1.2 反应热的计算 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修1

册别：选择性必修1反应热的计算学科：高中化学（人教版）C3H8(g)和H2(g)都作为北京奥运火炬的燃料，谁更有优势呢？情境思考2008年北京奥运会火炬“祥云”2022年北京冬奥会火炬“飞扬”以丙烷(C3H8)为燃料以氢气(H2)为燃料热值(q)：在101kPa下，1g物质完全燃烧所放出的热叫做该物质的热值。学习任务1：利用热化学方程式计算反应热C3H8(g)和H2(g)都作为北京奥运火炬的燃料，请根据它们的燃烧热计算热值，并完成下表。物质C3H8(g)H2(g)燃烧热ΔH(kJ·mol-1)-2219.9-285.8热值q(kJ·g-1)相同质量(如440g)气体的物质的量(影响燃烧时间)燃烧产物H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH＝

2219.9kJ·mol－1每1gH2燃烧产生的热量为：285.8÷2=142.9kJ。每1gC3H8燃烧产生的热量为：2219.9÷44=50.5

kJ学习任务1：利用热化学方程式计算反应热440gC3H8的物质的量为：440gH2的物质的量为：n==mM=

10mol440g44g·mol-1n==mM=

220mol440g2g·mol-1物质C3H8(g)H2(g)燃烧热ΔH(kJ·mol-1)-2219.9-285.8热值q(kJ·g-1)50.5142.9相同质量(如440g)气体的物质的量(影响燃烧时间)10220燃烧产物CO2、H2OH2O交流讨论：哪种燃料更有优势？请根据表格，分析说明理由

与丙烷相比，氢气热值更大，相同质量燃烧更持久，产物绿色低碳，是最佳的火炬燃料。学习任务1：利用热化学方程式计算反应热目前氢气来源①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1=+131.5kJ·mol-1②CH4(g)＋H2O(g)=CO

(g)＋3H2(g)ΔH2=+205.9

kJ·mol-1试计算③CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH学习任务2：利用盖斯定律计算反应热

焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取H2的重要方法。甲烷高温分解也可以获得H2，焦炭和甲烷与水蒸气的反应热可以直接测定，请借助能量变化示意图，思考讨论如何获得甲烷分解的反应热。学习任务2：利用盖斯定律计算反应热C(s)+H2O(g)+2H2(g)

CO

(g)＋3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH1ΔH2能量反应过程ΔH

一步完成

多步完成反应热相同ΔH1+ΔH＝ΔH2ΔH＝ΔH2-ΔH1

＝205.9

kJ·mol-1-131.5kJ·mol-1＝+74.4

kJ·mol-1盖斯定律①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1=+131.5kJ·mol-1②CH4(g)＋H2O(g)=CO

(g)＋3H2(g)ΔH2=+205.9

kJ·mol-1③CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH学习任务2：利用盖斯定律计算反应热

在焦炭或甲烷与水蒸气反应制氢的过程中还会发生反应：CO

(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)已知：①C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)ΔH1=-110.5kJ·mol-1②H2(s)＋1/2O2(g)=H2O(g)ΔH2=-241.8kJ·mol-1③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3=-393.5kJ·mol-1

请根据盖斯定律，计算CO

(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的ΔH学习任务2：利用盖斯定律计算反应热

①C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)ΔH1②H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)ΔH2③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3

CO

(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)

④CO(g)=C(s)＋1/2O2(g)

ΔH4=-ΔH1=+110.5kJ·mol-1

⑤H2O(g)=H2(g)＋1/2O2(g)ΔH5=-ΔH2=+241.8kJ·mol-1③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3=-393.5kJ·mol-1CO

(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH=ΔH4+ΔH5+ΔH3

=-ΔH1-ΔH2+ΔH3

=+110.5kJ·mol-1+241.8kJ·mol-1-393.5kJ·mol-1

=-41.2kJ·mol-1+再生能源（太阳能、风能等）发电

H2O(g)

1/2O2(g)＋H2(g)

电解学习任务3：利用化学键键能计算反应热

H2O(g)

1/2O2(g)＋H2(g)

电解已知：断裂1mol相应化学键需要的能量如下:1molH2O(l)变为H2O(g)需要吸收44.0kJ的能量

化学键H-OH-HO=O键能/(kJ·mol-1)462.8436.0497.3

冬奥会主火炬燃烧每小时消耗氢气约1.68m3（已转化为标准状况），如果都由绿氢提供，需要多少电能？假设电解时能量的转化率为80%。学习任务3：利用化学键键能计算反应热

H2O(g)

1/2O2(g)＋H2(g)

电解化学键H-OH-HO=O键能/(kJ·mol-1)462.8436.0497.3根据键能计算反应热：ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能

=

2×462.8-1/2×497.3-436

=

+240.95kJ·mol-1学习任务3：利用化学键键能计算反应热

H2O(g)

1/2O2(g)＋H2(g)ΔH=

+240.95kJ·mol-1

电解

H2O(l)=H2O(g)ΔH=

+44.0kJ·mol-1+

H2O(l)

1/2O2(g)＋H2(g)ΔH=

+284.95kJ·mol-1电解n==VVm=75mol1.68m322.4L·mol-1则每小时需要的电能为:284.