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

第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 1.认识盖斯定律的概念和意义。 2.理解盖斯定律的本质，并能运用盖斯定律计算反应热。 3.能够通过热化学方程式、键能、图像、盖斯定律等进行相关计算。 核心素养 发展目标 盖斯定律 一 如何测定如下反应: C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热△H？ ①能直接测定吗？如何测？ ②若不能直接测，怎么办？ 因为C燃烧时，很难控制C只生成CO而不继续生成CO2，因此产物不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成。 △H 【思考】化学反应中反应热（△H）与反应途径有关系吗？ 无关 1840年瑞士化学家盖斯通过大量实验事实证明，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。 能量 生成物 反应物 海 拔 370 m 翠屏山 盖斯简介 G.H.Germain Henri Hess (1802～1850)俄国化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础教育。1826～1827年，在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。 1830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究 化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授 并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。 1838年成为俄国科学院院士。 盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。1836年发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有《纯粹化学基础》(1834)，曾用作俄国教科书达40年。 盖斯定律是在热力学第一定律之前发现的，实际上是热力学第一定律在化学反应的具体体现，是状态函数的性质。盖斯定律奠定了热化学计算的基础，使化学方程式像普通代数方程那样进行运算，从而可以根据已经准确测定的热力学数据计算难以测定的反应热。 一、盖斯定律 化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热总是相同的。 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。 ΔH=ΔH1+ΔH2 B ΔH A C ΔH1 ΔH2 阅读教材P14~15 盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。 注意: 1. △H只与反应体系的始态和终态有关 ΔH =ΔH1+ΔH2 = ΔH3+ΔH4+ ΔH5 2.不同途径的反应方程式和热效应可进行代数运算 3.计量数的变化与反应热数值的变化要对应 4.反应方向发生改变,反应热的符号也要改变 已知：Ⅰ.C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 如何根据上述两个反应，计算C(s)＋O2(g)=CO(g)的反应热ΔH。 找唯一：C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次 同侧加：C是Ⅰ中反应物，为同侧，则“＋Ⅰ” 异侧减：CO是Ⅱ中反应物，为异侧，则“−Ⅱ” 调化学计量数：化学计量数相同，不用调整，则Ⅰ－Ⅱ即为运算式。 所以ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 找出，调整，加和，求焓 (1)CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g) ;△H1= −90.1kJ·mol-1 (2) CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ;△H3= −41.1kJ·mol-1 (3)2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)+H2O(g) ; △H4= −24.5kJ·mol-1 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学 方程式为 。 已知下列两个热化学方程式： 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 ③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= −1370 kJ/mol 计算: 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH 解： ①×2 + ②×4 - ③ = ④ 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH1= −566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) ΔH2= −1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) ΔH3 = + 1370 kJ/mol +) 2CO(g)＋ 4 H2(g) = H2O(l)＋ C2H5OH(l) ΔH ＝−339.2 kJ/mol 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 找唯一，同加异减，定系数 【2024·山东·28】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 求C(s)+CaO(s)+2H2O(g)=CaCO3(s)+2H2(g) 的焓变ΔH=_____(用代数式表示) ΔH1 + ΔH3 + ΔH2 【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) 【2025·四川·18】乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(l) ② HOCH2CHO(l)+H2(g)=HOCH2CH2OH(l) 已知：△fHm为物质生成焓，反应焓变△H=产物生成焓之和−反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 回答下列问题： (1)生成乙二醇的总反应③，其热化学方程式为 ， 物质 HCHO(g) CO(g) H2(g) HOCH2CH2OH(1) △fHm/kJ·mol-1 -116 -111 0 -455 HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(l) △H=−228 kJ·mol-1 次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4。 已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O( l )　ΔH＝a kJ·mol-1 NaCl(aq)＋H2O(l)＝NaClO(aq)＋ H2(g)　ΔH＝b kJ·mol-1 4Na2FeO4 (aq)＋10H2O(l)＝4Fe(OH)3(s)＋3O2 (g)＋8NaOH(aq)　 ΔH＝c kJ·mol-1 反应2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋ 4NaOH(aq)=2Na2FeO4(aq) ＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol-1 。 按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知： ①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H1=−176kJ/mol ②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H2=−35.1kJ/mol ③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) △H3=−72.3kJ/mol ④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) △H4=−52.3kJ/mol ⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) △H5=？ 则第⑤个方程式中的反应热△H是____________。 ⑤=④+③+②−①， 即△H5 = +16.3kJ/mol 已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (l) △H1=− 19.5kJ·mol-1 ② N2H4 (l) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O △H2= −534.2kJ·mol-1 写出肼和N2O4 反应的热化学方程式 ； 2N2H4 (1)+N2O4(1) = 3N2(g)+4H2O(g) △H= −1048.9kJ·mol-1 氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用。肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。 练习 课本P19 T4 2N2H4 (1)+2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(g) △H= −1134.4kJ·mol-1 根据碘与氢气反应的热化学方程式 (i) I2(g)+ H2(g) ⇌2HI(g) △H= − 9.48 kJ/mol (ii) I2(S)+ H2(g) ⇌2HI(g) △H= + 26.48 kJ /mol 下列判断正确的是（ ） A．254g I2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48 kJ B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ C．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定 D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低 D 选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法，主要反应如下： ①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) ＝ 4N2(g)+6H2O(g) △H1=a kJ·mol-1 ②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g) ＝ 3N2(g)+6H2O(g) △H2=b kJ·mol-1 副反应4NH3(g)+5O2(g) ＝ 4NO(g)+6H2O(g) △H3=d kJ·mol-1 可以计算出反应2NO(g)+O2 (g)＝ 2NO2(g)的△H为（ ） A. (4b-3a+d)/4 B. (4a-3b+d)/4 C. (3b-4a+d)/4 D. (3a-4b+d )/4 D 已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH1 B 我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)+CO2(g) ⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H1b)CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2c)CH4(g) ⇌C(s)+2H2(g) ∆H3d)2CO(g) ⇌CO2(g)+C(s) ∆H4e)CO(g)+H2(g) ⇌H2O(g)+C(s) ∆H5 (1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=__________________________ (写出一个代数式即可)。 利用盖斯定律得出多个结论 ∆H2+∆H3-∆H5或∆H3-∆H4 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)＋H2O(g) = CO2(g)＋3H2(g)；∆H = + 49.0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)＋1/2O2(g) = CO2(g)＋2H2(g)；∆H =−192.9 kJ·mol－1 下列说法正确的是(      ) (A)CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol－1 (B)反应①中的能量变化如图所示 (C)CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 (D)根据②推知反应： CH3OH(l)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g)的∆H＞−192.9 kJ·mol－1 D 化学反应N2＋3H2 ＝ 2NH3的能量变化如题图所示，该反应的热化学方程式是（      ） A．N2(g)＋3H2(g) ＝ 2NH3(g) ； ∆H ＝ 2(b−a)kJ·mol－1 B．N2(g)＋3H2(g) ＝ 2NH3(l)； ∆H ＝ 2(a−b−c)kJ·mol－1 C．½N2(g)＋3/2H2(g) ＝ NH3(l) ；∆H ＝ (b＋c−a)kJ·mol－1 D．½N2(g)＋3/2H2(g) ＝NH3(g) ；∆H ＝ (a＋b)kJ·mol－1 B 脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应： 反应ⅰ. 反应ⅱ. 反应过程中各物质相对能量如图(TS1、TS2表示过渡态)： CO(g)和 NO(g) 反应生成 N2(g)的热化学方程式为 _________________________________________________ NO(g)＋CO(g)＝N2(g) ＋CO2(g) ∆H ＝ −747.2kJ·mol－1 1.“天朗气清，惠风和畅。”研究表明，利用Ir＋可催化消除大气污染物N2O和CO，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH＝−283 kJ·mol－1，则2N2O(g)＝2N2(g)＋O2(g)的反应热ΔH(kJ·mol－1)为(　　) A.－152 B.－76 C.＋76 D.＋152 A 2. CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示： 已知相关反应的能量变化如图2所示，过程Ⅰ的热化学方程式为______________________________________________。 CH4(g)＋CO2(g) = 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1 －eq \f(3,2)a－3b－eq \f(1,2)c 3H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2 2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)　ΔH3 2Al(s)＋eq \f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)　ΔH4 2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　) A.ΔH1＜0，ΔH3>0 B.ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3 C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 $