1.2.2 反应热的计算 【教学评一体化】课件 2025-2026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 容山中学 化学科组 第二节 反应热的计算 第2课时 反应热的计算 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 反应热的计算 反应热大小的比较 学习目标 1、学会反应热的几种计算方法，正确书写和利用热化学方程式。 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。 新课导入 新课导入 已知：减肥一斤等于4 500大卡，1千卡(kcal)=4.184千焦(kJ) 运动会使储存在体内的脂肪发生水解，生成的高级脂肪酸发生氧化反应。如软脂酸燃烧的热化学方程式为： CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(s)=16CO2(g)+16H2O(l) ΔH =-9 977 kJ/mol 若减肥10斤，需消耗的热量是多少软脂酸？ CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(s)=16CO2(g)+16H2O(l) ΔH =-9 977 kJ/mol 解析： 256 g 9 977 kJ 10×4 500×4.184 kJ m(软脂酸) m(软脂酸)＝4 831.079 g 任务一 反应热的计算 一、根据热化学方程式计算 热化学方程式的运算规则 化学方程式相加减，∆H相加减。 化学计量系数扩大n倍，∆H扩大n倍。 化学方程式换方向，∆H变符号。 任务一 反应热的计算 例1　蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则320 g“可燃冰”(分子式为CH4·8H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为__________。 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 2 mol 成正比 1 780.6 kJ 1 mol (放出的热量) 890.3 kJ 2 mol ? kJ 一、根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。 任务一 反应热的计算 例2 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：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2 在25℃和101kPa时，1mol 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1 kg 黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。 FeS2(s)＋O2 (g) =Fe2O3(s)＋2SO2(g) ΔH =-853 kJ·mol－1 一、根据热化学方程式计算 n(FeS2)= m(FeS2) M(FeS2) = 1000×90% 120 g·mol-1 =7.5mol Q=7.5mol×853kJ/mol=6398kJ 学习评价 1、已知：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ/mol ； ②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ/mol； ③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH3 =-571.6kJ/mol 。 常温下取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为 。 222kJ －(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3) 2、葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为： C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+ 6H2O(1) Δ H=-2 800 kJ/mol 计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。 n(C6H12O6)= m(C6H12O6) M(C6H12O6) = 100g 180 g·mol-1 =0.556mol Q=0.556 mol×2800 kJ/mol=1557kJ 任务一 反应热的计算 二、根据键能计算 1、计算公式： 正确找出反应物和生成物所含化学键的数目。 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ＝E(断键吸收总能量)－E(成键放出总能量) 2、计算关键： 物质 CO2 (C=O) CH4 (C－H) P4 (P－P) SiO2 (Si－O) 石墨 金刚石 S8 (S－S) 晶体硅 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 常见物质中的化学键数目 任务一 反应热的计算 二、根据键能计算 例1、白磷与氧气可发生如下反应：P4(g)＋5O2(g)=P4O10(g)。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P=O c kJ·mol－1、O=O d kJ·mol－1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是(　　) A、(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 B、(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1 C、(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1 D、(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 A 学习评价 3、乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： 已知： 化学键 C－H C－C C＝C H－H 键能/kJ·mol－1 412 348 612 436 计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。 ＋124 不变的地方不要管 学习评价 4、若硫氧键的键能为d kJ·mol－1，氧氧键的键能为e kJ·mol－1。 S(s)＋O2(g)＝SO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1 则S8分子硫硫键的键能为____________________________。 (2d－a－e) kJ·mol－1 ΔH＝ 1/8×8x kJ·mol－1＋e kJ·mol－1－2d kJ·mol－1＝－a kJ·mol－1 任务一 反应热的计算 三、根据内能计算 例1、理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g) ⇌HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 ( 　　) A、HCN比HNC稳定 B、该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1 C、1mol HCN的化学键断裂吸收186kJ的能量 D、使用催化剂，可以改变反应的反应热 D 计算公式：ΔH＝生成物的内能总和－反应物的内能总和 学习评价 5、一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如右图所示。 ① D是________（填离子符号）。 ② B→A＋C反应的热化学方程式为_________________________________________（用离子符号表示）。 3ClO－(aq)＝2Cl－(aq)＋ClO3-(aq) ΔH=－117 kJ/mol ClO4－ 任务一 反应热的计算 四、根据盖斯定律计算 ①C(s)＋H2O(g) = CO(g) ＋ H2 (g) ΔH1=+131.5kJ/mol ②CH4(g)＋ H2O(g)= CO (g)＋3H2(g) ΔH2=+205.9 kJ/mol 试计算 CH4 (g) = C(s)＋2H2(g) 的ΔH。 例5、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： CH4 (g) = C(s)＋2H2(g) ΔH==+74.4kJ/mol 由盖斯定律，待求反应＝反应②－反应①， 即ΔH＝ΔH2－ΔH1＝+205.9 kJ·mol－1－(+131.5 kJ·mol－1)＝+74.4kJ·mol－1 确定目标，未已对照找唯一， 同向相加反向相减， 系数成比例，运算带符号 学习评价 6、某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： ①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH2=－534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。 根据已知信息写出待求反应 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) 由盖斯定律，待求反应＝2×反应②－反应①， 即ΔH＝2×ΔH2－ΔH1＝－1135.2kJ·mol－1 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ΔH＝－1135.2kJ·mol－1 学习评价 7、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： ① Fe2O3(s)＋3CO(g)＝ 2Fe(s)＋3CO2(g) △H1＝―24.8 kJ／mol ② 3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋ CO2(g) △H2＝―47.4 kJ／mol ③ Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) △H3＝＋640.5 kJ／mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式： FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g) △H＝－218.0 kJ/mol 根据已知信息写出待求反应：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g) 由盖斯定律，待求反应△H＝―△H3＋△H1＋(―△H2)＝－218.0 kJ/mol 任务一 反应热的计算 五、根据燃烧热计算 燃烧热的定义，反应物的量为“1 mol”，生成物为稳定的氧化物。 Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。 例1、已知氢气和丙烷的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－2220.0 kJ·mol－1。实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847 kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比约是（ ） A．1∶3 B．3∶1 C．1∶4　 D．5∶13 B　 设H2和C3H8的物质的量分别为x、y x＋y＝5 mol 285.8 kJ·mol－1 x＋ 2 220 kJ·mol－1 y＝3 847 kJ x＝3.75 mol y＝1.25 mol x∶y＝1∶3 任务二 反应热大小的比较 一、与“符号”相关的反应热比较 对于放热反应来说，ΔH＝－Q kJ·mol－1，虽然“—”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即：放热越多，ΔH反而越小。 则a b，ΔH1 ΔH2。 < > 任务二 反应热大小的比较 三、与“物质聚集状态”相关的反应热比较 (1)同一反应，生成物状态不同时 画图比较 ΔH1＜ ΔH2 H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH1 H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)　ΔH2 (2)同一反应，反应物状态不同时 S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH1 S(g)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH2 ΔH1<ΔH2 任务二 反应热大小的比较 将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放热98.3 kJ； 2SO2(g)＋O2(g) ⇌ 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则Q 98.3kJ。 大于 五、注意可逆反应的ΔH 课堂小结 根据内能计算 根据盖斯定律计算 根据方程式计算 根据键能计算 根据燃烧热计算 01 02 03 04 05 2.找唯一 4.同加异减 3.化系数 1.确定目标方程式 对反应热进行大小比较时，可借助画图法，注意要带符号比较 学习评价 8、黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1 S(s)＋2K(s)=K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1 则x为(　 　) A、3a＋b－c　　　B、c－3a－b　　　C、a＋b－c　　　 D、c－a－b A 学习评价 9、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中完全燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为 _______________________________________________________________。 又已知H2O(l) = H2O(g) △H=+44kJ/mol，则11.2L（标况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热量是多少千焦？ 。 B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) △H =-2165kJ/mol 1016.5kJ 学习评价 10、同素异形体相互转化的反应热相当小，而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。 已知 P4(s，白磷)＋5O2(g)==P4O10(s) ΔH ＝－2 983.2 kJ·mol－1 ① P(s，红磷)＋5/4O2(g)==1/4P4O10(s) ΔH＝－738.5 kJ·mol－1 ② 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 ____________________________________________________________； 相同状况下，能量状态较低的是________；白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)。 方程式①－②×4 即可得到白磷转化为红磷的热化学方程式。 P4(s，白磷)=4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol－1 红磷 低 学习评价 11、向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法不正确的是（ ） D A．反应HCO (aq)＋H＋(aq) =CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应 B．ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3 C．CO (aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)　ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 D．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小 $$