1.2.2 反应热的计算 课件（共21张PPT）化学（人教版）选择性必修1

(共21张PPT)
反应热的计算
化学（人教版）选择性必修1 第一章 第二节 第二课时
思考讨论
为什么我们需要进行反应热的计算？
长征五号“身高59.5米起飞重量为643吨，起飞推力为833.8吨。近地轨道25吨，地球同步转移轨道14吨。
它的一级火箭燃料采用的是液氧煤油，为了提供
这么大的能量，我们需要加注多少吨燃料呢？
燃煤工业锅炉正常工作
一天可提供多少热能？
烧开5 kg常温的水，需
要多少升煤气呢？
在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算 。
01
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+ 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
在25 ℃和101 kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ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）请写出FeS2燃烧的热化学方程式。
（2）计算理论上1 kg黄铁矿( FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。
01
反应热的计算
[解](1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为:
FeS2(s)+ O2(g)=== Fe2O3(s)+2SO2(g) △H= -853 kJ/mol
(2) FeS2的摩尔质量为120 g/mol。
1 kg黄铁矿含FeS2的质量为: 1000 g 90% = 900 g
900 g FeS2的物质的量为：900g 120 g/mol = 7.5 mol
理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:
7.5 mol 853 kJ/mol = 6398 kJ
答:(1) 根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为:
FeS2(s)+ O2(g)=== Fe2O3(s)+2SO2(g) △H= -853 kJ/mol
(2)理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为 6398 kJ。
反应热的计算
【例题2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为:
C6H12O6(s) + 6O2(g)==6CO2(g)+ 6H2O(l) △H= -2800 kJ/mol
计算100g 葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。
[解] 根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800 kJ。
C6H12O6的摩尔质量为180 g/mol。
100 g C6H12O6的物质的量为: 100g 180g/mol= 0.556 mol
0.556 mol C6H12O6完全氧化时产生的热量为:
0.556 mol 2800 kJ/mol = 1557 kJ
答: 100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1557 kJ。
01
归纳与总结
【方法1】根据热化学方程式、燃烧热的数据进行反应热的计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH
a　　　b　　　 c　　　d　 　|ΔH|
n(A)　　n(B)　 n(C)　 n(D)　　Q
01
反应热的计算
【例题3】焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取氢气的重要方法。这两个反应的热化学方程式分别为:
①C(s) + H2O(g)==CO(g) + H2(g) △H1=+131.5 kJ/mol
②CH4(g) + H2O(g)==CO(g) + 3H2(g) △H2=+205.9 kJ/mol
试计算CH4(g)==C(s) + 2H2(g)的△H。
[解] 分析各化学方程式的关系可以得出，将反应①的逆反应与反应②相加，得到反应: CH4(g)==C(s) + 2H2(g)
CO(g) + H2(g)=C(s) + H2O(g) △H3=-△H1=-131.5 kJ/mol
+) CH4(g) + H2O(g)==CO(g) + 3H2(g) △H2=+205.9 kJ/mol
CH4(g)==C(s) + 2H2(g) △H=
01
反应热的计算
根据盖斯定律:
△H= △H3+ △H2
= △H2- △H1
= +205.9 kJ/mol-131.5 kJ/mol
= +74.4 kJ/mol
答: CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=+74.4 kJ/mol。
【思考讨论】 从理论上分析，若工业上要制取等物质的量的氢气，你会选择以上哪种方法？
①C(s) + H2O(g)==CO(g) + H2(g) △H1=+131.5 kJ/mol
②CH4(g) + H2O(g)==CO(g) + 3H2(g) △H2=+205.9 kJ/mol
③CH4(g)==C(s) + 2H2(g) △H3=+74.4 kJ/mol
01
归纳与总结
【方法2】根据盖斯定律进行反应热的计算
计算方法与技巧：
巩固训练
【练习】　[2018·全国卷Ⅱ，27(1)节选，改编]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
C(s)＋ O2(g)===CO(g)　ΔH3
该催化重整反应的ΔH＝ 。
2ΔH3-ΔH1-ΔH2
01
反应热的计算
【例题4】根据键能数据计算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH＝___________________。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155
－1940 kJ·mol－1
解析　ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)＝(4×414＋4×155－4×489－4×565) kJ·mol－1＝－1940 kJ·mol－1。
【方法3】根据反应物、生成物的键能计算反应热
ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)
01
反应热的计算
【方法4】根据物质总能量变化图像计算反应热
ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)
01
反应热的计算
【例题5】根据如图数据写出反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式： 。
CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－91 kJ·mol－1
课堂小结
ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)
ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)
随堂练习
1. 已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为(　　)
　 A.55 kJ B.220 kJ
　 C.550 kJ D.1108 kJ
2. 已知：
随堂练习
3. 烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、 NOx的主要反应的热化学方程式为：
①NO(g) + O3(g)===NO2(g)+ O2(g) ΔH1= - 200.9 kJ/mol
②NO(g) + O2(g)=== NO2(g) ΔH2= - 58.2 kJ/mol
则反应 3NO(g) + O3(g)===3NO2(g) 的ΔH = kJ/mol。
随堂练习
4.“垃圾是放错了地方的资源”。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
随堂练习
5. 能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH为(　　)
　 A.－46.2 kJ/mol B.＋46.2 kJ/mol
　 C.－181.6 kJ/mol D.＋181.6 kJ/mol
化学键 C—H H—H C—O C===O H—O
键能/ (kJ/mol) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8
随堂练习答案
01
02
03
04
A
-317.3
－320 kJ/mol
2ΔH1-3ΔH2-ΔH3
05
C
希望大家有所收获！