1.2 反應(yīng)熱的計(jì)算 第1課時(shí) 課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算

第1課時(shí)蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算

許多反應(yīng)熱可以通過(guò)量熱計(jì)測(cè)得因?yàn)镃燃燒時(shí)不可能全部生成CO，總有一部分CO2生成，不能直接測(cè)定反應(yīng)熱如何測(cè)定C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H？嗨，同學(xué)們好，我叫蓋斯，我經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出一條規(guī)律，看看能不能幫大家解決問(wèn)題吧(G.H.Hess,1802-1850)熱化學(xué)之父蓋斯定律一個(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)熱是相同的。即：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)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。蓋斯定律定義：始態(tài)終態(tài)反應(yīng)熱h=300m蓋斯定律的理解蓋斯定律與登山時(shí)人的勢(shì)能變化相似從反應(yīng)途徑角度：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：虛擬路徑法物質(zhì)燃燒熱ΔH(kJ/mol)C(s)?393.5CO(g)?283.0

ΔH=?已知

思路2：代數(shù)運(yùn)算法

ΔH=ΔH1一ΔH2

=?393.5kJ/mol+283.0kJ/mol

=?110.5kJ/mol

①一②得例1：寫(xiě)出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa時(shí))已知：燃燒熱：石墨：-393.5kJ/mol

金剛石:-395.0kJ/mol石墨能直接變成金剛石嗎？①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/molC(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=△H1-△H2=+1.5kJ/mol

2.NO加速臭氧層被破壞，其反應(yīng)過(guò)程如圖所示。反應(yīng)

O3(g)＋O(g)===2O2(g)

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

ΔH1＝－200.2kJ·mol－1反應(yīng)2：熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________________。NO2(g)＋O(g)===NO(g)＋O2(g)

ΔH2＝＋57.2kJ·mol－1反應(yīng)2為NO2和O生成NO和O2，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH2＝ΔH－ΔH1?！叭健贝_定熱化學(xué)方程式或ΔH思維模型將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式和△H分別進(jìn)行求△H加和。確定目標(biāo)反應(yīng)的焓變△H。找出根據(jù)待求解的熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成物找出可用的已知熱化學(xué)方程式。②根據(jù)待求解的熱化學(xué)方程式將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式進(jìn)行縮小或擴(kuò)大相應(yīng)的倍數(shù)，同時(shí)調(diào)整△H的值。①根據(jù)待求解的熱化學(xué)方程式調(diào)整可用熱化學(xué)方程式的方向，同時(shí)調(diào)整△H的符號(hào)。調(diào)整加和例3.根據(jù)下列熱化學(xué)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計(jì)算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應(yīng)熱(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。[思路點(diǎn)撥]

第一步：找出待求熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物與生成物在已知熱化學(xué)方程式中的位置。第二步：調(diào)整已知熱化學(xué)方程式方向、計(jì)量數(shù)和ΔH。第三步：加和已調(diào)整的熱化學(xué)方程式中的ΔH，確定待求反應(yīng)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與CO2重整的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)

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

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

ΔH＝－172.5kJ·mol－1在CH4與CO2重整體系中通入適量H2O(g)，可減少C(s)的生成，反應(yīng)3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)===4CO(g)＋8H2(g)的ΔH＝________________。＋657.1kJ·mol－1Ⅰ×3－Ⅱ×2即得到反應(yīng)：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。類(lèi)型二利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱4.用水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)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反應(yīng)3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。－136.2二、反應(yīng)熱的計(jì)算1.根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)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.根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃燒熱)|。應(yīng)用體驗(yàn)1.已知：FeS2(s)＋

＋2SO2(g)

ΔH＝－853kJ·mol－1。計(jì)算1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量(寫(xiě)出計(jì)算步驟)。應(yīng)用體驗(yàn)3.已知：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＝－196.6kJ·mol－1，實(shí)驗(yàn)室測(cè)得4molSO2發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)時(shí)放出314.3kJ熱量，請(qǐng)計(jì)算該反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率。返回25℃，101KPa時(shí)，1g甲烷完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，放出55.8kJ熱量，請(qǐng)寫(xiě)出甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式(結(jié)果取整數(shù))。2.根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃燒熱)|。3.根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計(jì)算ΔH＝E(反應(yīng)物的鍵能總和)－E(生成物的鍵能總和)。1.已知反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)

2CO(g)＋2H2(g)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—HC==OH—HC≡O(shè)(CO)鍵能/(kJ·mol－1)4137454361075該反應(yīng)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·全國(guó)卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286ΔH1＝______kJ·mol－1。＋137先寫(xiě)出三種氣體的燃燒熱的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＝－1560kJ·mol－1－(－1411kJ·mol－1)－(－286kJ·mol－1)＝＋137kJ·mol－1。3.根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算P84.根據(jù)圖像計(jì)算碳燃燒的過(guò)程如圖所示：則下列說(shuō)法正確的是A.1molC(s)與0.5molO2(g)的總能量小于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.等量的碳燃燒C(s)―→CO2(g)過(guò)程比C(s)―→CO(g)―→CO2(g)過(guò)程釋

放的能量多√類(lèi)型三反應(yīng)進(jìn)程圖型5.在微生物作用的條件下，

兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖。(1)第一步反應(yīng)是______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，判斷依據(jù)是_________________________________________。

的熱化學(xué)方程式是_____________________________________________________________。放熱ΔH<0(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)返回P95.根據(jù)蓋斯定律計(jì)算將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式及其ΔH。則反應(yīng)④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH為A.＋228.2kJ·mol－1 B.－228.2kJ·mol－1C.＋1301.0kJ·mol－1 D.＋621.7kJ·mol－1√P84.冬季取暖許多家庭用上了清潔能源天然氣，實(shí)際生產(chǎn)中天然氣需要脫硫，在1200℃時(shí)，工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：④2S(g)===S2(g)

ΔH4。則ΔH4的正確表達(dá)式為_(kāi)_______________________。P9三、ΔH的大小比較1.同一物質(zhì)不同聚集狀態(tài)H2O(s)===H2O(l)

ΔH1H2O(s)===H2O(g)

ΔH2由物質(zhì)的能量E大小比較知熱量：Q1<Q2，且均為吸熱反應(yīng)，ΔH為正值，ΔH1＝+Q1kJ·mol－1，ΔH2＝+Q2kJ·mol－1，得ΔH1<ΔH2。2.同一反應(yīng)，物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2由物質(zhì)的能量(E)的大小知熱量：Q1>Q2，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則ΔH1＝－Q1kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。1.已知：C(s，金剛石)===C(s，石墨)

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

ΔH1C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2根據(jù)已述反應(yīng)所得出的結(jié)論正確的是A.ΔH1＝ΔH2

B.ΔH1>ΔH2C.ΔH1<ΔH2

D.金剛石比石墨穩(wěn)定應(yīng)用體驗(yàn)解析已知：C(s，金剛石)===C(s，石墨)

ΔH＝－1.9kJ·mol－1，則相同量的金剛石和石墨相比較，金剛石的能量高，燃燒放出的熱量多，則ΔH1<ΔH2<0，能量越低越穩(wěn)定，則石墨穩(wěn)定，故C正確?！?.下列兩組熱化學(xué)方程式中，有關(guān)ΔH的比較正確的是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中兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，后者生成液態(tài)水，所以放出的熱量大于前者，而放熱反應(yīng)ΔH小于0，放熱越多，焓變?cè)叫?，故ΔH1＞ΔH2。②中兩個(gè)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是酸堿中和，都是放熱反應(yīng)，兩個(gè)反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量都是1mol，但是CH3COOH是弱電解質(zhì)，電離過(guò)程吸收一部分熱量，所以后者放出的熱量少，所以ΔH3＜ΔH4。3.下列各組熱化學(xué)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燒放熱少，焓變比較大小時(shí)考慮符號(hào)，所以ΔH1＜ΔH2，故①符合；固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫需要吸收熱量，所以ΔH1＞