1.1.4 反应焓变的计算 课件-2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

第一章 化学反应与能量转化 1.1.4 反应焓变的计算 学习目标 理解盖斯定律含义并能熟练应用。 受反应条件的限制，有些反应焓变很难直接测定，即使可以测定，每个反应的反应焓变都经过实验测定需要大量的工作，那有没有其它方法得出每个反应的反应焓？ 不能，因为该反应总是伴随着CO2的产生。 如2C(s) + O2(g) = 2CO(g)的反应焓变，能直接测得吗? 新课导入 反应热研究的是化学反应前后焓的变化，在指定状态下，各种物质的焓都是确定的，因此从反应物变成产物，无论经过哪些步骤，它们焓的差值都是不变的。 反应物 放热反应 ΔH<0 吸热反应 ΔH>0 反应物 焓 反应进程 反应产物 焓 反应进程 反应产物 新课导入 一、盖斯定律 一个化学反应无论是一步完成的还是分几步完成，反应热都是一样的。 终态 始态 中间产物 ΔH2 ΔH1 ΔH3 途径一 途径二 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。 新课讲授 ∆H1 + ∆H2= ∆H3 如何测定2C(s) + O2(g) = 2CO(g)的∆H？ ∆H1 + ∆H2 = ∆H3 ∆H1 = ∆H3 - ∆H2 新课讲授 2CO2 (g) 2C(s)+2O2(g) 2CO(g)+O2(g) ΔH2 （已知） ΔH3（已知） 始态 终态 途径一 途径二 ΔH1 已知，在298K时下列反应焓变的实验数据： = -110.5 kJ·mol-1 C(s，石墨) + O2(g) = CO2(g) ∆H3=－393.5kJ·mol-1 CO(g) + O2 (g) = CO2(g) ∆H2=－283.0kJ·mol-1 计算此温度下C(s，石墨) + O2 (g) = CO(g)的反应焓变ΔH1。 ③C(s，石墨) + O2(g) = CO2(g) ∆H3=－393.5kJ·mol-1 C(s，石墨) + O2 (g) = CO(g) 二、盖斯定律应用（反应焓变的计算） 1、根据盖斯定律计算——设计路径法 CO2 (g) C(s)+O2(g) CO(g)+ O2(g) ΔH2 ΔH3 ΔH1 ②CO(g) + O2 (g) = CO2(g) ∆H2=－283.0kJ·mol-1 ∆H1 = ∆H3 - ∆H2 新课讲授 抓住唯一物质，确定好已知热化学反应方程式系数和符号即可 第1步：正确写出化学方程式。 第2步：跟踪目标方程式的反应物和产物，寻找△H之间的关系，计算△H。 2、根据盖斯定律计算——整合法 新课讲授 二、盖斯定律应用（反应焓变的计算） 例:已知： ① C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1 ②CO(g) + ½O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ·mol-1 求 ③C(s)+½O2(g)=CO(g) △H3=？ 解题思路： 第一步：③ =+①x1-②x1 第二步：△H3 = △H1 - △H2 = -393.5 kJ·mol-1 -(-283.0 kJ·mol-1) = -110.5 kJ·mol-1 新课讲授 二、盖斯定律应用（反应焓变的计算） 9 例:已知： ① C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1 ②CO(g) + ½O2(g) = CO2(g) △H2=-283.0 kJ·mol-1 求 ③C(s)+½O2(g)=CO(g) △H3=？ 规律：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变（ΔH）即为这几个化学反应焓变的代数和。 要点：1、系数：配平系数 ; 2、符号：与所求热化学方程式比较，在等号同一侧相加，不同侧的相减 抓住唯一物质，确定好已知的热化学反应方程式系数和符号即可 ③ =①-② △H3 = △H1- △H2 新课讲授 例1、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) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 假如在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。 第一步：写出目标方程式： ③ 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) 第二步：确定系数和符号：2N2H4(g)在②式，方向一致，系数不同，则③=2②+…，2NO2(g)在①式，方向不同，则减去①，即③=2②-①，故△H= 2△H2 -△H1 第三步：计算。 解析： 课堂检测 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。 CH4 (g) = C(s)＋2H2(g) ΔH=-ΔH1+ ΔH2 =+74.4kJ/mol 例2、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： 课堂检测 课堂检测 例3、LiH可作飞船的燃料，已知下列反应： ①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s)　 ΔH＝－182 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1 ③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) 　ΔH＝－1 196 kJ·mol－1 则反应2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)的焓变为 A.＋351 kJ·mol－1 B.－351 kJ·mol－1 C.＋702 kJ·mol－1 D.－702 kJ·mol－1 √ 目标方程式=1/2×(②＋③)－① 例4、 CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH。 已知：①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH1＝－75 kJ·mol－1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－394 kJ·mol－1 ③C(s)＋ O2(g)===CO(g)　ΔH3＝－111 kJ·mol－1 则ΔH为 A.－580 kJ·mol－1 B.＋247 kJ·mol－1 C.＋208 kJ·mol－1 D.－430 kJ·mol－1 √ 课堂检测 目标方程式=2×③－②－ ① 盖斯定律 内容 特点 计算方法 设计路径法 整合法 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。 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。 反应焓变的计算 根据键能计算 1 根据吸、放能量计算 2 根据盖斯定律计算 3 课堂总结 课堂总结 1、下列关于盖斯定律描述不正确的是（ ） A、化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B、盖斯定律遵守能量守恒定律 C、利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D、利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 A 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 2、下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是（ ） A、△H3＜0 B、△H1+△H2+△H3=0 C、按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D、一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ 能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol B 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 3、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 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 4、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) + 1/2O2(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) △H △H = 2△H2 +2△H 3- △H1= -488.3kJ/mol 课堂演练 KE HOU YAN LIAN 新课导入| 探究新知| 课堂例题| 知识总结| 课堂演练 学习完毕 感谢聆听 THANKS FOR YOUR WATCHING 学科网苏老师化学工作室 C (s) + H2O (g) = CO (g)+H2(g) ∆H1=+131.5 kJ/mol C (s) +CO2(g) = 2CO(g) ∆H2=+172.5 kJ/mol 例1、根据下列热化学方程式，设计路径求得C (s) + 2H2O (g) = CO2 (g) + 2H2(g) ∆H3 CO2 (g)+ 2H2 (g)+C(s) 2C(s)+2H2O (g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH2 2ΔH1 ΔH3 始态 终态 途径一 途径二 ∆H3=+90.5 kJ/mol ∆H3 + ∆H2 = 2∆H1 ∆H3 = 2∆H1 - ∆H2 NH4+(aq) + O2(g) 3 2 H ΔH1＝－273 kJ/mol NO2-(aq) + 2H+(aq)+H2O 第一步反应 NO2-(aq) + O2(g) 1 2 H ΔH2＝－73 kJ/mol NO3-(aq) 第二步反应 NH4+被氧化成NO3-的焓变示意图 根据图示信息，计算1 mol NH4+ (aq)全部被氧化成NO3- (aq)的ΔH。 例2、已知在微生物的作用下，NH4+ 经两步被氧化成NO3- ，两步反应的焓变如图所示。 温故 · 知新 我们都学过哪些反应焓变的计算方法呢？ 根据键能计算 1 根据焓值计算 2 根据盖斯定律计算 3 二、反应焓变的计算 ΔH＝反应物的键能总和－反应产物的键能总和 1 mol P4含有6 mol P—P键 1 mol 晶体硅含有2 mol Si—Si键 1 mol 石墨晶体中含有1.5 mol C—C键 1 mol 金刚石含有2 mol C—C键 1 mol SiO2含有4 mol Si—O键 成键电子数 2 化学键数= 1、根据键能计算 例3、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 二、反应焓变的计算 1、根据键能计算 例4、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 二、反应焓变的计算 1、根据键能计算 27 则2O(g)=O2(g)的ΔH 为（ ） A、428 kJ·mol-1 B、-428 kJ·mol-1 C、498 kJ·mol-1 D、-498 kJ·mol-1 共价键 H- H H-O 键能/(kJ·mol-1) 436 463 热化学方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1 D 例5、已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表： 二、反应焓变的计算 1、根据键能计算 例6、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 二、反应焓变的计算 2、根据焓值计算 ΔH＝反应产物的焓值总和－反应物的焓值总和 例7、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)△H＝－117 kJ/mol ClO4－ 二、反应焓变的计算 2、根据焓值计算 $$