高中化学人教版（2019）选择性必修1 1.2.2 反应热的计算（共25张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中化学人教版（2019）选择性必修1 1.2.2 反应热的计算（共25张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-08-31 10:42:06 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
课时2
反应热的计算
第二节 反应热的计算
01
学习目标
CONTENT
根据热化学方程式计算
02
根据键能、总能量计算
03
根据图像计算
FeS2的燃烧的化学方程式为：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)
在25℃和101kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。
(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。
Q=n×│ H│
一、根据热化学方程式计算反应热
【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为
FeS2(s)+11/4O2(g)=1/2Fe2O3(s)+2SO2(g) H=-853 kJ/mol
(2)FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。
1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g
900gFeS2的物质的量为:
理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为：7.5 mol x 853 kJ/mol=6398 kJ
①确定待求的反应方程式；
④实施叠加并检验。
③根据待求方程式中各物质计量数和位置的需要对已知
方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；
②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；
总结归纳解题步骤：
已知:① CO(g) ＋ O2(g) ===CO2(g) ΔH1＝ －283.0 kJ·mol－1
② H2(g) ＋ O2(g) ===H2O(l) ΔH2＝ －285.8 kJ·mol－1
③C2H5OH(l) ＋ 3O2(g) ===2CO2(g) ＋ 3H2O(l) ΔH3＝－1370 kJ·mol－1
试计算④2CO(g)＋ 4H2(g)===H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH。
【课堂练习】
【解析】 根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2 ＋ ②×4 － ③ ＝ ④ ,所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3＝(－283.2×2 －285.8×4 ＋1370) kJ·mol－1 ＝－339.2 kJ·mol－1。
某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l)
△H=-1135.2kJ/mol
2 × ②－①：
【课堂练习】
Q=n×│ H│
家用液化气的成分之一是丁烷。 当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化炭和液态水时，放出5×105kJ的热量。
(1)写出丁烷燃烧的热化学方程式。
(2)已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量，计算1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量。
二、根据燃烧热计算反应热
(1)n(C4H10)=
C4H10(l) + 13/2O2(g) = 4CO2(g) + 5H2O(g)
燃烧热 H为：-5×105kJ/n=-2900kJ/mol
H=-2900kJ/mol
(2)1mol丁烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(g)放出的热量为：
Q=1mol×2900kJ/mol=2900kJ
已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量,则:
Q1=2900kJ-5×44kJ=2680kJ
练习1： 已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1；
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2；
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3。
常温下取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为
－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3)
【课堂练习】
已知热化学方程式：
H2O(g)===H2(g)＋2(1)O2(g) ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1
H2(g)＋2(1)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是( )
A．吸热88 kJ B．吸热2.44 kJ
C．放热4.98 kJ D．放热44 kJ
B
【课堂练习】
ΔH＝E吸－E放
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。若断裂1mol H-H、1mol N-H需要吸收的能量分别为436 kJ、391 kJ，则断裂1molN≡N需要吸收的能量为（ ）。
A.431 kJ B.945.6 kJ
C.649 kJ D.869kJ
ΔH＝E吸－E放
-92.4kJ/mol=(EN≡N+ 3×436 - 6×391)kJ/mol
EN≡N=+945.6kJ/mol
B
三、根据物质键能计算反应热
ΔH＝H生－H反
理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g) HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C.1molHCN的化学键断裂吸收186kJ的能量
D.使用催化剂，可以改变反应的反应热
D
四、根据物质总能量计算反应热
Q=cm t
50 mL 0.50 mol/L盐酸与50mL0.55molLNaOH溶液完全反应测得中和反应的反应热数据如下：计算生成1molH2O的反应热。
次数 起始温度t/℃ 终止温度 t3/℃ 温度差
△t/℃
盐酸 t1 NaOH t2 平均值
1 24.5 25.0 24.7 26.5 1.75
2 22.0 22.4 22.2 25.4 3.2
3 25.0 25.4 25.2 28.2 3.0
ΔH = -
0.418(t2 - t1)
0.025
kJ/mol= -51.8 kJ/mol
五、根据温度变化计算反应热
①首先要明确所求反应的始态和终态，各物质的化学计量数；判断该反应的吸、放热情况。
②不同途径对应的最终结果应一样。
③当热化学方程式乘以或除以某一个数时，ΔH也应乘以或除以同一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。
④将一个热化学方程式逆向书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
⑤在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
⑥注意各分步反应的ΔH的正负。
应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题
H=(E2-E1)kJ/mol
=(a-b) kJ/mol
=-ckJ/mol
H=(E2-E1)kJ/mol
=(a-b) kJ/mol
=+ckJ/mol
六、利用图像的有关计算
已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.A2(g)比AB(g)更稳定
B
【课堂练习】
有关反应热的计算
1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数；
2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式；
3）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热；
4）根据反应物中化学键断裂所吸收的能量与形成生成物中的化学键所放出的能量， △H =反应物中的化学键断裂所吸收的能量和-生成物中的化学键形成所放出的能量和；
5）根据反应物和生成物的总能量计算
△H =E生成物-E反应物
课堂小结
反应热的计算方法
根据△H=生成物的总能量-反应物的总能量。
根据键能计算
根据热化学方程式计算
根据燃烧热计算
根据盖斯定律计算
根据图像信息计算
1．发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ/mol
②H2(g)===H2(l) ΔH2＝－0.92 kJ/mol
③O2(g)===O2(l) ΔH3＝－6.84 kJ/mol
④H2O(l)===H2O(g) ΔH4＝＋44.0 kJ/mol
则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为( )
A．＋237.46 kJ/mol B．－474.92 kJ/mol
C．－118.73 kJ/mol D．－237.46 kJ/mol
D
【课堂练习】
2．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
下列说法正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
D
【课堂练习】
3．已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)高温(=====)Si(s)＋4HCl(g)，根据表中所列化学键的键能数据，可判断出该反应的反应热ΔH为( )
化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si
键能/(kJ·mol－1) 360 436 431 176
A.＋412 kJ·mol－1 B．－412 kJ·mol－1 C．＋236 kJ·mol－1 D．－236 kJ·mol－1
D
【课堂练习】
感谢观看！
Thank you！
课时2
反应热的计算
第二节 反应热的计算
01
学习目标
CONTENT
根据热化学方程式计算
02
根据键能、总能量计算
03
根据图像计算
FeS2的燃烧的化学方程式为：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)
在25℃和101kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。
(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。
Q=n×│ H│
一、根据热化学方程式计算反应热
【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为
FeS2(s)+11/4O2(g)=1/2Fe2O3(s)+2SO2(g) H=-853 kJ/mol
(2)FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。
1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g
900gFeS2的物质的量为:
理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为：7.5 mol x 853 kJ/mol=6398 kJ
①确定待求的反应方程式；
④实施叠加并检验。
③根据待求方程式中各物质计量数和位置的需要对已知
方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；
②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；
总结归纳解题步骤：
已知:① CO(g) ＋ O2(g) ===CO2(g) ΔH1＝ －283.0 kJ·mol－1
② H2(g) ＋ O2(g) ===H2O(l) ΔH2＝ －285.8 kJ·mol－1
③C2H5OH(l) ＋ 3O2(g) ===2CO2(g) ＋ 3H2O(l) ΔH3＝－1370 kJ·mol－1
试计算④2CO(g)＋ 4H2(g)===H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH。
【课堂练习】
【解析】 根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2 ＋ ②×4 － ③ ＝ ④ ,所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3＝(－283.2×2 －285.8×4 ＋1370) kJ·mol－1 ＝－339.2 kJ·mol－1。
某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l)
△H=-1135.2kJ/mol
2 × ②－①：
【课堂练习】
Q=n×│ H│
家用液化气的成分之一是丁烷。 当10kg丁烷完全燃烧生成二氧化炭和液态水时，放出5×105kJ的热量。
(1)写出丁烷燃烧的热化学方程式。
(2)已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量，计算1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量。
二、根据燃烧热计算反应热
(1)n(C4H10)=
C4H10(l) + 13/2O2(g) = 4CO2(g) + 5H2O(g)
燃烧热 H为：-5×105kJ/n=-2900kJ/mol
H=-2900kJ/mol
(2)1mol丁烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(g)放出的热量为：
Q=1mol×2900kJ/mol=2900kJ
已知1mol液态水变为水蒸气时需要吸收44kJ的热量,则:
Q1=2900kJ-5×44kJ=2680kJ
练习1： 已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1；
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2；
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3。
常温下取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为
－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3)
【课堂练习】
已知热化学方程式：
H2O(g)===H2(g)＋2(1)O2(g) ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1
H2(g)＋2(1)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是( )
A．吸热88 kJ B．吸热2.44 kJ
C．放热4.98 kJ D．放热44 kJ
B
【课堂练习】
ΔH＝E吸－E放
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。若断裂1mol H-H、1mol N-H需要吸收的能量分别为436 kJ、391 kJ，则断裂1molN≡N需要吸收的能量为（ ）。
A.431 kJ B.945.6 kJ
C.649 kJ D.869kJ
ΔH＝E吸－E放
-92.4kJ/mol=(EN≡N+ 3×436 - 6×391)kJ/mol
EN≡N=+945.6kJ/mol
B
三、根据物质键能计算反应热
ΔH＝H生－H反
理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g) HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C.1molHCN的化学键断裂吸收186kJ的能量
D.使用催化剂，可以改变反应的反应热
D
四、根据物质总能量计算反应热
Q=cm t
50 mL 0.50 mol/L盐酸与50mL0.55molLNaOH溶液完全反应测得中和反应的反应热数据如下：计算生成1molH2O的反应热。
次数 起始温度t/℃ 终止温度 t3/℃ 温度差
△t/℃
盐酸 t1 NaOH t2 平均值
1 24.5 25.0 24.7 26.5 1.75
2 22.0 22.4 22.2 25.4 3.2
3 25.0 25.4 25.2 28.2 3.0
ΔH = -
0.418(t2 - t1)
0.025
kJ/mol= -51.8 kJ/mol
五、根据温度变化计算反应热
①首先要明确所求反应的始态和终态，各物质的化学计量数；判断该反应的吸、放热情况。
②不同途径对应的最终结果应一样。
③当热化学方程式乘以或除以某一个数时，ΔH也应乘以或除以同一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。
④将一个热化学方程式逆向书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
⑤在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
⑥注意各分步反应的ΔH的正负。
应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题
H=(E2-E1)kJ/mol
=(a-b) kJ/mol
=-ckJ/mol
H=(E2-E1)kJ/mol
=(a-b) kJ/mol
=+ckJ/mol
六、利用图像的有关计算
已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.A2(g)比AB(g)更稳定
B
【课堂练习】
有关反应热的计算
1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数；
2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式；
3）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热；
4）根据反应物中化学键断裂所吸收的能量与形成生成物中的化学键所放出的能量， △H =反应物中的化学键断裂所吸收的能量和-生成物中的化学键形成所放出的能量和；
5）根据反应物和生成物的总能量计算
△H =E生成物-E反应物
课堂小结
反应热的计算方法
根据△H=生成物的总能量-反应物的总能量。
根据键能计算
根据热化学方程式计算
根据燃烧热计算
根据盖斯定律计算
根据图像信息计算
1．发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ/mol
②H2(g)===H2(l) ΔH2＝－0.92 kJ/mol
③O2(g)===O2(l) ΔH3＝－6.84 kJ/mol
④H2O(l)===H2O(g) ΔH4＝＋44.0 kJ/mol
则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为( )
A．＋237.46 kJ/mol B．－474.92 kJ/mol
C．－118.73 kJ/mol D．－237.46 kJ/mol
D
【课堂练习】
2．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
下列说法正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
D
【课堂练习】
3．已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)高温(=====)Si(s)＋4HCl(g)，根据表中所列化学键的键能数据，可判断出该反应的反应热ΔH为( )
化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si
键能/(kJ·mol－1) 360 436 431 176
A.＋412 kJ·mol－1 B．－412 kJ·mol－1 C．＋236 kJ·mol－1 D．－236 kJ·mol－1
D
【课堂练习】
感谢观看！
Thank you！