1.2 盖斯定律、燃烧热计算 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

盖斯定律 燃烧热的计算 第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 A点就相当于反应体系的始态，B点相当于终态，人的势能相当于化学反应的反应热 一、盖斯定律 山的高度与登山路径无关 2 一、盖斯定律 1、内容：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。 2、特点： 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，而与反应进行的途径无关。 3 思考:反应热可以通过实验直接测定 还记得用啥吗？ 量热计 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？ 计算 4 【回扣释疑】 1、已知下列反应的反应热： ①C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-393.5 kJ/mol ②CO(g)+ 1/2 O2 (g)=CO2(g) ∆H2=-283.0 kJ/mol 试运用盖斯定律来计算反应③的反应热 ③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ∆H= ？ ∆H=∆H1 - ∆H2 找唯一 同加、异减 化系数 5 1、目标方程中找唯一 2、同加异减 3、化系数 目标方程式中的物质：在给出的各个已知方程式中只出现一次 目标方程式中的物质： 与已知方程式中物质在方程式的同侧，则相加； 与已知方程式中物质在方程式的异侧，则相减； 把已知方程式中的系数化成与目标方程式中物质的系数一致。 方法步骤： 例2：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) △H1=-2983.2 kJ/mol ②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= -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)= 4P(s、红磷) △H=-29.2kJ/mol 第2步：找唯一，同侧加、异侧减，化系数 【演练获得】 第1步：写目标方程 P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) ΔH＝ ΔH1 －4 × ΔH2 第3步：写方程 P4(s、白磷)= 4P(s、红磷) △H=-29.2kJ/mol 三：2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol 例3：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/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。 【拓展提升】 一：2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H 二：ΔH＝2ΔH2 － ΔH1 例4：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) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol 试计算: ④ 2CO(g)＋ 4 H2(g) = H2O(l)＋ C2H5OH (l) 的ΔH 【解】：④ = ①×2 + ②×4 - ③ ΔH＝2ΔH1＋4ΔH2 －ΔH3 ＝－339.2 kJ/mol 【拓展提升】 例5：已知C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别是393.5KJ/mol、285.8KJ/mol、870.3KJ/mol (注：CH3COOH的燃烧产物是CO2和H2O)， 则反应 2C(s)+2H2(g)+O2(g)＝CH3COOH(l)的焓变ΔH 为（ ） A．-488.3 kJ•mol﹣1 B．﹣762.6 kJ•mol﹣1 C．-654.9 kJ•mol﹣1 D．+191 kJ•mol﹣1 【拓展提升】 A 二、反应热的计算 1、用盖斯定律计算反应热 1、目标方程中找唯一 2、同加异减 目标方程式中的物质：在给出的各个已知方程式中只出现一次的物质 目标方程式中的物质： 与已知方程式中物质在方程式的同侧，则相加； 与已知方程式中物质在方程式的异侧，则相减； 3、化系数 把已知方程式中的系数化成与目标方程式中物质的系数一致。 11 一、用盖斯定律计算反应热 下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_____________________、___________________________________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。 12 【变式1】 已知：①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH1＝－566 kJ·mol－1； ②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　ΔH2＝＋180 kJ·mol－1， 则2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是 解析　利用盖斯定律可知①－②即可得： 2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)，故该反应的 ΔH＝－566 kJ·mol－1－180 kJ·mol－1＝－746 kJ·mol－1。 一、用盖斯定律计算反应热 13 【变式2】甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应： ①CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋206 kJ/mol ②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJ/mol 写出CH4与 CO2生成H2和CO的热化学方程式： 一、CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)　 一、用盖斯定律计算反应热 二、ΔH = ΔH1- ΔH2= +247 kJ/mol 三、CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH = +247 kJ/mol　 14 一、用盖斯定律计算反应热 【变式3】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：CH4-CO2催化重整反应为： CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知： ①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1=-75 kJ·mol−1 ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-394 kJ·mol−1 ③C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g) ΔH3=-111 kJ·mol−1 该催化重整反应的ΔH=______kJ·mol−1， ΔH= -ΔH1-ΔH2+2ΔH3 = +247 kJ·mol−1 15 【变式4】已知Δ(g)+H2(g)＝CH3CH2CH3(g) ΔH1=-157 KJ/mol。已知Δ(g)的燃烧热ΔH2 =-2092 KJ/mol，CH3CH2CH3(g) 的燃烧热ΔH3=-2220 KJ/mol，1mol液态水蒸发为气态水的焓变ΔH4=+44 KJ/mol，则2mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH （ KJ/mol）为（ ） A．-658 B．﹣482 C．-329 D．-285 B 【解】：ΔH=2ΔH1 - 2ΔH2 + 2ΔH3+ 2ΔH4 一、用盖斯定律计算反应热 （1）ΔH的值与系数相对应，其符号与反应方向相对应。 （2）当反应式乘以或除以某数时，ΔH 也应乘以或除以某数。 （3）反应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带 “+”、“-”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 注意事项： 17 二、用键能计算反应热 ΔH＝E反应物总键能－E生成物总键能=E吸-E放 物质 CO2 (C=O) CH4 (C－H) P4 (P－P) SiO2 (Si－O) 石墨 金刚石 S8 (S－S) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 常见物质中的化学键数目 18 【变式1】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－1、P—O b kJ·mol－1、P=O c kJ·mol－1、O=O d kJ·mol－1，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－1 B．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1 C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1 D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 二、用键能计算反应热 【答案】A 19 【变式2】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(　　) 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 B 二、用键能计算反应热 解析　观察题给图像可以得到，上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。 20 二、用键能计算反应热 【变式3】已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙mol -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（ ） A．拆开 1 mol H2(g) 中的化学键需要 吸收 932 kJ能量 B．拆开 1 mol H2O(g) 中所有化学键需要 吸收 926 kJ能量 C．1 mol H2O(l) 转变为 1mol H2O(g)需要吸收 88 kJ能量 D．2 mol H2(g) 和 1mol O2(g) 反应生成 2 mol H2O(l)，共放热 1940 kJ B 21 二、用键能计算反应热 (1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1 462.9 【变式4】H2是一种清洁能源，H2的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。已知：①4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 ②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－184 kJ·mol－1 (2)断开1 mol H—O所需能量为_______kJ。 ③ 22 三、用反应物和生成物的总能量计算反应热 ΔH＝E生成物的总能量 - E反应物的总能量 ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol = -c kJ/mol ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol = +c kJ/mol 23 【变式1】研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。NO2有较强的氧化性，能将SO2氧化成SO3，自身被还原为NO。已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则NO2氧化SO2生成SO3(g)的热化学方程式为 NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g)　 三、用反应物和生成物的总能量计算反应热 ΔH＝ΔH1-ΔH2=－41.8 kJ/mol 24 【变式2】电石气是一种常见燃料，C2H2(g) + 5/2 O2(g) ＝ 2CO2(g) + H2O(l) ΔH 有关化学反应的能量变化如右图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：O=O为500、C-H为410，则断裂1molC≡C 键所需的能量（kJ）是（ ） 三、用反应物和生成物的总能量计算反应热 A．840 B．1590 C．900 D．1250 A 410*2+x+5/2*500-4166=-1256 x=840 25 2H2(g)＋O2(g) ＝ 2H2O(g) ∆H1＝－483.2kJ/mol H2(g)＋1/2O2(g) ＝ H2O(g) ∆H2＝? 注：反应热与各物质的物质的量成比例关系。 对于相同的反应，化学计量数增大n倍，反应热也相应增大n倍 －241.6kJ/mol 26 例：已知由氢气和氧气反应生成4.5g水蒸气时放出60.45KJ的热量，（1）写出H2燃烧的热化学方程式。 （2）计算50gH2燃烧放出的热量。 答案：已知生成4.5g水蒸气（0.25mol）放出60.45KJ的热量 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH 2mol 1mol 2mol | ΔH | 0.25mol 60.45KJ | ΔH |=483.6KJ/mol 放热，ΔH = -483.6KJ/mol 故 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH=-483.6KJ/mol 故 50gH2燃烧放出的热量：(50÷4)mol×483.6KJ=6045KJ 27 小结-----反应热的计算 反应热的计算方法 根据△H=生成物的总能量-反应物的总能量 根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能 根据热化学方程式成比例计算 根据盖斯定律计算 根据图像信息计算 28 $