1.2 反应热的计算 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦盖斯定律及反应热计算，通过北斗导航卫星火箭推进剂等实际情境导入，从可直接测定的反应热过渡到无法直接测定的反应（如C生成CO），构建“问题-原理-应用”的学习支架。 其特色在于以科技与工业实例渗透科学态度与责任，通过途径与能量守恒双角度解析盖斯定律培养科学思维，结合虚拟路径法、加和法及高考真题强化科学探究与实践能力。学生能提升逻辑推理与计算能力，教师可依托系统方法与实例提高教学效率。

第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 课时1 盖斯定律 人教版 2019选择性必修1 1.理解盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。 2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 明·学习目标 自2000年中国发射第一颗北斗导航试验卫星至今，已护送60颗北斗导航卫星升空入轨，发射成功率100%。而火箭发动机一般选用化学推进剂，它是由燃料和氧化剂组成的，反应后产生高温气体用于火箭推进。 如何获得火箭推进剂燃烧时的反应热呢? 引·新课导入 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，但是有些反应热是无法直接测定的。 氧弹热量计(全自动) 引·新课导入 例如，对于化学反应： C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成(难以控制反应的程度)，因此该反应的反应热是无法直接测定的。 C(s) + O2(g) CO(g) ΔH =? 该反应的反应热是冶金工业中非常有用的数据，能否利用一些已知反应的反应热来计算其他反应的反应热呢? 引·新课导入 5 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。 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 1.内容： 2.特点： 知·盖斯定律 3.理解盖斯定律： 始态 终态 反应热 (1)途径角度 如同山的绝对高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的 ，B点相当于反应体系的 ，山的高度相当于化学反应的 。 终态 始态 反应热 知·盖斯定律 经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生任何变化，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 (2)能量守恒角度 知·盖斯定律 8 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。 知·盖斯定律 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。 速率很慢 不容易直接发生 伴随副反应 间接求算 反应热 5.意义： 知·盖斯定律 10 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： 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 ΔH ? A B C D ΔH2 ΔH3 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 思路1：虚拟路径法 知·盖斯定律的应用 ΔH2 ΔH3＝? CO2(g) C(s) + O2(g) ΔH1 路径I CO(g) + O2(g) 路径II 物质 燃烧热ΔH C(s) ΔH1=−393.5kJ/mol CO(g) ΔH2=−283.0kJ/mol 【典例1】 C (s) + O2 (g) CO (g) ΔH ＝? 应用盖斯定律求解：ΔH1＝ΔH＋ΔH2 则：ΔH ＝ΔH1－ΔH2 ＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol) ＝－110.5 kJ/mol 带正负号进行相加减 析·典型范例 【变式1】环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶等生产。回答下列问题： 已知： ① (g)= (g)+H2(g) ΔH1= +100.3 kJ·mol −1 ② H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2= −11.0 kJ·mol −1 对于反应： ③ (g)+ I2(g)= (g)+2HI(g ΔH3=___________kJ·mol −1。 +89.3 练·技能实战 运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 思路2：加和法 反应焓变 焓变之间的关系 aA = B ΔH1 A = B ΔH2 ΔH1＝ aA = B ΔH1 B = aA ΔH2 ΔH1＝ ΔH＝ aΔH2 －ΔH2 ΔH1＋ΔH2 热化学方程式乘(或除)以某一个数值时，反应热的数值也乘(或除)以该数值。 热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也作相应加减。 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 知·盖斯定律的应用 【典例2】写出肼(N2H4，液态)与NO2反应的热化学方程式 ①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ∆H1 = +66.4kJ/mol ②N2H4(l)+ O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ∆H2 = -534kJ/mol 2N2H4(l)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(g) ∆H = ? ∆H = -534kJ/mol×2-66.4kJ/mol=-1134.4kJ/mol N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ∆H1 = +66.4kJ/mol 2N2H4(l)+ 2O2(g)=2N2(g)+4H2O(g) ∆H3 = -534kJ/mol×2 2N2H4(l)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(g) ∆H = ∆H3 + ∆H4 + 2NO2(g) = N2(g)+2O2(g) ∆H4 = -66.4kJ/mol 析·典型范例 【应用思路】 明确目标方程 找到方程关系 计算ΔH 1、“看”：找唯一 2、“变”：同加 异减 【方法步骤】 目标方程式中的物质：在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； 已知方程式中的物质： 系数化成与目标方程式中物质的系数一致，反应物质加减，ΔH 也相加减 3、“加”：定系数 相加减 知·盖斯定律的应用 当方程较为陌生复杂时，我们优先找到方程之间的关系，再依据方程关系计算焓变。如何正确、快速的找到方程关系？注意：1、热化学方程式同乘以一个数时，反应热数值也同乘该数值；2、热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减；3、将一个热化学方程式颠倒， △H的符号也要随之改变 ① CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH1 = −890.3 kJ/mol 【解决问题】计算甲烷不完全燃烧的反应热是多少？ ③ CO (g) + O2 (g) ＝ CO2 (g) ΔH3= −283.0 kJ/mol ② CH4 (g) + O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l) ΔH2 = ？ ② = ①−③ ΔH2 = ΔH1− ΔH3 = −607.3 kJ/mol 练·技能实战 (2024·全国甲卷)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题: 已知如下热化学方程式: CH4(g) + Br2(g) = CH3Br(g) + HBr(g) ΔH1= −29 kJ∙mol-1 3CH3Br(g) = C3H6(g) + 3HBr(g) ΔH2= +20 kJ∙mol-1 计算反应 3CH4(g) + 3Br2(g) = C3H6(g) + 6HBr(g) 的ΔH=______kJ∙mol-1 ΔH = 3ΔH1 + ΔH2 = −67 kJ∙mol-1 练·技能实战 (2024·山东·高考真题)水煤气是 H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下: C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) (I) ΔH1 > 0 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (II) ΔH2 < 0 CaO(s) + CO2(g) = CaCO3(s) (III) ΔH3 < 0 先找唯一部分，同加异减。固定找到的唯一的系数，消除中间产物 若有方程式找不到唯一 求C(s)+CaO(s)+2H2O(g)=CaCO3(s)+2H2(g) 的焓变ΔH=_____(用代数式表示) ΔH1 + ΔH3 + ΔH2 练·技能实战 1、（1）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH1＝－221.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH2＝－483.6kJ·mol－1 则制备水煤气的反应③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的ΔH等于____________ __________________________________________________________________ （2）已知反应： ①H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) ΔH1 ② 1/2N2(g) + O2(g) = NO2(g) ΔH2 ③ 1/2N2(g) + 3/2H2(g) =NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g) +  7/2O2(g) =2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=_____________________ ＋131.3 kJ/mol 3ΔH1 + 2ΔH2 - 2ΔH3 根据盖斯定律：(①-②)/2：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH=＋131.3kJ/mol 练·技能实战 盖斯定律 内容 特点 计算方法 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。 虚拟路径法 代数运算法 找唯一，同加异减，定系数 理·核心要点 代数运算法（加合法 第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 课时2 反应热的计算 人教版 2019选择性必修1 2.通过多种方式进行有关反应热的计算。 1.掌握有关反应热计算的方法和技巧,进一步提高计算能力。 明·学习目标 在实际应用中，常常需要计算反应热。如化工生产中对于化学反应过程中热量的利用、化学反应条件的控制以及“废热”的利用等都涉及反应热的计算问题。 引·新课导入 ΔH = E(反应物的键能总和)- E(生成物键能总和) 或者：ΔH = E(吸)- E(放) 类型01 利用公式计算 ΔH ΔH = E(生成物内能之和)— E(反应物内能之和) 知·反应热的计算 【典例1】联氨(N2H4)是喷气式发动机和火箭常用的燃料，已知 ，相关化学键的键能如下表所示，则x为（ ） C 化学键 N-H N-N O2中氧氧键 N≡N O-H 键能 a x b c d A． B． C． D． 析·典型范例 ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =-ckJ/mol ∆H=(E2-E1)kJ/mol =(a-b) kJ/mol =+ckJ/mol 类型02 利用能量图计算 ΔH 知·反应热的计算 27 【典例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 析·典型范例 能量 反应历程 A＋BC AB＋C 能量 反应历程 单峰图 多峰图 迁·拓展延伸 热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正、负号，各项的化学计量数包括∆H 的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。 反应热与各物质的物质的量成 。 正比 类型03 利用热化学方程式计算 ΔH (利用燃烧热、中和热等) 知·反应热的计算 30 【典例3】(P17)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(FeS2的摩尔质量为120g·mol-1) : 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。 析·典型范例 (1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2(s) + O2Fe2O3 (s) + 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 Q放＝n(可燃物) × |ΔH|(燃烧热的绝对值) 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×燃烧热 理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为: 7.5mol×853kJ/mol = 6397.5kJ 析·典型范例 32 类型04 利用盖斯定律计算 ΔH 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其∆H相加或相减，得到一个新的热化学方程式 数学本质——加和法 知·反应热的计算 【典例4】火箭升空需要高能的燃料，经常用N2O4和N2H4作为燃料，工业上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1 ②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.0 kJ·mol－1 ③NO2(g) ⇌ N2O4(g)　ΔH＝－26.35 kJ·mol－1 试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：__________________________________________________________。 2N2H4(g)＋N2O4(g) = 3N2(g)＋4H2O(g)　 ΔH＝－1083.0 kJ·mol－1 ΔH = 2ΔH2 - ΔH1 - 2ΔH3 =2×(－534.0 kJ·mol－1) －67.7 kJ·mol－1－2×(－26.35 kJ·mol－1) 析·典型范例 比较热化学方程式中ΔH的大小 （1）等量的某物质完全燃烧放出的热量肯定比其不完全燃烧放出的热量多。 （2）同种物质具有的能量气态时高于液态，液态时高于固态。作反应物时，物质本身具有能量越多，放出热量越多；作生成物时，物质本身具有能量越多，放出热量越少。 （3）等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应，金属、非金属越活泼反应越容易发生，放出的热量就越多，ΔH就越小。 （4）吸热反应的ΔH（ΔH﹥0）肯定比放热反应（ΔH﹤0）的大。 知·反应热大小比较 【例题1】根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(　　) A．Q1>Q2>Q3 B．Q1>Q3>Q2 C．Q3>Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3 A 析·典型范例 【例题2】下列各组热化学方程式的ΔH前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH1 C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　 ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH4 ③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　 ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　 ΔH7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH8 A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③ C 练·技能实战 【例题3】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH2 根据上述反应所得出的结论正确的是( ) A.ΔH1＝ΔH2 B.ΔH1＞ΔH2 C.ΔH1＜ΔH2 D.金刚石比石墨稳定 C 练·技能实战 根据△H=生成物的总能量-反应物的总能量。 根据热化学方程式计算 根据盖斯定律计算 根据键能计算 根据图像信息计算 反应热的计算方法 根据燃烧热计算 理·核心要点 $