1.2 反应热的计算（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（人教版2019）

第二节 反应热的计算 知识点 1 盖斯定律 必备知识 清单破 1.从反应途径的角度理解盖斯定律 　　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。换句话说,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,而与反应的途径无关。例 如,下图(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)途径中,始态到终态的反应热ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 注意:求总反应的反应热时,不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加,只关注消去 不需要的物质,而忽视涉及物质的状态是否一致。不管反应是一步还是分步进行,始态和终 态需完全一致,盖斯定律才能成立。 2.从能量守恒角度理解盖斯定律   3.盖斯定律的意义:应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的、不容易直接发生的或者伴有 副反应发生的反应的反应热。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 2 反应热的计算 1.反应热的计算 (1)根据热化学方程式计算 　　根据热化学方程式计算焓变时常用的方法有关系式法、方程组法等,在列比例式时,一 定要做到两个量的单位“上下一致,左右相当”。例如对于反应:aA(g)+bB(g)  cC(g)+dD (g)    ΔH=-q kJ·mol-1,有: = = = = (Δn为物质的量变化量的数值,Q指反 应过程中能量变化的数值,Q的单位为kJ)。 (2)根据反应物和生成物的总能量计算 ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 (3)根据反应物和生成物的键能计算 ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能 (4)根据盖斯定律计算反应热【详见定点1】 2.ΔH的大小比较方法【详见定点2】 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.相同条件下,甲烷细菌使1 mol CH4(g)生成CO2气体和液态水放出的热量与1 mol CH4(g)完 全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量不同,这种说法对吗? 2.控制碳燃烧程度,先燃烧生成CO,再将CO燃烧生成CO2,能够放出更多热量,这种说法对吗? 3.对于放热反应,放出的热量越多,ΔH就越大,这种说法对吗? 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不对。反应热取决于反应物、生成物能量的相对大小,与反应方式、反应条件等无关。 2.不对。依据盖斯定律,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。 3.不对。放热反应的ΔH为负值,放出热量越多,ΔH就越小。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破 定点 1 利用盖斯定律计算反应热的方法 1.虚拟途径法:先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求得待求反应的 反应热。如:求C(s)+ O2(g)  CO(g)的ΔH,可根据如图所示转化过程,ΔH=ΔH1-ΔH2。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 2.加和法:将所给热化学方程式进行简单运算得到所求的热化学方程式,反应热也做相应的运 算。流程如下:   第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 典例 已知反应Ⅰ:2N2O5(g)  2N2O4(g)+O2(g)    ΔH1=-4.4 kJ·mol-1 反应Ⅱ:2NO2(g)  N2O4(g)    ΔH2=-55.3 kJ·mol-1。则反应N2O5(g)  2NO2(g)+ O2(g)的ΔH =　　　    kJ·mol-1。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 解析    目标热化学方程式为N2O5(g)  2NO2(g)+ O2(g)。   答案　+53.1 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 定点 2 反应热大小的比较 1.根据反应物用量的多少比较反应焓变的大小 ①H2(g)+ O2(g)  H2O(g)    ΔH1 ②2H2(g)+O2(g)  2H2O(g)    ΔH2 反应②中H2的量更多,因此放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。 2.根据等物质的量的可燃物燃烧的程度大小比较反应焓变的大小 ③C(s)+ O2(g)  CO(g)    ΔH3 ④C(s)+O2(g)  CO2(g)    ΔH4 反应④中,C完全燃烧,放热更多,|ΔH3|<|ΔH4|,但ΔH3<0,ΔH4<0,故ΔH3>ΔH4。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 3.根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ⑤S(g)+O2(g)  SO2(g)    ΔH5 ⑥S(s)+O2(g)  SO2(g)    ΔH6 方法一:图像法,画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。   由图像可知:|ΔH5|>|ΔH6|,但ΔH5<0,ΔH6<0,故ΔH5<ΔH6。 方法二:通过盖斯定律构造新的热化学方程式。 由反应⑤-反应⑥可得S(g)  S(s)    ΔH=ΔH5-ΔH6<0,故ΔH5<ΔH6。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 4.根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ⑦2Al(s)+ O2(g)  Al2O3(s)    ΔH7 ⑧2Fe(s)+ O2(g)  Fe2O3(s)    ΔH8 由反应⑦-反应⑧可得2Al(s)+Fe2O3(s)  2Fe(s)+Al2O3(s)    ΔH=ΔH7-ΔH8,已知铝热反应为放 热反应,故ΔH<0,ΔH7<ΔH8。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 典例 关于下列ΔH的判断正确的是 (　    ) ①C (aq)+H+(aq)  HC (aq)    ΔH1 ②C (aq)+H2O(l)  HC (aq)+OH-(aq)    ΔH2 ③OH-(aq)+H+(aq)  H2O(l)    ΔH3 ④OH-(aq)+CH3COOH(aq)  CH3COO-(aq)+H2O(l)    ΔH4 A.ΔH1<0    ΔH2<0　　　　B.ΔH1<ΔH2 C.ΔH3<0    ΔH4>0　　　　D.ΔH3>ΔH4 思路点拨       B 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 解析    ①:HC (aq)  C (aq)+H+(aq)为HC 的电离,电离吸热,C (aq)+H+(aq)  HC  (aq)是其逆过程,则ΔH1<0;②:C (aq)+H2O(l)  HC (aq)+OH-(aq)属于水解过程,水解 一般吸热,ΔH2>0,A错误、B正确。④:OH-(aq)+CH3COOH(aq)  CH3COO-(aq)+H2O(l)属于 中和反应,则ΔH4<0,C错误;④-③得⑤:CH3COOH(aq)  CH3COO-(aq)+H+(aq)    ΔH5,电离吸 热,ΔH4-ΔH3=ΔH5>0,故ΔH4>ΔH3,D错误。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 学科素养 情境破 　　某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应为CO2(g)+4H2(g)  2H2O(g)+CH4(g)    ΔH<0。该反应中涉及的H2和CH4都是重要的化工原料和燃料,其中CH4-CO2 发生催化重整还可以获得合成气(CO、H2)。(情境选自2022年海南卷16题) 情境探究 素养 证据推理与模型认知——正确理解化学反应中的热效应 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 提示    根据题中信息可写出电解水时的热化学方程式:2H2O(l)  2H2(g)+O2(g)    ΔH=+572 kJ·mol-1。据此可得H2(g)+ O2(g)  H2O(l)    ΔH=-286 kJ·mol-1,即H2的燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1。 问题1 已知:电解液态水制备1 mol O2(g)时,电解反应的ΔH=+572 kJ·mol-1。由此计算H2的燃 烧热ΔH。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 问题2 已知:CO2(g)+4H2(g)  2H2O(g)+CH4(g)的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea。补充完 成该反应过程的能量变化示意图。   第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念   提示    该反应为放热反应,生成物总能量小于反应物总能量,结合|ΔH|>Ea,可在图像中画出反 应过程中的能量变化示意图。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 问题3 CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气,还对温室气体的减排具有重要意义。已知: C(s)+2H2(g) CH4(g)    ΔH=-75 kJ·mol-1 C(s)+O2(g) CO2(g)    ΔH=-394 kJ·mol-1 C(s)+  O2(g) CO(g)    ΔH=-111 kJ·mol-1 请写出CH4-CO2催化重整反应的热化学方程式,结合该热化学方程式的书写简要阐述做题的 依据。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 提示    将题给3个热化学方程式依次记作①、②、③,根据盖斯定律,由③×2-①-②可得: CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g)    ΔH=+247 kJ·mol-1。 书写该热化学方程式的依据是盖斯定律,一个化学反应不管是一步完成还是分多步完成,反 应的热效应是相同的;化学反应的反应热只和反应体系的始态和终态有关,与反应途径无 关。根据盖斯定律不仅可以计算ΔH和书写热化学方程式,还可以比较ΔH的大小等。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 例题 一定条件下,用甲烷可以减少氮氧化物(NOx)的污染。 已知:①CH4(g)+4NO(g)  2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH1 ②CH4(g)+4NO2(g)  4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH2 现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,用16 g甲烷气体催化还 原该混合气体,恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气,共放出1 042.8 kJ热量。 (1)该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为　　　    。 (2)已知上述热化学方程式中ΔH1=-1 160 kJ/mol,则ΔH2=　　　    。 (3)结合反应①、②写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式,若 求其ΔH,还需知道　　　　　　　　　    的ΔH。 (4)在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体,写出该反应的热化学方程式:　　     　　　　　　　　　　　　    。 典例呈现 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 素养解读    本题是以用CH4减少NOx的污染为载体,考查盖斯定律的应用与反应热的计算等 知识。体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 信息提取    根据在相同条件下对H2的相对密度为17,可求出混合气体中NO和NO2的物质的 量关系;利用盖斯定律可写出反应CH4(g)+2NO2(g)  N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的热化学方程 式,据此可完成ΔH2的计算;同理,根据盖斯定律也可以写出NO分解反应的热化学方程式。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 解题思路    (1)设混合气体中NO、NO2的物质的量分别为x mol和y mol,则  g/mol=2 g/mol×17,解得x∶y=3∶1。(2)16 g CH4的物质的量为1 mol,根据盖斯定律, (①+②)得CH4(g) +2NO2(g)  N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH= (ΔH1+ΔH2),NO和NO2的物质的量之比为3∶1, 当其完全转化为N2时,分别和NO、NO2反应的CH4的物质的量之比为 ∶ =3∶2,即和NO、 NO2反应的CH4分别为0.6 mol和0.4 mol,和NO反应放出0.6 mol×1 160 kJ/mol=696 kJ热量,和 NO2反应放出1 042.8 kJ-696 kJ=346.8 kJ热量;0.4 mol CH4和NO2反应放出热量为0.5  ×0.4 mol=0.2 mol× =346.8 kJ,ΔH2<0,解得ΔH2=-574 kJ/mol。 (3)结合上小题CH4(g)+2NO2(g)  N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH= (ΔH1+ΔH2),要求CH4(g)+ 2NO2(g)  N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)的ΔH,还缺少H2O(l)  H2O(g)[或H2O(g)  H2O(l)]的ΔH。 (4)NO分解为NO2和N2的化学方程式为4NO(g)  2NO2(g)+N2(g),根据盖斯定律, (①-②)得 4NO(g)  2NO2(g)+N2(g),ΔH= =  kJ/mol=-293 kJ/mol。 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)3∶1    (2)-574 kJ/mol    (3)H2O(l)  H2O(g)[或H2O(g)  H2O(l)] (4)4NO(g)  2NO2(g)+N2(g)    ΔH=-293 kJ/mol 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 　　反应热是中学化学的重要内容,是高考试题中考查的重点和热点,该题型能够很好地考 查学生综合分析问题的能力。题目命题角度灵活,但形式比较稳定,大都是与其他化学反应 原理相互融合,以一定的工业生产为背景,在几个已知热化学方程式的基础上运用盖斯定律 进行反应焓变的计算以及热化学方程式的书写。解答此类题目的关键是充分理解盖斯定律 的本质,建立科学的思维模型,掌握解题的技巧方法。 思维升华 第一章 化学反应的热效应 第1讲　描述运动的基本概念 $$