1.2 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

该高中化学课件围绕“化学反应的热效应”展开，系统讲解盖斯定律及其在反应热计算中的应用，从能量守恒视角切入，通过燃烧热、生成焓、键能等多种方法构建反应热计算的知识体系，前后衔接自然，形成由浅入深的学习支架。 其亮点在于深度融合科学思维与化学观念，以典型例题引导学生运用代数运算法和虚拟路径法解决复杂反应热问题，如氢气燃烧热的推导和乙醇合成反应的ΔH计算，体现宏观、微观、符号三重表征的思维过程。同时注重科学探究与实践，设计实验数据处理任务，培养学生证据推理与模型建构能力。此资料既提升学生的问题解决能力，又助力教师高效开展概念深化教学。

第一章 化学反应的热效应 1.2 反应热的计算 1.2.1 盖斯定律 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 2 从能量守恒角度理解盖斯定律 能运用盖斯定律解决具体问题 利用盖斯定律和热化学方程式等进行有关反应热的计算 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 3 思考1 下列数据△H1表示燃烧热吗？ H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol 提供： H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △H= 那么，H2的燃烧热△H究竟是多少?如何计算? =-285.8kJ/mol △H1+△H2 一、盖斯定律 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 4 1、定义： 不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。 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。 瑞士化学家盖斯 盖斯是瑞士化学家，早年从事分析化学研究，1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的能量。1836年经过多次试验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，1840年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。所以我们常称盖斯是热化学的奠基人。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 5 2、表现形式 若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如图) △H＝△H1+△H2 则ΔH ＝ΔH1＋ΔH2 ＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 6 3、理解 先从始态S变化到终态L体系放出热量(∆H1 <0) 然后从L到S，体系吸收热量(∆H2>0) △H1 +△H2 ≡ 0 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 7 4、应用: 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1＝? (1)虚拟路径 C(s)+ O2(g) CO2(g) CO(g) +1/2O2(g) 路径I 路径II △H1 △H3 △H2 物质 燃烧热 ΔH (kJ/mol) C(s) −393.5 CO(g) −283.0 △H1＝ △H2 ＋ △H3 △H3 ＝△H1 -△H2 = −393.5 − (−283.0) = −110.5 kJ/mol 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 8 (2)代数运算法 即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) △H3＝？ CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1＝-393.5 kJ/mol +) △H1 =△H2+ △H3 ∴△H3 = △H1 － △H2 = -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 9 1、已知 ① CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol　 试计算: ④2CO(g)＋ 4 H2(g)==== H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH 目标方程 ④=①×2 + ②×4 - ③ 所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3       ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol 代数运算法的一般思路 观察：观察目标方程中各物质在已知反应中的位置，找到中间产物； 变形：以目标方程式为参考，将已知方程式变形，以消去中间产物； 叠加：将变形后的方程式进行叠加，反应热也相应叠加 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 11 应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项 热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 热化学方程式相加减时，反应热也随之相加减。 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。 若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进行颠倒，然后相加，更不易出错。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 12 1、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) + ½ O2(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) 2、某次发射火箭，用N2H4(肼)在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 请写出发射火箭反应的热化学方程式。 练手小训练 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 13 3、已知25 ℃、101 kPa时： ①4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol-1 ②C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH＝－393 kJ·mol-1　　　 ③2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol-1　 FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是: 第一章 化学反应的热效应 1.2 反应热的计算 1.2.2 反应热的计算 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 15 掌握反应热计算的几种常见方法。 了解反应热计算的常见题型。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 16 1、利用热化学方程式 反应热与各物质的物质的量成正比 热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数 注意：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。 例1：已知下列信息： ①Na(s)＋1/2Cl2(g)===NaCl(s)　 ΔH＝－411 kJ·mol-1 求：(1)求生成2 mol NaCl的反应热 一、反应热计算的几种常见方法 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 17 2、利用燃烧热 可燃物完全燃烧放出的热量＝n(可燃物) × |ΔH| 注意：这里的ΔH为燃烧热。 例2：在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，写出CH4燃烧热的热化学方程式； 2240 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少？ 例3： 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 18 3、利用中和热 中和反应放出的热量= n(H2O) ×|ΔH| 注意：这里的ΔH为中和热。 4、利用盖斯定律将2个或2个以上的热化学方程式相加或相减得到一个新的热化学方程式，则ΔH也要作相应的加减。 方程式相加减， ΔH相加减！ 注意：求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 19 5、利用反应物和生成物的总能量 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量 6、根据反应物和生成物的键能 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能=Q断-Q成 例4：已知：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2； 有关化学键的键能如下。 化学键 C－H C＝C C－C H－H 键能 (kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3 试计算该反应的反应热。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 20 7、利用图像的有关计算 ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =-ckJ/mol ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =+ckJ/mol 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 21 *8、利用标准生成焓计算 标准生成焓：在T(K)下，由指定单质生成1mol某种物质(化合物或其他形式的物种)的焓变叫做该物质在T(K)时的标准生成焓。符号是△fHmθ。若在298K下测定，符号可简化为是△Hfθ。如 C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △Hfθ=-394 kJ/mol ， CO2 (g)的标准生成焓为△Hfθ=-394 kJ/mol 稳定态单质本身的△Hfθ=0 例5：下表为几种物质在298K的标准生成焓，则反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的△H= kJ/mol 反应焓变△H=生成物生成焓之和减去反应物生成焓之和(考虑系数) 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 22 *8、利用标准生成焓计算 标准生成焓：在T(K)下，由指定单质生成1mol某种物质(化合物或其他形式的物种)的焓变叫做该物质在T(K)时的标准生成焓。符号是△fHmθ。若在298K下测定，符号可简化为是△Hfθ。 由摩尔生成焓的定义知：任何一种稳定单质的标准摩尔生成焓都等于零。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 23 *8、利用标准生成焓计算 因为C(石墨)是稳定单质，所以C(石墨) 的反应热是CO2(g)的生成焓。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 24 C+2H2 C+O2 2H2+O2 二、反应热的比较 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 25 1．比较类型与方法 (1)同一反应，生成物的状态不同 如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0 因为C(g)===C(l)　ΔH3 <0， 而ΔH3＝ΔH2－ΔH1，则ΔH1>ΔH2。 (2)同一反应，反应物的状态不同 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1   2025/9/10 恩施高中 卿恩平 26 (3)同素异形体的不同单质发生相似反应，产物相同时 如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH1＝－a kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH2＝－b kJ·mol－1   2025/9/10 恩施高中 卿恩平 27 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 28 4、2SO2(g)+O2(g)⇋2SO3(g) △H =-197KJ/mol 若一密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达平衡时，反应放热为Q1KJ,另一密闭容器中通入2molSO2和1.5molO2，达平衡时反应放热为Q2KJ,则( ) A.Q1＜Q2＜197 B.Q2＞Q1=197 C.Q1=Q2=197 D.Q2＜Q1＜197 5、已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：CuSO4•5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(l) △H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则( ) A．Q1>Q2 B．Q1=Q2 C． Q1<Q2 D．无法确定 练手小训练 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 29 6、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为： 2H2( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) ;△H =- 571.6 kJ •mol-1 C3H8( g ) +5O2 ( g ) = 3CO2 ( g ) +4H2O (l ) ;△H =- 2220 kJ •mol-1 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为( ) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1 7、 100 mL 0.200 mol·L－1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1 ℃，反应后最高温度为30.1 ℃。 已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18 J·g－1·℃－1、溶液的密度均近似为1.00 g·cm－3，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算： (1)反应放出的热量Q＝________J。 (2)反应Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝________kJ·mol－1(列式计算)。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 30 8、 (1)Deacon发明的直接氧化法制氯气的化学方程式为4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： ①2CuCl2(s)===2CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝＋83 kJ·mol－1 ②2CuCl(s)＋O2(g)===2CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1 ③CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1 则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。   (4)两个有联系的不同反应 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0 C(s)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO(g)　ΔH2<0 C(s) eq \o(――→,\s\up17(ΔH1)) CO2(g) C(s) eq \o(――→,\s\up17(ΔH2)) CO(g) eq \o(――→,\s\up17(ΔH3)) CO2(g)　ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。 并据此可以写出热化学方程式：CO(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2。 $