反應(yīng)熱的計(jì)算（第1 課時(shí)） 課件 2023-2024學(xué)年高二上

第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算第1課時(shí)蓋斯定律高二—人教版—化學(xué)—選擇性必修1—第一章學(xué)習(xí)目標(biāo)從化學(xué)史角度發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)蓋斯定律；通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)、路徑角度和化學(xué)計(jì)算模型理解蓋斯定律的內(nèi)涵本質(zhì)，了解其意義；通過(guò)實(shí)例，能運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱以及解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題。目錄LOREMIPSUM12表示3中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定4LOREMIPSUMCH4(g)+

2O2(g)＝CO2(g)+

2H2O(l)ΔH=?890.3kJ/molCH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+

2H2O(l)——圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)【思考】能否定量比較天然氣完全燃燒和不完全燃燒所釋放的能量？【問(wèn)題】能通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定得到甲烷不完全燃燒

的反應(yīng)熱嗎？ΔH=？

CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH

<0

1.有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生），如甲烷的不完全燃燒,大多數(shù)有機(jī)反應(yīng)；這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難，利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。在眾多的化學(xué)反應(yīng)中：2.有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢，如煤炭，石油的形成；3.有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，如石墨和氫氣生成甲烷的反應(yīng)。熱化學(xué)研究的先驅(qū)

最早研究反應(yīng)熱的是法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫和法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯，他們利用冰量熱計(jì)（即以被熔化了的冰的質(zhì)量來(lái)計(jì)算熱量）測(cè)定了碳單質(zhì)的燃燒熱，測(cè)得的數(shù)值與現(xiàn)代精確測(cè)定值十分接近。拉瓦錫拉普拉斯任務(wù)1發(fā)現(xiàn)蓋斯定律

化學(xué)家蓋斯利用自己設(shè)計(jì)的量熱計(jì)，測(cè)定了大量的反應(yīng)熱。并依據(jù)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰分別與硫酸反應(yīng)的反應(yīng)熱總結(jié)出了蓋斯定律。1840年，他將這一重大發(fā)現(xiàn)公之于眾，對(duì)反應(yīng)熱的研究做出重大貢獻(xiàn)。蓋斯熱化學(xué)研究的先驅(qū)任務(wù)1發(fā)現(xiàn)蓋斯定律【問(wèn)題】什么是蓋斯定律？一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱都是相同的。蓋斯任務(wù)2理解蓋斯定律蓋斯定律表明，在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。坐纜車或步行人的勢(shì)能變化與上山的途徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的海拔差有關(guān)。任務(wù)2理解蓋斯定律“三一定”物質(zhì)種類、物質(zhì)狀態(tài)、物質(zhì)的量任務(wù)2理解蓋斯定律始態(tài)終態(tài)結(jié)論：反應(yīng)熱研究的是化學(xué)反應(yīng)前后能量的變化，與途徑無(wú)關(guān)。例

已知在298K時(shí)：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/mol②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/mol問(wèn)題：要測(cè)出C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？任務(wù)2理解蓋斯定律【思考】以上熱化學(xué)方程式中的物質(zhì)變化有何聯(lián)系?CO

(g)+1/2O2(g)②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/mol任務(wù)2理解蓋斯定律C(s)+O2(g)CO2(g)始態(tài)終態(tài)③C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/mol分步進(jìn)行一步完成物質(zhì)變化ΔH1=ΔH2

+

ΔH3ΔH3

=

ΔH1

–

ΔH2

=

–393.5kJ/mol–(–283.0kJ/mol)

=–110.5kJ/mol任務(wù)2理解蓋斯定律【問(wèn)題】化學(xué)反應(yīng)發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)，能量變化之間存在什么關(guān)系？求從始態(tài)到終態(tài)的ΔH與ΔH1、ΔH2的關(guān)系？ΔH=ΔH1

+ΔH2任務(wù)2理解蓋斯定律若一個(gè)反應(yīng)體系的始態(tài)到終態(tài)可以一步完成（反應(yīng)熱ΔH）。分兩步進(jìn)行：先從始態(tài)到a（反應(yīng)熱為ΔH1），再?gòu)腶到終態(tài)（反應(yīng)熱為ΔH2）。路徑法【練習(xí)1】已知：①H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH1=?285.8kJ/mol②H2O(l)＝H2O(g)ΔH2=+44kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH3=?241.8kJ/mol設(shè)計(jì)成如下轉(zhuǎn)化路徑，請(qǐng)?zhí)羁眨篐2(g)+1/2O2(g)H2O(g)ΔH1?ΔH2ΔH3H2O(l)ΔH1=ΔH3?ΔH2例已知在298K時(shí)：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/mol②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/mol問(wèn)題：要測(cè)出C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？任務(wù)2理解蓋斯定律請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察思考，除了利用路徑法進(jìn)行圖解，還有其他計(jì)算方法嗎？C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/mol+)

ΔH3=ΔH1?

ΔH2

=

?393.5kJ/mol?(?283.0kJ/mol）=

?110.5kJ/molC(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/molC(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=

?110.5kJ/mol結(jié)論：若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)焓變的代數(shù)和。CO可以消去，視為中間產(chǎn)物。【思考】如何利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式?將調(diào)整好的ΔH加和，確定目標(biāo)反應(yīng)的焓變?chǔ)。物質(zhì)變化根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)找已知熱化學(xué)方程式。①比較目標(biāo)方程式，確定中間產(chǎn)物。能量變化思維模型建構(gòu)②調(diào)整已知熱化學(xué)方程式的方向和計(jì)量數(shù)并相加和，消去中間產(chǎn)物。【練習(xí)2】如何計(jì)算甲烷不完全燃燒的反應(yīng)熱呢？①CH4(g)+

2O2(g)＝CO2(g)+

2H2O(l)

ΔH1=

?890.3kJ/molΔH2=？

②CH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+

2H2O(l)

任務(wù)3應(yīng)用蓋斯定律【思考】根據(jù)蓋斯定律分析，本題還缺少哪個(gè)熱化學(xué)方程式？③CO(g)

+

1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=?283.0kJ/molCO(g)+2H2O(l)+1/2O2(g)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)始態(tài)終態(tài)ΔH2ΔH1ΔH3①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=

?890.3kJ/molΔH2=？

②CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)

【路徑法】物質(zhì)變化能量變化【能量變化圖】③CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=?283.0kJ/mol①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH1

=?890.3kJ/mol

②CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2

=？

③

CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=?283.0kJ/mol

任務(wù)3應(yīng)用蓋斯定律根據(jù)目標(biāo)方程式找出已知方程式確定中間產(chǎn)物調(diào)整已知方程式的方向和計(jì)量數(shù)消去中間產(chǎn)物將調(diào)整好的ΔH加和【練習(xí)2】計(jì)算甲烷不完全燃燒的反應(yīng)熱是多少？模型應(yīng)用物質(zhì)變化能量變化ΔH2

=ΔH1

?ΔH3

=?890.3kJ/mol?(?283.0kJ/mol)

=?607.3kJ/mol①?③=②任務(wù)3應(yīng)用蓋斯定律根據(jù)目標(biāo)方程式找出已知方程式確定中間產(chǎn)物調(diào)整已知方程式的方向和計(jì)量數(shù)消去中間產(chǎn)物將調(diào)整好的ΔH加和①，③；CO2(g)①，?③ΔH2

=？

CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)

CH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2=

?607.3kJ/mol①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH1

=

?890.3kJ/mol

③

CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=

?283.0kJ/mol

物質(zhì)變化能量變化【練習(xí)3，課本17頁(yè)第4題】火箭發(fā)射時(shí)可以用肼（N2H4，液態(tài)）作燃料，NO2作氧化劑，二者反應(yīng)生成N2和水蒸氣。已知：①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)

ΔH1=+66.4kJ/mol②N2H4(l)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)

ΔH2=?534kJ/mol請(qǐng)寫出N2H4(l)與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。根據(jù)目標(biāo)方程式找出已知方程式確定中間產(chǎn)物調(diào)整已知方程式的方向和計(jì)量數(shù)消去中間產(chǎn)物將調(diào)整好的ΔH加和模型應(yīng)用物質(zhì)變化能量變化任務(wù)3應(yīng)用蓋斯定律根據(jù)目標(biāo)方程式找出已知方程式確定中間產(chǎn)物調(diào)整已知方程式的方向和計(jì)量數(shù)消去中間產(chǎn)物將調(diào)整好的ΔH加和2N2H4(l)+2NO2(g)

＝

3N2(g)+4H2O(g)

ΔH=？?①+2②①，②；O2(g)?①，2②2N2H4(l)+2NO2(g)

＝3N2(g)+4H2O(g)

ΔH=

?1134.4kJ/molΔH

=?ΔH1

+

2ΔH2

=?66.4kJ/mol+2×(?534)kJ/mol=

?1134.4kJ/mol①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)

ΔH1=

+66.4kJ/mol②N2H4(l)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)

ΔH2