1.2 反应热的计算 第1课时（培优课件）化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦盖斯定律及其应用，通过甲烷不完全燃烧、碳生成CO等反应热无法直接测定的情境问题导入，衔接反应热概念，以“始态终态决定反应热”为支架，引导学生理解间接计算反应热的方法。 其亮点在于融合科学思维与证据推理，通过情境启思（如甲烷燃烧能量对比）、盖斯定律发展史（改良量热计实验）、双解法（虚拟路径法、代数运算法）构建计算模型，结合例题与分层练习。帮助学生掌握定量推理能力，教师可利用系统资源提升教学效率。

第二节 反应热的计算 人教版必修第一册 高效培优系列 第一章 化学反应的热效应 第1课时 盖斯定律 01 盖斯定律的应用 盖斯定律 02 知识导航 目标立纲 1. 理解盖斯定律的核心内容，掌握化学反应热与反应路径无关的基本规律。 2. 学会根据已知热化学方程式，通过叠加变形计算未知反应的反应热。 3. 掌握盖斯定律常规解题步骤，能规避符号、系数缩放等常见计算错误。 知识目标 1. 宏观辨识与微观探析：从能量整体变化角度，认识盖斯定律的宏观本质。 2. 变化观念与平衡思想：明确化学反应能量变化只由始态终态决定。 3. 证据推理与模型认知：建立方程式叠加模型，定量推理反应热大小。 素养目标 情境启思 是否能够定量对比天然气充分燃烧与不完全燃烧过程释放的能量？ CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH = −890.3kJ/mol CH4 (g) + 3/2O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l) ΔH = ？ 不完全燃烧释放的热量难以直接测定，应当通过何种途径求得该反应放出的能量？ 情境启思 反应热测定装置 有部分反应的反应热难以借助实验手段直接测定 C(s) + O2(g) CO(g) ΔH =? 反应进行的程度难以精准控制，因此该反应的反应热无法直接测定。 解题思路： 借助若干已知反应的反应热，间接计算目标反应的反应热。 情境启思 化学家盖斯使用自制量热计测定大量反应热，总结出盖斯定律。1840 年该规律被公开发表，为反应热研究奠定重要基础。 盖斯定律 01 知识精研 一、盖斯定律 把待测物质放在一个充有氧气的密封金属容器内，利用点火装置使其充分燃烧，反应放出的热量使氧弹外侧水温升高。通过测量水温的变化，能够计算出此反应放出的热量。许多反应热可以通过实验直接测定，但是有些反应热是无法直接测定的。 思考讨论 对于化学反应： 碳单质在氧气中燃烧，很难只生成一氧化碳，总会伴随二氧化碳生成，反应限度难以精准控制，因此该反应的反应热不能通过实验直接测量。 C(s) + O2(g) CO(g) ΔH =? 这个反应的焓变数据在冶金领域有着重要用途，我们能不能借助已经测得焓变的化学反应，间接求出目标反应的反应热？ ① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= −393.5kJ/mol ② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol 知识精研 一、盖斯定律 1.盖斯定律的发展史 h = 300 m 终态 始态 势能变化量与上升高度，只取决于初始位置和终止位置的海拔落差。 知识精研 一、盖斯定律 1.盖斯定律的发展史 反应热与途径无关！ 始态 终态 知识精研 一、盖斯定律 1.盖斯定律的发展史 化学家盖斯改良了拉瓦锡与拉普拉斯设计的冰量热计，以此较为精确地测定多种化学反应的热效应。依托一系列实验研究，盖斯提出如下结论： ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH 盖斯对拉瓦锡与拉普拉斯研制的冰量热计加以改良，借此精准测定大量化学反应的热效应（反应热）。通过探究硫酸分别与氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙发生反应的热效应，他归纳得到盖斯定律。1840 年，盖斯正式公布这项重要研究成果，为反应热相关领域的探索奠定了重要基础。 知识精研 一、盖斯定律 2.盖斯定律 对于某一化学反应，无论反应是一次性完成，还是经由多个步骤分步进行，对应的反应热数值保持一致。 ΔH1 ΔH2 终态 始态 始态 终态 在特定条件下，化学反应的热效应仅由反应体系的初始状态与最终状态决定，和反应经历的中间途径没有关系。 知识精研 一、盖斯定律 2.盖斯定律 对于某一化学反应，无论反应是一次性完成，还是经由多个步骤分步进行，对应的反应热数值保持一致。 ΔH = ΔH1 + ΔH2 假设某反应体系由始态转变至终态能够一步实现，对应的反应热为ΔH；也可以拆解为两个阶段进行：首先由始态转化为中间状态 a，反应热记作ΔH1，随后再由状态 a 变化至终态，反应热为ΔH2。 知识精研 一、盖斯定律 2.盖斯定律 速率很慢 利用盖斯定律间接求解反应热 伴随副反应 不容易直接发生 盖斯定律的问世极大便利了化学反应热效应的相关研究，对于部分难以直接测量、甚至无法通过实验测定的反应热，我们均可借助该定律通过理论推算的方式间接得出。 析典破难 D 【例1】下列说法均与盖斯定律有关，正确的个数为 ①化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 ②盖斯定律的重要意义在于可将某些不易直接测定的反应热计算出来 ③盖斯定律是能量守恒定律的具体体现 ④能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的 A．1 B．2 C．3 D．4 析典破难 1. 牢记盖斯定律核心定义，反应热只由始态、终态决定，中间反应路径不会改变总焓变，以此判断基础描述类语句正误。 2. 明确盖斯定律实用价值，难以直接测量热量的反应，可通过多个易测热化学方程式叠加计算其反应热。 3. 理清定律底层逻辑，盖斯定律本质是能量守恒定律在化学反应中的应用，能量不会凭空增减，可用于原理判断。 4. 区分能量与物质的关联，化学反应吸放热依托物质转化存在，判断选项时结合物质变化与能量变化的对应关系。 方法总结 析典破难 A 【例2】下列关于盖斯定律描述不正确的是( ) A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 析典破难 1. 抓盖斯定律核心：反应热只由始态、终态决定，与反应途径无关，以此快速判断选项正误。 2. 关联能量守恒：盖斯定律是能量守恒的具体体现，可作为判断选项合理性的依据。 3. 明确定律应用：利用盖斯定律可间接计算难测定或有副反应的反应热，掌握其实用场景。 4. 排除法解题：先找出违背盖斯定律核心的选项，再验证其他选项的正确性，提高解题效率。 方法总结 盖斯定律的应用 02 知识精研 二、盖斯定律的应用 1.盖斯定律的应用 已知在298K时： ① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= −393.5kJ/mol ② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol 能否通过实验直接测定C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？ 能否设计路径使之可测定？ 通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 方法1：虚拟路径法 方法2：加合法 知识精研 二、盖斯定律的应用 2.虚拟途径法 若由反应物 A 转化得到生成物 D，存在两种不同的反应路径： 则有ΔH＝___________________________ 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。 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 A B C D ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 知识精研 二、盖斯定律的应用 2.虚拟途径法 ΔH1 始态 终态 ΔH2 中间产物1 ΔH3 ΔH4 中间产物2 ΔH5 中间产物3 ΔH6 ΔH1 = ΔH2+ ΔH3 = ΔH4+ ΔH 5+ΔH6 倘若某反应体系由始态转化至终态能够一步进行，对应反应热为ΔH3；也可拆分为两个反应阶段：首先由始态生成中间产物，反应热为ΔH1，接着中间产物继续反应转化为终态，反应热为ΔH2。 知识精研 二、盖斯定律的应用 2.虚拟途径法 ③ CO (g) + 1/2O2 (g) ＝ CO2 (g) ΔH3= −283.0 kJ/mol CO(g) + 2H2O(l) + 1/2O2(g) CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) 始态 终态 ΔH2 ΔH1 ΔH3 ①CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH1= −890.3 kJ/mol ② CH4 (g) + 3/2O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l) ΔH2= ？ ΔH2=ΔH1 −ΔH3=−607.3kJ/mol 知识精研 二、盖斯定律的应用 2.虚拟途径法 ΔH2 ΔH3＝? CO2(g)+2H2O(l) CH4(g) + O2(g) ΔH1 路径I CO(g) +2H2O(l) + O2(g) 路径II ΔH3 ＝ ΔH1－ΔH2 ③ CO (g) + 1/2O2 (g) ＝ CO2 (g) ΔH3= 知识精研 二、盖斯定律的应用 2.虚拟途径法 ③ CO (g) + 1/2O2 (g) ＝ CO2 (g) ΔH3= CO2(g) C(s) + O2(g) CO(g) + O2(g) ΔH2 ΔH3=? ΔH1 路径I 路径II ΔH3 = ΔH1 − ΔH2 = −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol) = −110.5 kJ/mol ΔH1 = ΔH2 + ΔH3 知识精研 二、盖斯定律的应用 3.代数运算法 ② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol ③ C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？ ① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= −393.5kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= −393.5 kJ/mol +) C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？ CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= −283.0 kJ/mol ΔH3 = ΔH1 − ΔH2= −393.5 kJ/mol − (−283.0 kJ/mol）= −110.5 kJ/mol 知识精研 二、盖斯定律的应用 3.代数运算法 根据目标方程式 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 物质变化 能量变化 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 将经过变形处理后的多条热化学方程式相互叠加，推导出目标热化学方程式。 依据热化学方程式作出相应调整，对焓变ΔH同步开展加、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 知识精研 二、盖斯定律的应用 3.代数运算法 根据目标方程式 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 物质变化 能量变化 ③ CO (g) + 1/2O2 (g) ＝ CO2 (g) ΔH3= −283.0 kJ/mol ①CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH1= −890.3 kJ/mol ② CH4 (g) + 3/2O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l) ΔH2= ？ ΔH2 = ΔH1 − ΔH3 = −890.3 kJ/mol − (−283.0kJ/mol) = −607.3kJ/mol CH4 (g) + 3/2O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l) ΔH2= −607.3kJ/mol 知识精研 二、盖斯定律的应用 3.代数运算法 某次发射火箭，用N2H4(肼)在NO2中燃烧，生成N2和液态H2O 已知： ①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1= +67.2kJ/mol ②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2= -534kJ/mol 请写出发射火箭反应的热化学方程式③ 2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3=-1135.2kJ/mol ③=②×2 - ① ③2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3 得 △H3=2△H2- △H1 2× 拓展提升 试对下列三组△H进行大小比较： (1)针对同一个化学反应，生成物所处状态存在差异时 A(g)+B(g) = C(g) △H1<0 A(g)+B(g) = C(l) △H2<0 △H1 △H2 > g l △H1 △H2 拓展提升 试对下列三组△H进行大小比较： (2)针对同一个化学反应，反应物所处状态存在差异时 S(g)+O2(g) = SO2(g) △H1<0 S(s)+O2(g) = SO2(g) △H2<0 (3)两组相互关联的不同化学反应进行对比时 C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1<0 C(s)+O2(g) = CO(g) △H2<0 △H1 △H2 △H1 △H2 < < g s △H1 △H2 CO CO2 △H2 △H1 析典破难 【例3】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) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= －1370 kJ/mol 计算: 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH 得 ④=①×2 + ②×4 - ③ 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) ΔH ＝－339.2 kJ/mol 析典破难 1. 对照目标反应梳理已知热化学方程式，匹配反应物、生成物，确定每个已知方程式缩放、翻转的倍数，搭建叠加关系式。 2. 热化学方程式同乘系数时焓变同步相乘，方程式逆向书写时ΔH正负号反向，数值大小保持不变。 3. 多步方程式叠加时消去等式两边相同物质，焓变跟随方程式同步加减，统一单位后计算总反应焓变。 4. 运算过程严格区分物质聚集状态，液态、气态同种物质能量不同，状态不符不可直接抵消简化计算。 方法总结 析典破难 【例4】已知25 ℃、101 kPa时： 4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1 ① C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH＝－393 kJ·mol－1　　 ② 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1 ③ FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 ①×1/2+②×2-③=－130 kJ·mol－1 2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　ΔH＝－130 kJ·mol－1 析典破难 1. 先明确目标热化学方程式的反应物、生成物及状态，再对照已知方程式，确定各已知式的变换方式。 2. 已知方程式乘以系数时，焓变同步乘相同系数；方程式颠倒时，焓变正负号反向。 3. 将变换后的已知方程式叠加，消去中间物质，焓变同步做加减运算，得到目标方程式的焓变。 4. 检查物质聚集状态是否统一，确保同类物质状态一致后再进行抵消，避免计算误差。 方法总结 知识融通 盖斯定律 盖斯定律 盖斯定律的应用 1.反应热研究的是化学反应前后能量的变化 2.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。 3.盖斯定律的意义 1.运用盖斯定律求算反应热一般思路 2.应用盖斯定律计算反应热的常用方法 3.根据盖斯定律书写热化学方程式 ⑴虚拟途径法 ⑵代数运算法 能力跃迁 A 1.已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 能力跃迁 C 2.已知:2Zn(s)+O2(g) === 2ZnO(s)　ΔH=-701.0 kJ·mol-1 2Hg(l)+O2(g) === 2HgO(s)　ΔH=-181.6 kJ·mol-1 则反应Zn(s)+HgO(s) === ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为(　　) A.+519.4 kJ·mol-1 B.+259.7 kJ·mol-1 C.-259.7 kJ·mol-1 D.-519.4 kJ·mol-1 能力跃迁 3.氧化亚铜常用于制船底防污漆。用 <m></m> 与 <m></m> 高温烧结可制取 <m></m> ，已 知反应： <m></m> ； <m></m> 。 则 <m></m> 的 <m></m> 等于( ) A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m> A 能力跃迁 4.已知25 ℃、101 kPa时： 4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1 ① C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH＝－393 kJ·mol－1　　 ② 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1 ③ FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 ①×1/2+②×2-③ =－130 kJ·mol－1 2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　 能力跃迁 5.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4 。 CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1 ① C(石墨)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=-393·5kJ·mol-1 ② H2（g）+ O2（g）=H2O（l） ΔH3=-285.8kJ·mol-1 ③ C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH4 ④ ΔH4 =-74.8kJ·mol-1 ΔH4 = ΔH2 + 2ΔH3 -ΔH1 感谢观看 人教版必修第一册 高效培优系列 分层精准培优，助力全面提升 $