1.2.1 盖斯定律-2026-2027学年高二化学选择性必修1【同步课件】

该高中化学课件聚焦盖斯定律，从无法直接测定反应热的实际问题导入，连接反应热测定知识，通过生活实例与问题驱动，搭建从已知反应热推算未知的学习支架。 其亮点是用登山类比和能量守恒推导理解定律内涵，通过虚拟途径法、加合法结合实例（如C燃烧生成CO）培养科学思维与探究能力，帮助学生突破路径设计和ΔH计算难点，教师使用可提升教学效率。

高中化学人教版（2019）选择性必修1 第1课时  第一章 化学反应的热效应 盖斯定律 第二节 反应热的计算 学习重点​ 1.盖斯定律的内涵：理解 “化学反应的反应热只与始态和终态有关，与反应途径无关”，能用图示表示反应路径与热效应的关系。 2.盖斯定律的应用：掌握通过已知反应热计算未知反应热的方法，能正确进行 ΔH 的代数运算。 学习难点​ 1.反应路径的设计与拆分：将复杂反应合理拆分为已知反应的组合，突破 “路径设计逻辑” 的思维障碍。 2.ΔH 的符号与倍数处理：在热化学方程式叠加过程中，准确处理 ΔH 的正负号和化学计量数倍数关系，避免计算错误。 学习目标 反应热的测定装置 C(s) + O2(g) = CO(g) 1 2 在科学研究和工业生产中，常常需要了解反应热。许多反应热可以通过实验直接测定， 难以控制反应的程度不能直接测定反应热 ∆H = ？ 但是有些反应热是无法直接测定的。例如： 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？ 化学与生活 3 嗨，同学们好，我叫盖斯，我经过大量的实验研究，总结出一条规律，看看能不能帮大家解决问题吧 盖斯定律 【思考】能否利用一些已知的反应热来计算一些无法直接测定的反应热呢？ 1、内容： 1840年俄国化学家盖斯为了解决这一问题依据能量守恒定律，通过大量的实验证明了: 化学反应的焓变与化学反应的过程没有关系，只与反应物和生成物的始末状态有关，这一定律称之为盖斯定律。 4 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．理解 (1)途径角度 登山的路径与人的势能变化有关吗？势能的变化与什么有关？ 思考与讨论 始态 势能的变化只与始态和终态的海拔差有关。 终态 反应热 A点相当于反应体系的始态， B点相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热 盖斯定律 5 从体系能量的角度理解 反应A（g）＋B(g)→C(g)(ΔH＜0) 其一步和多步完成的能量示意图如图 该反应过程a分两步完成，反应过程b一步完成但是反应物体系[A(g)＋B(g)] 与生成物体系[C(g)]的能量变化了吗? 两个过程的焓变变化了吗？ 盖斯定律 6 (2)能量守恒角度 经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即∆H1+∆H2=0 先从始态S变化到终态L 体系放出热量(∆H1 <0) 始态(S) 然后从L到S，体系吸收热量(∆H2>0) 终态(L) 推论：同一个热化学反应方程式，正向反应∆H1与逆向反应∆H2大小相等，符号相反，即： ∆H1= –∆H2 盖斯定律 7 4.图例说明 从反应途径角度：A→D： ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)； 从能量守恒角度： ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。 盖斯定律：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。 盖斯定律 8 6．盖斯定律的定量关系 方程式 反应热间的关系 ΔH1＝－ΔH2 ΔH1＝aΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 aA⇌B、A⇌B 盖斯定律 9 盖斯定律的提出要早于能量守恒定律的确认，是热化学领域发现的第一个定律，也是自然科学上首先得出的能量守恒和转化的规律性结论。盖斯定律是化学热力学发展的基础。 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 盖斯定律的意义： 1.速率很慢的反应； 2.不容易直接发生的反应； 3.伴随副反应的反应。 盖斯定律 10 盖斯定律的应用 若由A生成D可以有两个途径： ①由A直接生成D,反应热为ΔH; ②由A生成B,再由B生成C,最后由C生成D,每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则各反应热之间的关系如图所示。 虚拟途径法 则ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 【例如】C(s)+(g)=CO (g) ∆H 该反应的反应热无法直接测定， 但下列两个反应的反应热却可以直接测定： C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-393.5 kJ/mol CO(g)+ O2 (g)=CO2(g) ∆ H2=-566.0 kJ/mol 燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成. C(s) + O2(g)=CO(g) H 有副反应发生 方法一、路径法 2CO2 (g) 2C(s)+2O2(g) 2CO(g)+O2(g) ΔH2 ΔH 2ΔH1 始态 终态 途径一 途径二 ∆H + ∆H2 = 2∆H1 ∆H1 = 2∆H1 - ∆H2 = -221kJ/mol 盖斯定律的应用 12 方法二、加合法 2C (s) + O2(g) = 2CO (g) ΔH 目标式=2×①式-×②式 ΔH = 2×∆H1 -× ∆H2 = -221kJ/mol ① C (s) + O2(g) = CO2(g) ∆H1=－393.5kJ·mol-1 ② 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2(g) ∆H2=－566.0kJ·mol-1 盖斯定律的应用 13 方法二、加合法 （1）找出： 根据目标热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式。 （2）调整： 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的正负号； 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数(△H也需要乘以该数),以便后续消去无关物质。 （3）加和： 将调整好的热化学方程式进行加和，得到目标热化学方程式，从而求得△H。 运用盖斯定律计算反应热的解题模型： 盖斯定律的应用 应用盖斯定律计算反应热时的注意事项： （1）热化学方程式乘以某数(整数或分数)时，反应热数值也相应乘以该数。 （2）热化学方程式相加减时，同种物质(且为相同状态)之间可相加减，反应热也随之相加减。 （3）将一个热化学方程式逆向书写时，△H的正负号必须随之改变，但其绝对值不变。 （4）在设计反应过程时，可能会遇到同一物质三态(固、液、气)间的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之，会放热。 盖斯定律的应用 15 H2 (g) + O2 (g) H2O(l） H2O (g) ΔH ΔH1 ΔH2 练习1、氢气与氧气生成液态水的反应，可以通过两种途径来完成，如图所示。已知： ① H2 (g) + O2 (g) = H2O (1) ΔH = － 285.8 kJ·mol－1 ② H2O (g) = H2O(1) ΔH2 = －44.0kJ·mol－1 求 H2 (g) + O2 (g)= H2O (g) 的反应热 ΔH1。 ΔH1=ΔH - ΔH2 =－ 241.8 kJ·mol－1 盖斯定律的应用 16 练习1、氢气与氧气生成液态水的反应，可以通过两种途径来完成，如图所示。已知： ① H2 (g) + O2 (g) = H2O (1) ΔH = － 285.8 kJ·mol－1 ② H2O (g) = H2O(1) ΔH2 = －44.0kJ·mol－1 求 H2 (g) + O2 (g)= H2O (g) 的反应热 ΔH1。 ΔH1=ΔH - ΔH2=－ 241.8 kJ·mol－1 H2 (g) + O2 (g) = H2O (1) ΔH = － 285.8 kJ·mol－1 H2O (l) = H2O(g) -ΔH2 = +44.0kJ·mol－1 盖斯定律的应用 17 已知：研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图1-2所示。 反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551kJ/mol 反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296kJ/mol 写出反应II的热化学方程式： 3SO2(g) + 2H2O(g) = 2H2SO4(l) + S(s) 盖斯定律的应用 18 反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551kJ/mol 反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296kJ/mol 写出反应II的热化学方程式： 3SO2(g) + 2H2O(g) = 2H2SO4(l) + S(s) SO2(g) = S(s)+O2(g) H3=+296kJ/mol 2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) = 2H2SO4(l) H1=-551kJ/mol + 3SO2(g) + 2H2O(g) = 2H2SO4(l) + S(s) H2=-255kJ/mol 已知：研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图1-2所示。 盖斯定律的应用 19 已知：研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图1-2所示。 反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551kJ/mol 反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296kJ/mol 反应II：3SO2(g) + 2H2O(g) = 2H2SO4(l) + S(s) H2=-255kJ/mol 若将反应I、II、III相加，会得到什么结果？说明什么？ 若将反应I、II、III相加，则该热化学循环过程没有实质意义上的物质转化，物质转化的作用是传递能量，含硫物质在该热化学循环中是储能物质。 盖斯定律的应用 20 总结 盖斯定律 内容 特点 计算方法 虚拟路径法 加合法 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。 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。 21 随堂训练 1.在298 K、101 kPa时，已知： ①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 ②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2 ③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 A　 22 2.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　 随堂训练 23 3.已知在微生物的作用下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-，两步反应的焓变如图所示。 根据图示信息，计算1mol NH4+全部氧化成NO3-(aq)的∆H NH4+(aq)+ 2O2(g) = NO3-(g)+2H+(aq)+H2O(l) ∆H = -346kJ/mol 　 随堂训练 24 4.在1200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g)＋ O2(g) = SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 2H2S(g)＋SO2(g) = S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 H2S(g)＋ O2(g) = S(g)＋H2O(g)　ΔH3 2S(g) = S2(g)　 ΔH4 则ΔH4的正确表达式为 (　　) A、ΔH4＝ (ΔH1＋ΔH2−3ΔH3) B、ΔH4＝ (3ΔH3−ΔH1−ΔH2) C、ΔH4＝ (ΔH1＋ΔH2−3ΔH3) D、ΔH4＝ (ΔH1−ΔH2−3ΔH3) A 随堂训练 25 $