1.2.2反应热的计算方法 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2025-09-21
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普通
摘要:
该高中化学课件聚焦反应热的计算方法,通过长征五号火箭情景导入,衔接化学反应热效应概念,构建从热化学方程式、键能、总能量到燃烧热、盖斯定律的计算体系,形成递进式学习支架。
其亮点在于融合科学思维(多方法逻辑推理)与科学态度(工业废热利用实例),通过黄铁矿燃烧计算、火箭燃料热化学问题等例题变式,培养学生证据推理与实际应用能力。学生能深化理解,教师可依托结构化案例提升教学效率。
内容正文:
第二课时反应热的计算方法
第一章化学反应的热效应
选择性必修1
第二节 反应热的计算
为什么我们需要进行反应热的计算?
长征五号“身高59.5米起飞重量为643吨,起飞推力为833.8吨。近地轨道25吨地球同步转移轨道14吨。
【情景引入】
【新课讲授】
一、根据热化学方程式计算
依据:反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比
aA + bB = cC + dD ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) |Q|
则a/n(A)=b/n(B)=c/n(C)=d/n(D)=|ΔH|/|Q|
【例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:
4FeS2+11O2=2Fe2O3 + 8SO2
在25 ℃和101 kPa时,1mol FeS2(s)完全燃烧生成 Fe2O3(s) 和SO2(g)时放出853kJ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1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量
解:(1)
4FeS2 (s) + 11O2(g) = 2Fe2O3 (s)+ 8SO2(g)
∆H=-853kJ/mol
(2)FeS2的摩尔质量为120g/mol
1kg黄铁矿含FeS2的质量为:1000gx90%=900 g
900 g FeS2的物质的量为:900 g/120 g·mol-1=7.5 mol
理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:
7.5 mol x853 kJ/mol=6 398 kJ
【变1】25 ℃、101 kPa,将1.0 g钠与足量氯气反应,生成氯化钠晶体,并放出17.87 kJ热量,求生成1 moL氯化钠的反应热。
23 g/mol x
1 g - 17.87 kJ
x=23 g/mol×(-17.87 kJ)÷ 1.0 g
=-411 kJ/mol
解:设生成1 mol NaCl的反应热为x
23 g/mol : x= 1g : - 17.87 kJ
Na(s) + Cl2(g) = NaCl (s) ∆H(kJ/mol)
1
2
二、根据键能计算反应热
计算依据 △H=反应物的键能总和-生成物的键能总和
【例题2】已知:CH3CH3→CH2=CH2+H2;有关化学键的键能如下。试计算该反应的反应热。
ΔH =(347.4+6ⅹ414.4) – (615.3+4ⅹ414.4 +435.3)
=+125.6 kJ/mol
化学键 C-H C=C C-C H-H
键能 (kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3
【变2】白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P a kJ/mol、P—O b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d kJ/mol,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
B.(4c+12b-6a-5d) kJ/mol
C.(4c+12b-4a-5d) kJ/mol
D.(4a+5d-4c-12b) kJ/mol
A
∆H=(E2-E1)kJ/mol
=(a-b) kJ/mol
=-ckJ/mol
三、根据总能量计算反应热
计算依据 △H=反应物的总能量总和-生成物的总能量总和
【例题3】已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )
B
A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键,放出a kJ能量
五、根据物质的燃烧热计算
依据: ΔH: Q放=n可燃物×|ΔH|。
【例5】 乙醇的燃烧热: ΔH=-1 366.8 kJ/mol,在25 ℃、101 kPa,46 kg乙醇充分燃烧放出多少热量?
[解析] 乙醇的燃烧热是1 mol 乙醇(即46 g乙醇)充分燃烧的反应热,46 kg 乙醇充分燃烧放出的热量 ×1 366.8 kJ=1.3668×106kJ。
×
据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式,同时反应热也作相应的改变。
【例6】已知下列反应的反应热:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
(2)C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH2
(3)H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(l) ΔH3
试计算下列反应的反应热:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)
ΔH= 。
六、根据盖斯定律计算
2ΔH3+2ΔH2-ΔH1
1.发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①H2(g)+2(1)O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ/mol
②H2(g)=H2(l) ΔH2=-0.92 kJ/mol
③O2(g)=O2(l) ΔH3=-6.84 kJ/mol
④H2O(l)=H2O(g) ΔH4=+44.0 kJ/mol
则反应H2(l)+2(1)O2(l)=H2O(g)的反应热ΔH为( )
A.+237.46 kJ/mol B.-474.92 kJ/mol
C.-118.73 kJ/mol D.-237.46 kJ/mol
【课堂练习】
D
2.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 。
+16.3kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
2.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知:①Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
D
5.已知:1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g),根据表中所列化学键的键能数据,可判断出该反应的反应热ΔH为( )
化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si
键能/(kJ·mol-1) 360 436 431 176
A.+412 kJ·mol-1
B.-412 kJ·mol-1
C.+236 kJ·mol-1
D.-236 kJ·mol-1
C
扬帆起航
追梦之旅绘就璀璨星河
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