反應(yīng)熱的計算 高二化學人教版（2019）選擇性必修1

第一章化學反應(yīng)的熱效應(yīng)第二節(jié)

反應(yīng)熱的計算壹貳叁蓋斯定律反應(yīng)熱的計算反應(yīng)熱的比較知識導航本節(jié)重點本節(jié)難點課堂導入蓋斯是俄國化學家，早年從事分析化學研究，1830年專門從事化學熱效應(yīng)測定方法的改進，曾改進拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計，從而較準確地測定了化學反應(yīng)中的能量。1836年經(jīng)過多次試驗，他總結(jié)出一條規(guī)律：在任何化學反應(yīng)過程中的熱量，不論該反應(yīng)是一步完成的還是分步進行的，其總熱量變化是相同的，1860年以熱的加和性守恒定律形式發(fā)表。這就是舉世聞名的蓋斯定律。蓋斯定律是斷定能量守恒的先驅(qū)，也是化學熱力學的基礎(chǔ)。當一個不能直接發(fā)生的反應(yīng)要求計算反應(yīng)熱時，便可以用分步法測定反應(yīng)熱并加和起來而間接求得。故而我們常稱蓋斯是熱化學的奠基人。科學史話探究課堂蓋斯定律的內(nèi)容1.俄國化學家蓋斯從大量的實驗事實中總結(jié)出一條規(guī)律：一個化學反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成，其___________是相同的，這就是蓋斯定律。2.也就是說，化學反應(yīng)的_______只與反應(yīng)體系的_______和________有關(guān)，而與反應(yīng)的______無關(guān)。3.如果一個反應(yīng)可以分幾步進行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時的反應(yīng)熱是一樣的。即：

ΔH=_____________________反應(yīng)熱反應(yīng)熱始態(tài)終態(tài)途徑ΔH1+ΔH2+ΔH3蓋斯定律探究課堂反應(yīng)焓變的關(guān)系探究課堂有些反應(yīng)，因為某些原因，導致反應(yīng)熱難以直接測定，如：（1）有些反應(yīng)進行得很慢（2）有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生（3）有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中的意義探究課堂【例】下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是（）A．化學反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B．蓋斯定律遵守能量守恒定律C．利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難測定的反應(yīng)的反應(yīng)熱D．利用蓋斯定律可以計算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱A探究課堂ΔH1

-ΔH2=﹣393.5kJ/mol-（-283.0kJ/mol）=-110.5kJ/mol蓋斯定律的應(yīng)用根據(jù)蓋斯定律，我們可以利用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來計算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱。如：對于前面提到的反應(yīng)：雖然該反應(yīng)的反應(yīng)熱無法直接測定，但下列兩個反應(yīng)的反應(yīng)熱卻可以直接測定： ΔH1

=﹣393.5kJ/mol ΔH2=﹣283.0kJ/mol上述三個反應(yīng)具有如下關(guān)系：根據(jù)蓋斯定律，ΔH3=___________________________________________________________CCO2COΔHΔH1ΔH2探究課堂【例】已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1。則制備水煤氣的反應(yīng)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH為()A．＋262.6kJ·mol－1B．－131.3kJ·mol－1C．－352.3kJ·mol－1D．＋131.3kJ·mol－1【解析】根據(jù)蓋斯定律，由題意知：①×1/2－②×1/2得：ΔH＝(－221.0kJ·mol－1)×1/2－(－483.6kJ·mol－1)×1/2＝＋131.3kJ·mol－1。D探究課堂1、找唯一2、同加異減目標方程式中的物質(zhì)：在給出的各個已知方程式中只出現(xiàn)一次的物質(zhì)目標方程式中的物質(zhì)：與已知方程式中物質(zhì)在方程式的同側(cè)，則相加；與已知方程式中物質(zhì)在方程式的異側(cè)，則相減；3、化系數(shù)把已知方程式中的系數(shù)化成與目標方程式中物質(zhì)的系數(shù)一致。【技巧指導】反應(yīng)熱的計算用蓋斯定律計算反應(yīng)熱探究課堂【例】已知反應(yīng)：則反應(yīng)的ΔH=_____________________-2ΔH3+2ΔH2+3ΔH1

探究課堂【例】已知:①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH1＝－283.2kJ·mol－1②H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1③C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－1370kJ·mol－1試計算④2CO(g)＋4H2(g)＝H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解析】①×2＋②×4－③＝④ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2kJ·mol－1×2－285.8kJ·mol－1×4＋1370kJ·mol－1

＝－339.6kJ·mol－1探究課堂【例】蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定?，F(xiàn)根據(jù)下列的3個熱化學反應(yīng)方程式：試寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學反應(yīng)方程式：___________?！敬鸢浮緾O(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣10.98kJ/mol探究課堂用鍵能計算反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能=E吸-E放物質(zhì)CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金剛石S8(S－S)Si鍵數(shù)24641.5282常見物質(zhì)中的化學鍵數(shù)目探究課堂(1)H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學方程式是_____________________________________________________。2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)

ΔH＝－483.6kJ·mol－1462.9【例】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究特點。已知：①4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－115.6kJ·mol－1②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH＝－184kJ·mol－1(2)斷開1molH—O所需能量為_______kJ。③探究課堂用反應(yīng)物和生成物的總能量計算反應(yīng)熱ΔH＝生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝＋ckJ·mol－1探究課堂【例】研究氮的氧化物的性質(zhì)對于消除城市中汽車尾氣的污染具有重要意義。NO2有較強的氧化性，能將SO2氧化成SO3，自身被還原為NO。已知下列兩反應(yīng)過程中能量變化如圖1、圖2所示，則NO2氧化SO2生成SO3(g)的熱化學方程式為_______________________________________________________________。NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g)

ΔH＝－41.8kJ/mol特別提醒：（1）ΔH的值與系數(shù)相對應(yīng)，其符號與反應(yīng)方向相對應(yīng)。（2）當反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時，ΔH也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。（3）反應(yīng)式進行加減運算時，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“+”、“-”符號，即把ΔH看作一個整體進行運算。探究課堂比較反應(yīng)熱的大小關(guān)系在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量Q1、Q2；

H1、

H2的大小。2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

H1=－Q1kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

H2=－Q2kJ/molQ1<Q2注意：比較

H大小時，要包括所含的“+"和“-”

H1＞

H2特別提醒：1、吸熱反應(yīng)的肯定比放熱反應(yīng)的大2、同一放熱（吸熱）反應(yīng)，其他條件相同時，參加反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量越大，放出（吸收）的熱量越多，△H的值越小（越大）3、燃料的燃燒，其他條件相同時①燃燒產(chǎn)物越穩(wěn)定，放出熱量越多，則△H越?、谌剂蠣顟B(tài)為氣、液、固，放出的熱量依次減少，則△H依次增大探究課堂（1）S(g)+O2(g)=SO2(g)

H1=－Q1kJ/molS(s)+O2(g)=SO2(g)

H2=－Q2kJ/mol（2）C(s)+1/2O2(g)=CO(g)

H1=－Q1kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)

H2=－Q2kJ/mol（3）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

H1=－Q1kJ/molH2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)

H2=－Q2kJ/mol【例】在同溫、同壓下，比較下列反應(yīng)放出熱量Q1、Q2；

H1、

H2的大小。Q1＞Q2

H1<

H2

Q2＞Q1

H2<

H1

Q1＞Q2

H1<

H2

探究課堂【例】已知:(1)H2(g)＋1/2O2(g)

＝H2O(g)

ΔH1=akJ/mol(2)2H2(g)＋O2(g)

＝2H2O(g)

ΔH2=bkJ/mol(3)H2(g)＋1/2O2(g)

＝H2O(l)

ΔH3=ckJ/mol(4)2H2(g)＋O2(g)

＝2H2O(l)

ΔH4=dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是()A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>0C課堂小結(jié)探究課堂【例】電石氣是一種常見燃料，C2H2(g)+5/2O2(g)＝2CO2(g)+H2O(l)ΔH有關(guān)化學反應(yīng)的能量變化如右圖所示，已知斷裂1mol化學鍵所需的能量（kJ）：O=O為500、C-H為410，則斷裂1molC≡C鍵所需的能量（kJ）是（）A．840 B．1590 C．900 D．1250A探究課堂【例】近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學研究的熱點。回答下列問題：（2）Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+1/2Cl2(g)ΔH1=+83kJ·mol?1CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g)ΔH2=?20kJ·mol?1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=?121kJ·mol?1則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=

。?116kJ·mol?1探究課堂【例】白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng)：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1，根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH，其中正確的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1A探究課堂【例】已知下列熱化學方程式：

①CH3COOH（l）+2O2(g)═2CO2（g）+2H2O（l）ΔH1＝﹣870.3kJ/mol

②C(s)+O2（g）═CO2（g）ΔH2＝﹣393.5kJ/mol

③H2(g)+1/2O2（g）═