1.2 反应热的计算 第2课时（同步课件）化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦反应热计算，涵盖根据键能（能量）、热化学方程式、盖斯定律三种方法。通过工业热量回收（如黄铁矿燃烧）和生活情境（葡萄糖氧化）导入，从能量/键能关系到方程式比例计算，再到盖斯定律间接计算，搭建递进式学习支架。 其亮点在于以情境任务驱动，结合典例剖析与变式训练，培养科学思维与科学态度。如工业废热利用计算体现能量合理利用，盖斯定律应用强化逻辑推理，分层研学与当堂诊学提升探究实践能力。帮助学生掌握定量计算方法，教师可依托系统资源优化教学。

人教版选择性必修 1 第一章 化学反应的热效应 第2课时 反应热的计算 第2节 反应热的计算 1 根据热化学方程式计算 2 根据键能(或能量)计算 1 根据盖斯定律计算 3 学习内容导览 2 1.学会反应热的几种计算方法，正确书写和利用热化学方程式。 2.通过计算反应热，体会反应热与反应条件、能量利用的关系，能合理利用反应热，感受定量研究的意义。 重点：握反应热的计算方法和技巧。 难点：握反应热的计算方法和技巧。 素养锚定·课标定位 工业生产中的热量回收利用 工业生产中的热量(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。 情境启思·任务缘起 在实际应用中，常常需要计算反应热。 工业生产中的热量回收利用 反应 ∆H/（kJ·mol-1） ① C (s) + O2(g) = CO2(g) －393.5 ② 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2(g) －566.0 ③ 4Fe(S)+3O2 (g) = 2Fe2O3(s) －1648.4 ④ 3C (s) +2Fe2O3(s)=4Fe(S)+3CO2(g) +467.9 ⑤ 3CO(g) +Fe2O3(s)= 2Fe(S) + 3CO2(g) －24.8 情境启思·任务缘起 根据键能（或能量）计算 01 6 一、根据键能(或能量)计算 任务一 根据键能(或能量)计算反应热 计算依据 ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量) ΔH=∑反应物的键能-∑生成物的键能 计算关键 正确找出反应物和生成物所含化学键的数目 1 mol P4含有6 mol P—P键 1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键 1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键 1 mol金刚石含有2 mol C—C键 1 mol SiO2含有4 mol Si—O键 分层研学·探理悟新 一、根据键能(或能量)计算 【例1】白磷与氧可发生如下反应：2P4＋5O2===2P4O5。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。根据图所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 ΔH=∑反应物的键能-∑生成物的键能 ΔH＝6×a kJ·mol－1＋5×d kJ·mol－1－(12×b kJ·mol－1＋4×c kJ·mol－1)＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1 A 典例剖析·逻辑释疑 一、根据键能(或能量)计算 【变式1】历史上曾用“地康法”制氯气，相关为 4HCl(g) + O2(g) =2Cl2（g)+2H2O(g) △H ，已知相关化学键的键能(E)如表所示。则该反应的△H 为 化学键 Cl―Cl O=O O―H H―Cl 247 497 463 431 A．+125 kJ·mol－1 B．-125kJ·mol－1 C．-801kJ·mol－1 D．+801 kJ·mol－1 B 典例剖析·逻辑释疑 【例2】一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如右图所示。 ① D是________（填离子符号）。 ② B→A＋C反应的热化学方程式为_________________________（用离子符号表示）。 一、根据键能(或能量)计算 ClO4－ 3ClO－(aq)＝2Cl－(aq)＋ClO3-(aq)△H＝－117 kJ/mol 典例剖析·逻辑释疑 根据热化学方程式计算 02 11 任务二 根据热化学方程式计算反应热 二、根据热化学方程式计算 反应热与各物质的物质的量成正比 例如,aA(g)+bB(g) = cC(g)+dD(g)　ΔH 　　 a　　 b　　　 c　　 d　　 |ΔH| 　 　n(A) n(B)　 n(C) n(D)　　Q 则= = = = 分层研学·探理悟新 12 1.思维模型应用 知识总结 二、根据热化学方程式计算 热量？热化学方程式？ △H？ n=m/M等相关公式 化学方程式？热化学方程式？ △H？m? 找出求算量 找出已知量 找出关联点 2.举例分析 分层研学·探理悟新 【例3】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101kPa时,1 mol 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。 二、根据热化学方程式计算 典例剖析·逻辑释疑 二、根据热化学方程式计算 【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2+O2Fe2O3+2SO2(g) ∆H=-853 kJ/mol (2)FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。 1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g 900gFeS2的物质的量为：=7.5mol 理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ 答：（1）FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2(s)+114O2(g)=12Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH=-853 kJ/mol。 （2）理论上1 kg 黄铁矿完全燃烧放出的热量为6398 kJ。 典例剖析·逻辑释疑 任务三 思考：在实际生活、生产中反应热的应用价值 二、根据热化学方程式计算 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一：它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为： C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ/mol 分层研学·探理悟新 16 二、根据热化学方程式计算 【例4】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： C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+ 6H2O(1) Δ H=-2 800 kJ/mol 计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。 计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量 n=m/M等相关公式 C6H12O6的摩尔质量为180 g·mol-1 C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+ 6H2O(1) Δ H=-2 800 kJ/mol 找出求算量 找出已知量 找出关联点 典例剖析·逻辑释疑 二、根据热化学方程式计算 【解】根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2 800 kJ。 C6H12O6的摩尔质量为180 g·mol-1。 100 g C6H12O6的物质的量为：0.556 mol C6H12O6完全氧化时产生的热量为：0.556 mol×2 800 kJ/mol＝1557 kJ 答：100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1557 kJ。 典例剖析·逻辑释疑 知识总结 3.根据燃烧热计算 燃烧热的定义，反应物的量为“1 mol”，生成物为稳定的氧化物。 Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。 二、根据热化学方程式计算 aA(g)+bB(g) = cC(g)+dD(g)　ΔH 　　 a　　 b　　　 c　　 d　　 |ΔH| 　 　n(A) n(B)　 n(C) n(D)　　Q 则= = = = 分层研学·探理悟新 二、根据热化学方程式计算 【例5】已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　) A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ·mol－1＝283 kJ。 3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ·mol－1＝2 670 kJ。 释放的总热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。 B 典例剖析·逻辑释疑 根据热盖斯定律计算 03 21 终态 始态 中间产物 ΔH2 ΔH1 ΔH3 途径一 途径二 ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 三、根据盖斯定律计算 任务四 根据盖斯定律计算反应热 分层研学·探理悟新 (1)“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D,可以有两个途径: ①由A直接变成D,反应热为ΔH; ②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示,则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。 三、根据盖斯定律计算 A B C D ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 知识总结 1.根据盖斯定律计算反应热 分层研学·探理悟新 知识总结 ⑵代数运算法 ①根据待求解的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ΔH的符号 ②根据待求解的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ΔH的符号 找出 调整 加和 求焓 将调整好的热化学方程式进行加和以得到待求解的热化学方程式 ΔH随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算 根据待求的热化学方程式和生成物找出可用的已知热化学方程式 三、根据盖斯定律计算算 分层研学·探理悟新 【例6】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: ① C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2 (g) △H1=+131.5kJ/mol ② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205.9 kJ/mol 试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H 三、根据盖斯定律计算 计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H 盖斯定律 ① C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2 (g) △H1=+131.5kJ/mol ② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2 =+205.9 kJ/mol 找出求算量 找出已知量 找出关联点 典例剖析·逻辑释疑 三、根据盖斯定律计算 【解】分析各化学方程式的关系可以得出，将反应①的逆反应与反应②相加，得到反应：CH4(g) === C(s)＋2H2(g) 即： CO(g)＋H2(g) === C(s)＋H2O(g) Δ H3＝-Δ H1＝-131.5kJ/mol +）CH4(g)＋H2O(g) === CO(g)＋3H2(g) 　Δ H2＝+205.9kJ/mol 　　 CH4(g) === C(s)＋2H2(g)　　 Δ H＝？ 根据盖斯定律： 　　Δ H＝Δ H3＋Δ H2＝Δ H2－Δ H1＝+205.9kJ/mol－131.5kJ/mol＝+74.4kJ/mol 答：CH4(g) === C(s)＋2H2(g)的ΔH＝+74.4kJ/mol。 典例剖析·逻辑释疑 知识总结 三、根据盖斯定律计算 2.解题步骤及易错点 易错点 确定目标方程式找出已知方程式，确定中间产物 调整已知方程式的方向和计量数，消去中间产物 将调整好的ΔH加和 解题步骤 1.热化学方程式同乘以某个数值时，反应热的数值也必乘以该数。 2.热化学方程式相加减时，反应热的数值也相加减。 3.将一个化学方程式左右颠倒时， ΔH正负号必须随之改变，但数值不变。 分层研学·探理悟新 【变式1】家用液化气的成分之一是丁烷。当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出5×105kJ的热量。 (1)写出丁烷燃烧的热化学方程式。 三、根据盖斯定律计算 写出丁烷燃烧的热化学方程式。 n=m/M 丁烷的摩尔质量为58 g·mol-1。 当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出5×105kJ的热量。 找出求算量 找出已知量 找出关联点 10kg丁烷的物质的量为:10000g/ 58 g·mol-1 C4H10(g)＋6.5O2(g) === 4CO2(g)＋5H2O(l)　 Δ H＝-2 900 kJ/mol 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】家用液化气的成分之一是丁烷。当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出5×105kJ的热量。 (2)已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量,计算1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量。 三、根据盖斯定律计算 1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量 盖斯定律 C4H10(g)＋6.5O2(g) === 4CO2(g)＋5H2O(l)　 Δ H＝-2 900 kJ/mol 1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量 找出求算量 找出已知量 找出关联点 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】家用液化气的成分之一是丁烷。当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出5×105kJ的热量。 (2)已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量,计算1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量。 三、根据盖斯定律计算 C4H10(g)＋6.5O2(g) === 4CO2(g)＋5H2O(l)　 Δ H＝-2 900 kJ/mol 1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量 H2O(l) === H2O(g) 　 Δ H2＝ ＋ 44 kJ/mol C4H10(g)＋6.5O2(g) === 4CO2(g)＋5H2O(g)　 Δ H＝ Δ H1 ＋ Δ H2 ＝-2 680 kJ/mol 典例剖析·逻辑释疑 反应热的计算 根据键能(或能量)计算 根据盖斯定律计算 1.计算依据 2.计算关键：正确找出反应物和生成物所含化学键的数目。 1.思维模型应用 2.举例分析 1.根据盖斯定律计算反应热 2.解题步骤及易错点 3.根据燃烧热计算 ⑵代数运算法 根据热化学方程式计算 ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量) ΔH=∑反应物的键能-∑生成物的键能 (1)“虚拟路径”法 体系梳整·认知升华 1.SO2的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤,该反应中的能量变化如图所示。已知:SO3(g)+H2O(l) =H2SO4(aq)　ΔH4=-d kJ·mol-1,且a、b、c、d均为正值。下列说法错误的是(　 ) A.SO2催化氧化反应的热化学方程式为 2SO2(g)+O2(g)⇌ 2SO3(g)　ΔH3=-c kJ·mol-1 B.2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(s)的ΔH<ΔH3 C.由S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ D.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) =2H2SO4(aq) ΔH=-(c+d) kJ·mol-1 D 当堂诊学·成效校验 2.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1 S(s)＋2K(s)=K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1 则x为(　　) A、3a＋b－c　　　B、c－3a－b　　　 C、a＋b－c　　　 D、c－a－b A 当堂诊学·成效校验 3.①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1； ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2； ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3。 常温下取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况) 经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为(　　) A.－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3) B.－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH2) C.－(0.4 mol×ΔH1＋0.1 mol×ΔH3) D.－(0.4 mol×ΔH1＋0.1 mol×ΔH2) A 当堂诊学·成效校验 4．近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g)　ΔH1＝＋83 kJ·mol－1 CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)　ΔH2＝－20 kJ·mol－1 CuO(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。 －116 当堂诊学·成效校验 5．已知： H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8kJ/mol； C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣2220.0kJ/mol； H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ/mol。 （1）写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式： （2）实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为多少？ C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（g） △H =﹣2044kJ/mol   1:1 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版选择性必修 1 https://www.zxxk.com/user/13354804 37 $