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反应热的计算，以窑气法制备碳酸钡工业流程为情境，通过燃料选择、核心工艺等任务，串联键能计算、热化学方程式、盖斯定律等知识点，搭建从已知到未知的学习支架，引导学生逐步掌握计算方法。 其亮点在于以真实工业问题驱动，融合科学探究与实践，通过虚拟路径法、加合法等模型建构培养科学思维，如用盖斯定律计算碳不完全燃烧焓变。总结多种计算方法强化化学观念，助力学生形成解决实际问题的能力，也为教师提供情境化教学素材，提升教学效果。

课题：反应热的计算 1 情景导入 2 情景导入 窑气法制备碳酸钡工艺流程 重晶石 煤炭 BaS Ba(HS)2 BaCO3 CO2 H2S 煅烧 水 水浸 过滤烘干 制硫磺 产品 碳化 能量来源？ 任务一：燃料选择 1.根据反应物、生成物的键能计算反应热 化学键 C-H O=O C=O H-O 键能/kJ·mol－1 413 493 803 463 根据键能数据计算CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)的反应热ΔH ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和 ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和 ＝(4×413＋2×493－2×803－4×463)kJ/mol＝－820 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol 试计算煤炭和甲烷气体各1 kg 时，二者分别所能提供的热量 2.根据热化学方程式计算反应热 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。 aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)　ΔH a　　　b　　　 c　　 d　 　 |ΔH| n(A)　 n(B)　 n(C)　 n(D)　 Q = = = = 任务一：燃料选择 [解]根据题意， C的摩尔质量为12 g/mol， CH4的摩尔质量为16 g/mol 则1 kg C的物质的量为83.3 mol，1 kg CH4的物质的量为62.5 mol 1 kg C充分燃烧释放的热量为：83.3 mol×393.5 kJ/mol =32778.55 kJ 1 kg CH4充分燃烧释放的热量为：62.5 mol×890.3 kJ/mol =55643.75 kJ 任务一：燃料选择 天然气 煤炭 ？ BaSO4+2C=BaS+2CO2 C(s)+1/2O2(g)=CO (g) BaSO4+4CO=BaS+4CO2 ΔH=？ 重晶石 煤炭 BaS Ba(HS)2 BaCO3 CO2 H2S 煅烧 水 水浸 过滤 烘干 制硫磺 产品 碳化 BaSO4 任务一：燃料选择 任务二：核心工艺 C的燃烧，很难控制C只生成CO而不继续生成CO2，因此C(s)+1/2O2(g)=CO (g) 的ΔH 无法直接测得。但这个反应的反应热是工业生产中非常有用的数据，应该如何获得呢？ 应用盖斯定律，可间接地把它的反应热计算出来。 思考：能否利用一些已知反应的反应热来计算它的反应热呢？ 3.根据盖斯定律计算反应热 CO2(g) C(s)+ O2(g) CO(g)+ O2(g) 1 2 ∆H3 ∆H1 ∆H2 根据盖斯定律，有： ∆H1 = ∆H3 + ∆H2 ∆H3=∆H1-∆H2 =-393.5kJ/mol -(-283.0kJ/mol) = -110.5kJ/mol C(s) + 1/2 O2(g) = CO(g) ∆H3 = -110.5kJ/mol C(s) + 1/2 O2(g) = CO(g) ∆H3 =? 解题模型:虚拟路径法 模型建构：计算碳不完全燃烧的反应热 任务二：核心工艺 9 C(s) + 1/2 O2(g) = CO(g) ∆H3 =? 解题模型:加合法 C(s)+ O2(g) = CO2(g) ∆H1=-393.5kJ/mol CO2(g) = CO(g)+ O2(g) ∆H4=+283.0kJ/mol 1 2 + C(s) +1/2O2(g) = CO(g) ∆H3 =∆H1+∆H4 = -110.5kJ/mol CO(g)+ O2(g) = CO2(g) ∆H2=-283.0kJ/mol 1 2 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。 模型建构：计算碳不完全燃烧的反应热 任务二：核心工艺 10 运用盖斯定律计算反应热的解题模型： 先找出待求解反应的目标化学方程式 调方向：根据目标热化学方程式调整可用的已知热化学方程式的方向，同时调整∆H 的符号 调系数：根据目标热化学方程式将调整好方向的热化学方程式乘以某一个系数以便后续消去无关物质，同时调整∆H的值 将调整好的热化学方程式进行加合，以得到待求解的化学方程式的∆H 调整 加合 找出 任务二：核心工艺 11 已知下列各反应的焓变 ①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s) ∆H1 = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) ∆H2= -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ∆H3 = -393.5 kJ/mol 请计算：煅烧石灰石的热化学方程式 ∆H4=+178.2kJ/mol 任务二：核心工艺 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 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，反应的黄雪方程式为： 4FeS2 + 11O2 === 2Fe2O3 + 8SO2 在25和101kPa时，1mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ热量。这些热量(工业中叫“废热”)在生产中得到了充分的利用，大大降低了生成成本，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 FeS2(s) + O2(g) == Fe2O3(s) + 2SO2(g) ΔH=－853kJ/mol 11 4 1 2 高温 1 kg黄铁矿中所含FeS2的物质的量： n(FeS2) = (1000g×90%) ÷ 120g/mol = 7.5 mol 1 kg黄铁矿(FeS2的含量为7.5mol)完全燃烧放出的热量：7.5 mol × 853 kJ/mol = 6398 kJ (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 记住(1)中热化学反应方程式所表示的意义，将题干中的其他物理量转换成物质的量 三、利用热化学方程式计算 ΔH 【例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100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量 C6H12O6(s) + 6O2(g) == 6CO2(g) + 6H2O(l) △H=－2800 kJ/mol 【解】n(葡萄糖) = 100g ÷ 180g/mol = 0.566 mol 100g葡萄糖完全燃烧放出的热量: 0.566 mol × 2800 kJ/mol = 1557 kJ 盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关。 △H＝ △H1 ＋ △H2 ＋ △H3 盖斯定律的表达： 已知下列热化学方程式 ① 2C(s) + O2(g) == 2CO(g) △H1= - 221kJ/mol ② 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(g) △H2 = - 484kJ/mol 计算 C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) 的△H △H = +131.5 kJ/mol 三、根据盖斯定律计算 ΔH 例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： 试计算CH4(g) == C(s) + 2H2(g) 的△H ① C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2 (g) △H1 = +131.5 kJ/mol ② CH4(g) + H2O(g) == CO(g) + 3H2(g) △H2= +205.9 kJ/mol 【解】分析各化学反应方程式关系可得： 可由②－①运算得到方程 CH4(g) == C(s) + 2H2(g) 则△H = △H2 － △H1 = +205.9 kJ/mol －131.5 kJ/mol = +74.4 kJ/mol 即 CH4(g) == C(s) + 2H2(g) △H= +74.4 kJ/mol 例1：家用液化气的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常温常压下，丁烷的燃烧热ΔH＝－2 900 kJ·mol－1，则1 g丁烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为 。 50 kJ Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。 五、根据物质的燃烧热数值计算 ΔH 反应热的计算方法 根据物质的键能计算 根据热化学方程式计算 根据盖斯定律计算 根据能量图像计算 根据燃烧热的数值计算 化学（人教版） 选择性必修1 反应热的计算 同学们，再见！ $