1.2.1盖斯定律 课件 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节 反应热的计算 第1课时 盖斯定律 第一章　化学反应的热效应 1 天然气完全燃烧与不完全燃烧有什么区别？ 课堂导入 天然气完全燃烧 天然气不完全燃烧 火焰 产物 能量 淡蓝色火焰 黄(红)色火焰 CO2、H2O CO ( CO2 )、H2O 放热较多 放热较少 课堂导入 能否定量比较天然气完全燃烧和不完全燃烧所释放的能量？ 实验测出 CH4(g) + 2O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l) ΔH= −890.3kJ/mol 【完全燃烧】 【不完全燃烧】 CH4(g) + －O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH= 难以测定 回顾中和反应反应热是可以直接测量的。是否所有的反应热都可以直接测量呢？不完全燃烧所释放的能量无法直接测出，怎样知道不完全燃烧所释放的能量？能否利用一些已知的反应热来计算一些无法直接测定的反应热呢？ 认识盖斯定律 【科学史话】 1、内容：——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 盖斯 认识盖斯定律 2、理解 终态 始态 ΔH 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。 终态 始态 反应热ΔH (1) 从反应途径角度 海拔100米 海拔400米 登山的高度与上山的途径无关，只与起点和终点的相对高度有关。反应A（g）＋B(g)→C(g)(ΔH＜0) 其一步和多步完成的能量示意图如图。反应热研究的是化学反应前后能量的变化，与途径无关 认识盖斯定律 (2) 从能量守恒角度 始态(S ) 终态(L ) 从始态 S 变化到终态 L 体系放出热量(∆H1 <0) 从始态 S 变化到终态 L 体系放出热量(∆H1 <0) ΔH1 + ΔH2 = 0 推论：同一个热化学反应方程式，正向与逆向反应 ∆H大小相等，符号相反，即： ∆H1= –∆H2 ΔH1＜0 ΔH2＞0 假定反应体系的始态为S，终态为L， 认识盖斯定律 一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径。 从反应途径角度：A→D： 从能量守恒角度： ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0 ＝ －(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6) 3、意义 应用盖斯定律可间接计算反应很慢或不易直接发生的或者伴有副反应发生的反应的反应热。 认识盖斯定律 ∆H2 =∆H−∆H1 ∆H = ∆H1+∆H2 = ∆H3+∆H4+∆H5 ？ 已知反应的反应热 未知反应的反应热 ∆H3 C (s) + O2(g) = CO(g) ΔH1＝ – 110.5 kJ/mol 1 2 ① 求：③ C(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH3＝？ 应用盖斯定律 【例1】根据已知信息，计算 C 燃烧生成 CO2 的反应热 思路1：虚拟路径 能量 反应进程 C(s)＋O2(g) CO2(g) ΔH3 ΔH1 ΔH2 终态 CO2(g) 始态 C(s) + O2(g) ∆H1 ∆H2 CO(g) + O2(g) = –110.5+(–283.0) = – 393.5kJ/mol 焓变：∆H3 = ∆H1 + ∆H2 ② CO(g)+ O2(g) = CO2(g) ΔH2＝– 283.0kJ/mol 1 2 ② CO(g)+ O2(g) = CO2(g) ΔH2＝– 283.0kJ/mol 1 2 应用盖斯定律 【例1】根据已知信息，计算 C 燃烧生成 CO2 的反应热 C (s) + O2(g) = CO(g) ΔH1＝ – 110.5 kJ/mol 1 2 ① 求：③ C(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH3＝？ 方程：③ = ① + ② 焓变：∆H3 = ∆H1 + ∆H2 思路2：代数运算法(加和法) 盖斯定律的本质：方程式按一定计量数比加和时，其反应热也按该计量数比加和。 用给出的热化学方程式，通过加减运算求目标热化学方程式。思考：方程③与方程①、②有什么关系？结论：方程与∆H的代数关系一致 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，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和 应用盖斯定律 【例2】根据已知信息，计算C 燃烧生成 CO 的反应热 C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1＝ – 393.5 kJ/mol ① CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2＝ – 283.0 kJ/mol 1 2 ② C (s) + O2(g) = CO(g) ΔH3 ＝ ？ 1 2 ③ 从方程关系上看：③ = ____________ ∆H3 = ∆H1 - ∆H2 = -393.5kJ/mol - (-283.0kJ/mol) = -110.5kJ/mol 从焓变关系上看：∆H3 = _____________ ① – ② ∆H1 – ∆H2 应用盖斯定律 应用思路： 明确目标方程 找到方程关系 计算ΔH 1、找唯一 2、同加异减 【方法步骤】 3、定系数 目标方程式中的物质：在已知方程式中只出现一次 目标方程式中的物质： 与已知方程式中物质在方程式的同侧，则相加； 与已知方程式中物质在方程式的异侧，则相减； 把已知方程式中的系数化成与目标方程式中物质的系数一致 当方程较为陌生复杂时，我们优先找到方程之间的关系，再依据方程关系计算焓变。如何正确、快速的找到方程关系？注意：1、热化学方程式同乘以一个数时，反应热数值也同乘该数值；2、热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减；3、将一个热化学方程式颠倒， △H的符号也要随之改变 应用盖斯定律 1、热化学方程式同乘以一个数时，反应热数值也同乘该数值； 2、热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减， 反应热也随之相加减； 3、将一个热化学方程式颠倒， ∆H 的符号也要随之改变 应用盖斯定律 火箭发射时用肼(N2H4，液态)作燃料，NO2作氧化剂，二者反应生成N2和水蒸气。已知： ① N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) ΔH1＝＋66.4kJ/mol ② N2H4(l)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝−534kJ/mol 2N2H4(l)＋2NO2(g)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝_____kJ/mol ②×2－① 得： ΔH＝2ΔH2−ΔH1 ＝−1134.4 kJ/mol 应用盖斯定律 ① CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH1 = −890.3 kJ/mol 【解决问题】计算甲烷不完全燃烧的反应热是多少？ ③ CO (g) + O2 (g) ＝ CO2 (g) ΔH3= −283.0 kJ/mol ② CH4 (g) + O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l) ΔH2 = ？ ② = ①−③ ΔH2 = ΔH1− ΔH3 = −607.3 kJ/mol 应用盖斯定律 (2024·全国甲卷)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题: 已知如下热化学方程式: CH4(g) + Br2(g) = CH3Br(g) + HBr(g) ΔH1= −29 kJ∙mol-1 3CH3Br(g) = C3H6(g) + 3HBr(g) ΔH2= +20 kJ∙mol-1 计算反应 3CH4(g) + 3Br2(g) = C3H6(g) + 6HBr(g) 的ΔH=______kJ∙mol-1 ΔH = 3ΔH1 + ΔH2 = −67 kJ∙mol-1 (2024·山东·高考真题)水煤气是 H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下: C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) (I) ΔH1 > 0 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (II) ΔH2 < 0 CaO(s) + CO2(g) = CaCO3(s) (III) ΔH3 < 0 先找唯一部分，同加异减。固定找到的唯一的系数，消除中间产物 应用盖斯定律 若有方程式找不到唯一 求C(s)+CaO(s)+2H2O(g)=CaCO3(s)+2H2(g) 的焓变ΔH=_____(用代数式表示) ΔH1 + ΔH3 + ΔH2 习题 【2022·全国乙卷·28】(1)已知下列反应的热化学方程式: ① 2H2S(g) + 3O2(g) == 2SO2(g) + 2H2O(g) ΔH1= – 1036 kJ·mol-1 ② 4H2S(g) + 2SO2(g) == 3S2(g) + 4H2O(g) ΔH2 = + 94 kJ·mol-1 ③ 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(g) ΔH3 = – 484 kJ·mol-1 计算H2S热分解反应： ④ 2H2S(g) == S2(g) + 2H2(g) 的 ΔH4 = kJ·mol-1 ΔH4 = ΔH2 − ΔH2 + ΔH1 = +170 kJ∙mol-1 2H2O(g) == 2H2(g) + O2(g) 课堂小结 盖斯定律 内容 特点 计算方法 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。 虚拟路径法 代数运算法 找唯一，同加异减，定系数 代数运算法（加合法 Lavf58.20.100 $$