖斯定律计算反应热的步骤 △H 的计算公式 1）根据化学键键能计算：△H = 反应物总键能 — 生成物总键能 = E吸 - E放 2) 根据反应物和生成物的能量大小计算 △H = H(生成物的总能量) — H(反应物的总能量) 3) 盖斯定律 4) 根据热化学方程式计算：△H与化学计量数成正比； 可逆反应，正逆反应过程的△H互为相反数 5）燃烧热计算： △H (燃烧热) = - Q(放) /n(可燃物) 6）中和反应反应热计算： △H = - cm △t / n(水) 三.反应热的计算 【例题】FeS2的燃烧的化学方程式为：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) 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。 (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。 【练习】 已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝Q1kJ·mol－1； C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝Q2kJ·mol－1； C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)；ΔH3＝Q3kJ·mol－1。 若23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(　) 　　A．Q1＋Q2＋Q3 B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) 　　C．0.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3 D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3 D 【例】已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如下表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3 267.5 25 ℃时，H2(g)和C(石墨，s)反应生成C6H6(l)的热化学方程式为 ________________________________________________________________________ 3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1 练习.对温室气体CO2进行减排和综合治理具有十分重要的意义。CH4-CO2催化重整不仅对温室气体的减排具有重要意义，还可以得到合成气(CO和H2)。 已知：①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋206.2 kJ·mol－1。 ②CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH2＝＋165.0 kJ·mol－1。 写出该催化重整反应的热化学方程式：__________________________。 练习.在一定相同条件下，金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。由图示可知，1mol C(石墨)的完全燃烧的热化学反应方程式为_________________________________ ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1　②N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2 ③N2(g)＋H2(g)NH3(g)　ΔH3 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为 $$