1.2 反应热的计算 第1课时 课件高二上学期化学人教版（2019）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课时盖斯定律反应热的计算

许多反应热可以通过量热计测得因为C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成，不能直接测定反应热如何测定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热△H？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(G.H.Hess,1802-1850)热化学之父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。即：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。盖斯定律定义：始态终态反应热h=300m盖斯定律的理解盖斯定律与登山时人的势能变化相似从反应途径角度：A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3

＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)CO2(g)C(s)+O2(g)

ΔH2ΔH3=?ΔH1ΔH1

=ΔH2+ΔH3ΔH3

=ΔH1−

ΔH2=−393.5kJ/mol−(−283.0kJ/mol)=−110.5kJ/mol思路1：虚拟路径法物质燃烧热ΔH(kJ/mol)C(s)−393.5CO(g)−283.0

ΔH=?已知

思路2：代数运算法

ΔH=ΔH1一ΔH2

=−393.5kJ/mol+283.0kJ/mol

=−110.5kJ/mol

①一②得例1：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时)已知：燃烧热：石墨：-393.5kJ/mol

金刚石:-395.0kJ/mol石墨能直接变成金刚石吗？①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/molC(石墨，s)=C(金刚石，s)△H=△H1-△H2=+1.5kJ/mol

2.NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示。反应

O3(g)＋O(g)===2O2(g)

ΔH＝－143kJ·mol－1反应1：O3(g)＋NO(g)===NO2(g)＋O2(g)

ΔH1＝－200.2kJ·mol－1反应2：热化学方程式为___________________________________________________________。NO2(g)＋O(g)===NO(g)＋O2(g)

ΔH2＝＋57.2kJ·mol－1反应2为NO2和O生成NO和O2，根据盖斯定律可知ΔH2＝ΔH－ΔH1。“三步”确定热化学方程式或ΔH思维模型将调整好的热化学方程式和△H分别进行求△H加和。确定目标反应的焓变△H。找出根据待求解的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根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行缩小或扩大相应的倍数，同时调整△H的值。①根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向，同时调整△H的符号。调整加和例3.根据下列热化学方程式：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)

ΔH1＝－393.5kJ·mol－1③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH3＝－870.3kJ·mol－1计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(写出计算过程)。[思路点拨]

第一步：找出待求热化学方程式中反应物与生成物在已知热化学方程式中的位置。第二步：调整已知热化学方程式方向、计量数和ΔH。第三步：加和已调整的热化学方程式中的ΔH，确定待求反应的ΔH。2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5kJ·mol－1)＋2×(－285.8kJ·mol－1)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。5.CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)

ΔH＝＋246.5kJ·mol－1反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)

ΔH＝＋41.2kJ·mol－1反应Ⅲ：2CO(g)===CO2(g)＋C(s)

ΔH＝－172.5kJ·mol－1在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)===4CO(g)＋8H2(g)的ΔH＝________________。＋657.1kJ·mol－1Ⅰ×3－Ⅱ×2即得到反应：3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)===4CO(g)＋8H2(g)的ΔH＝[(＋246.5×3)－(＋41.2×2)]kJ·mol－1＝＋657.1kJ·mol－1。类型二利用盖斯定律计算反应热4.用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)

ΔH＝－116.1kJ·mol－13HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)

ΔH＝＋75.9kJ·mol－1反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。－136.2二、反应热的计算1.根据热化学方程式计算热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)

ΔH

a

b

c

d

|ΔH|n(A)

n(B)

n(C)

n(D)

Q2.根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。应用体验1.已知：FeS2(s)＋

＋2SO2(g)

ΔH＝－853kJ·mol－1。计算1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量(写出计算步骤)。应用体验3.已知：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＝－196.6kJ·mol－1，实验室测得4molSO2发生上述化学反应时放出314.3kJ热量，请计算该反应中SO2的转化率。返回25℃，101KPa时，1g甲烷完全燃烧生成稳定的氧化物，放出55.8kJ热量，请写出甲烷燃烧热的热化学方程式(结果取整数)。2.根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。3.根据反应物、生成物的键能计算ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。1.已知反应：CH4(g)＋CO2(g)

2CO(g)＋2H2(g)中相关化学键的键能数据如下：化学键C—HC==OH—HC≡O(CO)键能/(kJ·mol－1)4137454361075该反应的ΔH＝_____kJ·mol－1。＋120ΔH＝(413kJ·mol－1×4＋745kJ·mol－1×2)－(2×1075kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1)＝＋120kJ·mol－1。P82.[2020·全国卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286ΔH1＝______kJ·mol－1。＋137先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律，ΔH1＝－1560kJ·mol－1－(－1411kJ·mol－1)－(－286kJ·mol－1)＝＋137kJ·mol－1。3.根据物质的燃烧热数值计算P84.根据图像计算碳燃烧的过程如图所示：则下列说法正确的是A.1molC(s)与0.5molO2(g)的总能量小于1mol

CO(g)的能量B.CO2(g)===C(g)＋O2(g)

ΔH＝＋393.5kJ·mol－1C.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221.0kJ·mol－1D.等量的碳燃烧C(s)―→CO2(g)过程比C(s)―→CO(g)―→CO2(g)过程释

放的能量多√类型三反应进程图型5.在微生物作用的条件下，

两步反应的能量变化示意图如图。(1)第一步反应是______(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是_________________________________________。

的热化学方程式是_____________________________________________________________。放热ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)返回P95.根据盖斯定律计算将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。则反应④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH为A.＋228.2kJ·mol－1 B.－228.2kJ·mol－1C.＋1301.0kJ·mol－1 D.＋621.7kJ·mol－1√P84.冬季取暖许多家庭用上了清洁能源天然气，实际生产中天然气需要脱硫，在1200℃时，工艺中会发生下列反应：④2S(g)===S2(g)

ΔH4。则ΔH4的正确表达式为________________________。P9三、ΔH的大小比较1.同一物质不同聚集状态H2O(s)===H2O(l)

ΔH1H2O(s)===H2O(g)

ΔH2由物质的能量E大小比较知热量：Q1<Q2，且均为吸热反应，ΔH为正值，ΔH1＝+Q1kJ·mol－1，ΔH2＝+Q2kJ·mol－1，得ΔH1<ΔH2。2.同一反应，物质的聚集状态不同S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2由物质的能量(E)的大小知热量：Q1>Q2，此反应为放热反应，则ΔH1＝－Q1kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。1.已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)

ΔH＝－1.9kJ·mol－1C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2根据已述反应所得出的结论正确的是A.ΔH1＝ΔH2

B.ΔH1>ΔH2C.ΔH1<ΔH2

D.金刚石比石墨稳定应用体验解析已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)

ΔH＝－1.9kJ·mol－1，则相同量的金刚石和石墨相比较，金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则ΔH1<ΔH2<0，能量越低越稳定，则石墨稳定，故C正确。√2.下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH2NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)

ΔH4A.ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B.ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4C.ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D.ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4√解析①中两个反应都是放热反应，后者生成液态水，所以放出的热量大于前者，而放热反应ΔH小于0，放热越多，焓变越小，故ΔH1＞ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和，都是放热反应，两个反应生成水的物质的量都是1mol，但是CH3COOH是弱电解质，电离过程吸收一部分热量，所以后者放出的热量少，所以ΔH3＜ΔH4。3.下列各组热化学方程式中，ΔH1＜ΔH2的是④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

ΔH1

CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH2A.①

B.②③④

C.④

D.①②③√解析相同量的碳不完全燃烧放热少，焓变比较大小时考虑符号，所以ΔH1＜ΔH2，故①符合；固态硫变为气态硫需要吸收热量，所以ΔH1＞