第一章 第二节 反应热的计算 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

人教版化学选择性必修1 第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 学业要求： 1.理解盖斯定律的含义，认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。 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。 任务一 认识盖斯定律 【思考】在科学研究和工业生产中，常常需要了解反应热。许多反应热可以通过实验直接测定，但是有些反应热是无法直接测定的。请判断以下反应是否可以直接测定，说出你的理由。 该反应的反应热是无法直接测定的。 因为 C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成。 【思考】上述反应热是冶金工业中非常有用的数据，应该如何获得呢? 利用一些已知反应的反应热是可以计算其他反应的反应热的。 一、盖斯定律 1836年，化学家盖斯(G.H.Hess, 1802——1850) 从大量实验中总结出一条规律： 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。这就是盖斯定律。 A B 800m 从山脚到山顶 盖斯定律表明，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（条件）途径无关。这与登山时人的势能变化相似。 1. 盖斯定律的意义 应用盖斯定律，可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热： (1)有些反应进行得很慢。 (2)有些反应不容易直接发生。 (3)有些反应往往有副反应发生。 【例】 已知： ΔH1＝－393.5 kJ/mol ΔH2＝－283.0 kJ/mol 求： ΔH3＝ ？ 该反应的反应热是无法直接测定的。 因为 C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成。 路径① 路径② ΔH1=ΔH2+ ΔH3 【分析】三个反应的反应热的关系 即： 【计算】 ΔH3= ΔH1－ΔH2 = － 393.5 kJ/mol － (－ 283.0 kJ/mol) =－ 110.5 kJ/mol ΔH3＝－110.5 kJ/mol + 【分析】三个反应之间的关系： 【结论】若某个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到，则该反应的反应热也可以由这几个反应的反应热相加减而得到。 2. 根据盖斯定律计算反应热 【例题1】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: ①C(s) + H2O (g) = CO(g) + H2 (g) ΔH1=+131.5 kJ/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。 【解】分析各化学方程式的关系可以得出，总反应为反应①的逆反应与反应②相加，即: CO(g) + H2 (g) =C(s) + H2O (g) ΔH3=－ΔH1=－131.5 kJ/mol CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2 (g) ΔH2=+205.9 kJ/mol CH4(g) = C(s) + 2H2 (g) ΔH=？ 根据盖斯定律：ΔH= ΔH3+ΔH2 = ΔH2 － ΔH1 = +205.9kJ/mol－131.5kJ/mol =+74.4 kJ/mol 答：CH4(g) = C(s) + 2H2 (g) ΔH= =+74.4 kJ/mol 【例题2】在298K、100kPa时，已知： 2H2O(g) =O2(g) + 2H2(g) ΔH1 H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g) +2H2O(g) =4HCl(g) +O2(g) ΔH3 则ΔH1与ΔH2和ΔH3间的关系正确的是: A. ΔH3 = ΔH1+2ΔH2 B. ΔH3 = ΔH1+ΔH2 C. ΔH3 = ΔH1—2ΔH2 D. ΔH3 = ΔH1—ΔH2 A 【例题3】同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。 已知：①P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1 = － 2983.2 kJ/mol ②P(s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2 = － 738.5 kJ/mol 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。 P4(s,白磷)=4 P(s,红磷) ΔH = － 29.2 kJ/mol 【例题4】利用肼(N2H4,液态) 在NO2中燃烧，生成N2、气态H2O，是火箭发射常用的反应之一。 已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1= +66.4 kJ/mol N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=－ 534 kJ/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。 2N2H4(l)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=－ 1134.4 kJ/mol ②×2 －① 【小结】利用盖斯定律进行反应热的计算时注意： 1.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。 2.分析各热化学方程式关系，看系数扩倍数； 反写成逆反应时ΔH要变号。 1. (1)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为　 _______________________________________________________。 (2)常温下14g CO在足量氧气中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，写出该热化学方程式________________________________________________。 B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)　　 ΔH = － 2165 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH = － 282.6 kJ/mol 达标检测 2.(1)已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH =－290.6 kJ/mol，求1.6g 硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？ (2)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH =－393.5 kJ/mol，要获得1000 kJ热量，需燃烧多少克碳？ 30.5 g 达标检测 14.53 kJ 3.在298K、100kPa时，已知： 2H2O(g) =O2(g) + 2H2(g) ΔH1 H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g) +2H2O(g) =4HCl(g) +O2(g) ΔH3 则ΔH1与ΔH2和ΔH3间的关系正确的是: A. ΔH3 = ΔH1+2ΔH2 B. ΔH3 = ΔH1+ΔH2 C. ΔH3 = ΔH1—2ΔH2 D. ΔH3 = ΔH1—ΔH2 A 达标检测 4. 同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。 已知：①P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1 = － 2983.2 kJ/mol ②P(s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2 = － 738.5 kJ/mol 试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。 P4(s,白磷)=4 P(s,红磷) ΔH = － 29.2 kJ/mol 达标检测 ΔH= ΔH1+ ΔH2= －285.8 kJ/mol 5.已知： H2O(g)=H2O(l) ΔH2=－44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=－241.8kJ/mol （1）H2的燃烧热ΔH是多少？ （2）写出表示氢气燃烧热的热化学方程式。 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=－285.8 kJ/mol 达标检测 6.利用肼(N2H4,液态) 在NO2中燃烧，生成N2、气态H2O，是火箭发射常用的反应之一。 已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1= +66.4 kJ/mol N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=－ 534 kJ/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。 2N2H4(l)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=－ 1134.4 kJ/mol ②×2 －① 达标检测 【例题1 】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： 在25 ℃和101 kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ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。 【题型1】根据质量或物质的量计算反应热 任务二 反应热的计算 (1) (2) FeS2的摩尔质量为120 g/mol。 1 kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000 g×90% = 900 g 900 g FeS2的物质的量为： 理论上，1 kg 黄铁矿完全燃烧放出的热量为： 7.5 molg× 853 kJ/mol= 6398 kJ ΔH＝－853 kJ/mol 根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800 kJ。 C6H12O6的摩尔质量为180 g/mol。 100 g C6H12O6的物质的量为: 0.556 molC6H12O6完全氧化时产生的热量为: 0.556 mol×2800kJ/mol=1557kJ 【例题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: 计算100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。 $