1.2.1盖斯定律 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 第1课时 人教版高中化学选择性必修一 高中化学 如何测定 的反应热△H1 ①能直接测定吗？如何测？ ②若不能直接测，怎么办？ CO(g) C(s) CO2(g) △H1 △H2= -283.0 kJ/mol △H3 = -393.5 kJ/mol 容易测定 不易测定 拉瓦锡 拉普拉斯 法国化学家拉瓦锡和法国数学家、天文学家拉普拉斯，利用冰量热计(即以被熔化了的冰的质量来计算热量)测定了碳单质的燃烧热。 课本P15 科学史话：热化学研究的先驱——盖斯 盖斯 1836年，瑞士化学家盖斯利用自己设计的量热计测定了大量的反应热，并依据氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、石灰分别与硫酸反应的反应热总结出了盖斯定律 一、盖斯定律 S L △H1＜0 △H2＞0 A B C D △H3 △H △H2 △H1 △H＝ △H1 ＋ △H2 ＋ △H3 △H1 +△H2 = 0 1、内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。 即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关, 与反应的途径无关 2、实质：能量守恒定律 3、应用：可以间接计算难以直接测定的反应的反应热。 盖斯是瑞士化学家，早年从事分析化学研究，1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的能量。1836年经过多次试验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，1840年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。所以我们常称盖斯是热化学的奠基人。 一、盖斯定律 始态 终态 反应热 途径 同学们经常听到“异曲同工”“殊途同归”“条条大路通罗马”这样的话语，都是指通过不同的途径，最终都达到了相同的目的。而热化学的奠基人盖斯，通过大量的实验也发现了相似的规律----盖斯定律。同学们看到 课本第11页预习并完成导学案上P11的预习区盖斯定律的内容。 5 h = 300 m 终态 始态 上升的高度和势能的变化只与始态和终态的海拔差有关 说说你的体会！ 游览一座山峰你喜欢徒步呢还是坐缆车？ 始态 终态 反应热研究的是化学反应前后能量的变化，与途径无关 【思考与讨论】 殊途同归 始态 终态 反应热 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 殊途同归 一、盖斯定律 盖斯定律：不管化学反应一步完成或是分几步完成，其反应热是相同的 7 △H2 > 0 △H1 < 0 S（始态） L（终态） 根据能量守恒定律： 若某化学反应从始态（S）到终态（L）其反应热为△H1，而从终态（L）到始态（S）的反应热为△H2，这两者和为0。 　 即△H1 ＋ △H 2 = 0 如何测定 的△H1? CO(g) C(s) CO2(g) △H1 △H2= -283.0 kJ/mol △H3 = -393.5 kJ/mol 容易测定 不易测定 △H1 + △H2 = △H3 ∴△H1 = △H3 － △H2 = -393.5 kJ/mol －(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol 2.“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则 热化学方程式 方程式系数关系 焓变之间的关系 反应Ⅰ：aA(g)===B(g)　ΔH1 反应Ⅱ：B(g)===aA(g)　ΔH2 Ⅰ＝－Ⅱ ΔH1＝－ΔH2 反应Ⅰ：aA(g)===B(g)　ΔH1 反应Ⅱ：A(g)===1/aB(g) ΔH2 Ⅰ＝a×Ⅱ ΔH1＝a×ΔH2 一、盖斯定律 1. 盖斯定律: 不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。 即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关, 与反应的途径无关 . 。 （1）路径法（定终态 找路径） 若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如图)， 则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间有何关系？ 二、盖斯定律的应用 同学们根据图示能不能快速回答出ΔH与其它几个反应的ΔH之间的关系呢？同学们举手回答。掌声鼓励一下。 11 A→D ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)； 从反应途径角度： 从能量守恒角度： ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。 (1)虚拟路径法 二、盖斯定律的应用 （2）加合法 利用加和法计算反应焓变必须注意以下四点: 定目标-确定目标方程的热化学方程式。 找位置-找出目标方程中各物质出现在已知方程式的位置 (是同侧还是异侧)。 调系数-根据目标方程中各物质的化学计量数来调整已知方程 中的化学计量数。 加合成-对调整后的已知方程进行加合(同侧相加,异侧相减), 计算目标方程的焓变。 同边用＋，异边用－ 系数调倍 注意：每个方程式只能用一次 技巧：同边用＋，异边用－，系数调倍 二、盖斯定律的应用 同学们注意加和法的四个步骤1.确定目标方程 2.找出目标方程中各物质在已知方程中的位置 3.调整已知方程中的化学计量数，4.对调整后的方程进行加和（同侧相加,异侧相减）。同学了解了加合法的4个步骤，具体怎么来做呢？我们来看一个例题。 13 C(s) + O2(g) ＝ CO(g) △H3＝？ CO(g)+ O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－283.0 kJ/mol C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) △H1＝－393.5 kJ/mol +) △H3 ＝△H1 － △H2 ＝ －393.5 kJ/mol －(－283.0 kJ/mol＝ －110.5 kJ/mol 1 2 1 2 C(s) + O2(g) ＝ CO(g) △H3＝ －110.5 kJ/mol 1 2 即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。 关键：目标方程式的“四则运算式”的导出（消元法） 方法：写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质)然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。 代数运算法 （2）加合法 关键：目标方程式的“四则运算式”的导出 方法： 1、确定“过渡物质”(要消去的物质) 2、消元法：逐一消去“过渡物质” 技巧： 1、ΔH运算时要带符号 2、同边用+，异边用-，系数调倍 二、盖斯定律的应用 2、已知： ①CH3COOH (l)+O2(g)＝CO2(g)+2H2O (l) △H1＝－870kJ/mol ②C(s)+O2(g) ＝ CO2 (g) △H2＝－393.5kJ/mol ③ H2(g)+O2(g) ＝ H2O (l) △H3＝－285.8kJ/mol 计算④ 2C(s) +2H2(g)+O2(g)＝ CH3COOH(l)的反应热 (25℃，101kPa时) ④ = 2×②+ 2×③－① 则△H＝2×△H2 + 2×△H3－△H1 ＝－488.3kJ/mol 解： 定目标 找位置 调系数 加合成 技巧：同边用＋，异边用－，系数调倍 注意：每个方程式只能用一次 二、盖斯定律的应用 2分钟的时间，请同学写出加和的结果，非常不错同学鼓励一下！ 16 298K,101kPa条件下： ① H2O(g) == H2(g)+ O2(g) △H1 ② H2(g)+ Cl2(g) == HCl(g) △H2 ③ 2H2O(g)+2Cl2(g) == 4HCl(g) + O2(g) △H3 2 2 1/2 2 2 4 2 △H3 == △H1 ×2 + △H2 ×2 + 求 × 2 × 2 ③ == ①×2 + ② ×2 技巧：同边用＋，异边用－，系数调倍 二、盖斯定律的应用 1 2、已知下列反应的反应热 ①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1= -870.3 kJ/mol ②C(s) + O2 (g) = CO2(g) △H2= -393.5 kJ/mol ③H2(g) + ½ O2(g) =H2O(l) △H3= -285.8 kJ/mol 试计算下述反应的反应热： ④2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 解： ④= ②×2 +③×2- ① 2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) 2△H2= -787.0 kJ/mol 2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) 2△H3= -571.6 kJ/mol +) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -△H1= 870.3 kJ/mol ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2C(s) +2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l) △H= -488.3 kJ/mol 【课后练习】 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 解： 得 ④=①×2 + ②×4 - ③ 2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) 2ΔH1= －566.0 kJ/mol 4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) 4ΔH2= －1143.2kJ/mol 2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g) －ΔH3 = + 1370 kJ/mol +) 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) ΔH ＝－339.2 kJ/mol 【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 ③C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l); ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算ΔH4 : ④2CO(g)＋ 4 H2(g) = H2O(l)＋ C2H5OH (l) 【解】： ④ =①×2 + ②×4 - ③ ΔH4 ＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3   ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol 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： 解析：①×1/2+②×2-③ = －1648 ×1/2+（－393 ）×2－（－1480 ） =－130 kJ·mol－1 2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　ΔH＝－130 kJ·mol－1 【课后练习】 【例5】某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中 燃烧，生成N2、液态H2O。已知： ① N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ② N2H4(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。 ③ 2N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O(l) △H= 【解】： ③ = ② ×2 - ① ΔH＝ΔH2×2 －ΔH1   ＝－534×2 －67.2 ＝－1135.2 kJ/mol －1135.2 kJ/mol 技巧：同边用＋，异边用－，系数调倍 结 总 识 知 运用盖斯定律要注意 1. 热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数； 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. 将一个化学方程式颠倒时， ∆H“+〞 “-〞号必须随之改变，但数值不变； 4. 计算过程中需代入数据，且数据必须带单位。 小 结 一、盖斯定律 1、定义： 不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同。 2、特点： 反应的热效应只与始终态有关，与反应途径无关。 正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 3、影响反应热的因素： 温度、压强，物质状态，反应物用量等。 4、应用： 间接计算难以直接测定的反应热。 关键： 目标方程式的“四则运算式”的导出。 方法： 写出目标方程式确定“过渡物质” （要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。 途径： ①虚拟路径法； ②加合法。 END ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 $