1.2反应热的计算 人教版（2019）选择性必修1精品课件（20张ppt）
文档属性
| 名称 | 1.2反应热的计算 人教版（2019）选择性必修1精品课件（20张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-18 18:59:06 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第一章 化学反应的热效应
选择性必修一
第二节 反应热的计算
1.2 反应热的计算
反应热的测定
反应热可以通过实验直接测定
难以控制反应的程度
不能直接测定反应热
C(s) + O2(g) CO(g)
ΔH =
C(s) + O2(g) =CO(g)
法国科学家拉瓦锡和拉普拉斯设计了一个简单的冰量热计，利用被融化的冰的重量来测定反应热。
拉瓦锡
拉普拉斯
反应热研究简史
G.H.Hess, 1802-1850
H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
ΔH1
ΔH2
ΔH3
化学家盖斯改进了拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较为准确地测量了许多化学反应的热效应。通过大量实验，盖斯发现：
ΔH
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即：在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。
盖斯定律
盖斯定律
h = 300 m
始态
终态
反应热
ΔH1
ΔH2
ΔH2= ΔH1
盖斯定律与登山时人的势能变化相似。如图所示,某人要从山下A点到达山顶B点,他从A点出发,无论是翻山越岭攀登而上,还是乘坐缆车直奔山顶,当最终到达B点时,他所处位置的海拔相对于起点A来说都高了300m。即此人势能的变化只与起点A和终点B的海拔差有关,而与由A点封B点的途径无关。
盖斯定律
CO2(g)
C(s) + O2(g)
CO(g) + O2(g)
ΔH2
ΔH3=
ΔH1
路径I
路径II
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 ΔH2 = 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol)
= 110.5 kJ/mol
思路1：虚拟路径法
物质 燃烧热
ΔH (kJ/mol)
C(s) 393.5
CO(g) 283.0
不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得
盖斯定律
不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得
思路2：代数运算法
ΔH3 = ΔH1 ΔH2= 110.5 kJ/mol
已知
① C(s) + O2(g) =CO2(g) ΔH1= 393.5 kJ/mol
② CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= 283.0 kJ/mol
未知反应： C(s) + O2(g) CO(g)
具体步骤：
①确定目标热化学方程式。
②找出目标热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
③利用同侧相加、异侧相减进行处理。
④根据目标方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
⑤实施叠加并确定ΔH 的变化。
未知反应
设计合理反应路径
核心：实现物质转化
求算反应热
已知反应
运用盖斯定律求算反应热一般思路：
盖斯定律应用1
2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g)
C2H8N2(l) + 4NO2(g)
C2H8N2(l) + 2N2O4(l)
ΔH=
ΔH1
2×ΔH2
ΔH1= 2ΔH2 + ΔH
ΔH=ΔH1 2ΔH2
【资料】火箭推进剂用偏二甲肼（C2H8N2，l）作燃料，N2O4（l）作氧化剂时，反应生成CO2、N2和水蒸气。已知：
C2H8N2(l) + 4NO2(g) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g) ΔH1
2NO2(g) N2O4(l) ΔH2
C2H8N2(l) + 2N2O4(l) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g)
【资料】火箭推进剂用偏二甲肼（C2H8N2，l）作燃料，N2O4（l）作氧化剂时，反应生成CO2、N2和水蒸气。已知：
C2H8N2(l) + 4NO2(g) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g) ΔH1
+) 2N2O4(l) = 4NO2(g) 2ΔH2
C2H8N2(l) + 2N2O4(l) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g)
ΔH=ΔH1 2ΔH2
运用盖斯定律计算反应热
盖斯定律应用1
C2H8N2(l) + 4NO2(g) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g) ΔH1
2NO2(g) N2O4(l) ΔH2
盖斯定律应用2
同素异形体相互转化的反应热相当小，而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。
已知 P4(s，白磷)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH ＝－2 983.2 kJ·mol－1①
P(s，红磷)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s) ΔH＝－738.5 kJ·mol－1②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为
____________________________________________________________；
相同状况下，能量状态较低的是________；白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)。
本题考查盖斯定律的应用，方程式①－②×4 即可得到白磷转化为红磷的热化学方程式。
P4(s，白磷)=4P(s，红磷) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
红磷
低
①定性： 同侧为“+”，异侧为“-”
②定量：同种物质前的系数要相等
③切入点：找到目标方程式中的某种物质只在众多的已知方程式中的一个方程式中出现的物质下手。
小试牛刀
1. 已知①CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= － 1370 kJ/mol
试计算:④2CO(g)＋4H2(g) = H2O(l)＋C2H5OH (l)的ΔH
①×2 + ②×4 - ③ = ④
ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3
＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
小试牛刀
2.在1 200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
①H2S(g)+3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②2H2S(g)+SO2(g)=3/2S2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2S(g)+1/2O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH3
④2S(g)=S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=2/3(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=2/3(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=2/3(ΔH1+ΔH2+3ΔH3)
D.ΔH4=2/3(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
A
反应热的计算
【例题1】黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2
的途径之一，反应的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
在25℃和101kPa时，1mol FeS2 (s)完全燃烧生成Fe2O3 (s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用，大大降低了生产成本，对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。
（1）请与出FeS2燃烧的热化学方程式。
（2）计算理论上1kg黄铁矿（FeS 的含量为90%）完全燃烧放出的热量。
【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为：
FeS2+O2Fe2O3+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
900gFeS的物质的量为：=7.5mol
理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ
计算依据：Q＝n(可燃物) × |ΔH|(燃烧热的绝对值)
反应热的计算
计算依据：盖斯定律
【例题2】实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4 。
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1 ①
C(石墨)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=-393·5kJ·mol-1 ②
H2（g）+ O2（g）=H2O（l） ΔH3=-285.8kJ·mol-1 ③
C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH4 ④
ΔH4 =-74.8kJ·mol-1
-① + ② + ③ ×2= ④
【例题3】下列各组热化学方程式中，化学反应的△H 前者大于后者的是( )
① C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H1
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) △H2
② S(s)＋O2(g)=SO2(g) △H3
S(g)＋O2(g)=SO2(g) △H4
③ H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H5
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) △H6
④ CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) △H7
CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s) △H8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
C
反应热的计算
反应热的计算
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
随堂检测
1. 能源问题是人类社会面临的重大课题，H2 、CO 、CH3OH 都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ·mol－1、282.5 kJ·mol－1、726.7 kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则 CO 与 H2 反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
D
随堂检测
2.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：
H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝－285.8kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
C8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l) △H＝－5518kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全
燃烧时放出热量最少的是( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)
B
第一章 化学反应的热效应
选择性必修一
第二节 反应热的计算
1.2 反应热的计算
反应热的测定
反应热可以通过实验直接测定
难以控制反应的程度
不能直接测定反应热
C(s) + O2(g) CO(g)
ΔH =
C(s) + O2(g) =CO(g)
法国科学家拉瓦锡和拉普拉斯设计了一个简单的冰量热计，利用被融化的冰的重量来测定反应热。
拉瓦锡
拉普拉斯
反应热研究简史
G.H.Hess, 1802-1850
H2SO4 H2SO4·H2O H2SO4·2H2O H2SO4·3H2O
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
ΔH1
ΔH2
ΔH3
化学家盖斯改进了拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较为准确地测量了许多化学反应的热效应。通过大量实验，盖斯发现：
ΔH
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即：在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。
盖斯定律
盖斯定律
h = 300 m
始态
终态
反应热
ΔH1
ΔH2
ΔH2= ΔH1
盖斯定律与登山时人的势能变化相似。如图所示,某人要从山下A点到达山顶B点,他从A点出发,无论是翻山越岭攀登而上,还是乘坐缆车直奔山顶,当最终到达B点时,他所处位置的海拔相对于起点A来说都高了300m。即此人势能的变化只与起点A和终点B的海拔差有关,而与由A点封B点的途径无关。
盖斯定律
CO2(g)
C(s) + O2(g)
CO(g) + O2(g)
ΔH2
ΔH3=
ΔH1
路径I
路径II
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 ΔH2 = 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol)
= 110.5 kJ/mol
思路1：虚拟路径法
物质 燃烧热
ΔH (kJ/mol)
C(s) 393.5
CO(g) 283.0
不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得
盖斯定律
不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得
思路2：代数运算法
ΔH3 = ΔH1 ΔH2= 110.5 kJ/mol
已知
① C(s) + O2(g) =CO2(g) ΔH1= 393.5 kJ/mol
② CO(g) + O2(g) = CO2(g) ΔH2= 283.0 kJ/mol
未知反应： C(s) + O2(g) CO(g)
具体步骤：
①确定目标热化学方程式。
②找出目标热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
③利用同侧相加、异侧相减进行处理。
④根据目标方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
⑤实施叠加并确定ΔH 的变化。
未知反应
设计合理反应路径
核心：实现物质转化
求算反应热
已知反应
运用盖斯定律求算反应热一般思路：
盖斯定律应用1
2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g)
C2H8N2(l) + 4NO2(g)
C2H8N2(l) + 2N2O4(l)
ΔH=
ΔH1
2×ΔH2
ΔH1= 2ΔH2 + ΔH
ΔH=ΔH1 2ΔH2
【资料】火箭推进剂用偏二甲肼（C2H8N2，l）作燃料，N2O4（l）作氧化剂时，反应生成CO2、N2和水蒸气。已知：
C2H8N2(l) + 4NO2(g) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g) ΔH1
2NO2(g) N2O4(l) ΔH2
C2H8N2(l) + 2N2O4(l) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g)
【资料】火箭推进剂用偏二甲肼（C2H8N2，l）作燃料，N2O4（l）作氧化剂时，反应生成CO2、N2和水蒸气。已知：
C2H8N2(l) + 4NO2(g) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g) ΔH1
+) 2N2O4(l) = 4NO2(g) 2ΔH2
C2H8N2(l) + 2N2O4(l) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g)
ΔH=ΔH1 2ΔH2
运用盖斯定律计算反应热
盖斯定律应用1
C2H8N2(l) + 4NO2(g) 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O (g) ΔH1
2NO2(g) N2O4(l) ΔH2
盖斯定律应用2
同素异形体相互转化的反应热相当小，而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。
已知 P4(s，白磷)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH ＝－2 983.2 kJ·mol－1①
P(s，红磷)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s) ΔH＝－738.5 kJ·mol－1②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为
____________________________________________________________；
相同状况下，能量状态较低的是________；白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)。
本题考查盖斯定律的应用，方程式①－②×4 即可得到白磷转化为红磷的热化学方程式。
P4(s，白磷)=4P(s，红磷) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
红磷
低
①定性： 同侧为“+”，异侧为“-”
②定量：同种物质前的系数要相等
③切入点：找到目标方程式中的某种物质只在众多的已知方程式中的一个方程式中出现的物质下手。
小试牛刀
1. 已知①CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= － 1370 kJ/mol
试计算:④2CO(g)＋4H2(g) = H2O(l)＋C2H5OH (l)的ΔH
①×2 + ②×4 - ③ = ④
ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3
＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
小试牛刀
2.在1 200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
①H2S(g)+3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②2H2S(g)+SO2(g)=3/2S2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2S(g)+1/2O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH3
④2S(g)=S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=2/3(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=2/3(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=2/3(ΔH1+ΔH2+3ΔH3)
D.ΔH4=2/3(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
A
反应热的计算
【例题1】黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2
的途径之一，反应的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
在25℃和101kPa时，1mol FeS2 (s)完全燃烧生成Fe2O3 (s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用，大大降低了生产成本，对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。
（1）请与出FeS2燃烧的热化学方程式。
（2）计算理论上1kg黄铁矿（FeS 的含量为90%）完全燃烧放出的热量。
【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为：
FeS2+O2Fe2O3+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
900gFeS的物质的量为：=7.5mol
理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ
计算依据：Q＝n(可燃物) × |ΔH|(燃烧热的绝对值)
反应热的计算
计算依据：盖斯定律
【例题2】实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4 。
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1 ①
C(石墨)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=-393·5kJ·mol-1 ②
H2（g）+ O2（g）=H2O（l） ΔH3=-285.8kJ·mol-1 ③
C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g) ΔH4 ④
ΔH4 =-74.8kJ·mol-1
-① + ② + ③ ×2= ④
【例题3】下列各组热化学方程式中，化学反应的△H 前者大于后者的是( )
① C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H1
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) △H2
② S(s)＋O2(g)=SO2(g) △H3
S(g)＋O2(g)=SO2(g) △H4
③ H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H5
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) △H6
④ CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) △H7
CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s) △H8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
C
反应热的计算
反应热的计算
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
随堂检测
1. 能源问题是人类社会面临的重大课题，H2 、CO 、CH3OH 都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ·mol－1、282.5 kJ·mol－1、726.7 kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则 CO 与 H2 反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
D
随堂检测
2.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：
H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝－285.8kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
C8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l) △H＝－5518kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全
燃烧时放出热量最少的是( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)
B