【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 课件（课标点击+知识导学+典例精析）：第一章 第三节 化学反应热的计算（34张PPT）
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| 名称 | 【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 课件（课标点击+知识导学+典例精析）：第一章 第三节 化学反应热的计算（34张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 21:35:37 | ||
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文档简介
课件34张PPT。第一章 化学反应与能量
第三节 化学反应热的计算 栏目链接1.知道盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。
2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
3.通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。
栏目链接 栏目链接 栏目链接1．内容
不管化学反应是一步或________完成，其反应热是________的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的________和________有关，而与反应的________无关。
2．解释
能量的释放或吸收是以 ________ 的物质为基础的，二者密不可分，但以________为主。
要点一 盖斯定律
几步相同 始态终态途径发生变化 物质 栏目链接3．应用
对于进行得________的反应，不容易________的反应， ________ (即有 ________ )的反应，________这些反应的反应热有困难，如果应用________，就可以________地把它们的反应热计算出来。很慢直接发生有些反应的产品不纯副反应发生测定盖斯定律间接 栏目链接1．对盖斯定律的理解
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH；②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。如下图所示：
－综合
拓展一、盖斯定律的理解及应用 栏目链接则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 栏目链接2．运用盖斯定律解题的常用方法
通常有两种方法：
其一，虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可设置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。
栏目链接其二，加合法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式：
(1)确定待求的反应方程式；
(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；
(3)根据未知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；
栏目链接
(4)实施叠加并检验上述分析的正确与否。
如：求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。
已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1；①
P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2。②
即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。 栏目链接1．已知在298 K下的热化学方程式：
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ/mol；
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.0 kJ/mol。
298 K时，1 mol C(石墨，s)转化为CO(g)的反应焓变是________。
尝试
应用 栏目链接解析：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)的热反应可看做分两步进行，第一步是C(石墨，s)＋ O2(g)===CO(g)，第二步是CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)。
设C(石墨，s)＋ O2(g)===CO(g)的反应焓变为ΔH。由盖斯定律可知ΔH1＝ΔH＋ΔH2/2＝ΔH＋(－283.0 kJ/mol)＝－393.5 kJ/mol，解得ΔH＝－110.5 kJ/mol。
答案：－110.5 kJ/mol 栏目链接要点二 反应热的计算
1．计算依据
(1)________________。
(2)________________。
(3)________________的数据。
2．计算方法
如已知：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol；
(2)CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
热化学方程式 盖斯定律 燃烧热 栏目链接ΔH2＝－283.0 kJ/mol。
若C(s)＋ O2(g)===CO(g)的反应热为ΔH，
根据盖斯定律，知： 栏目链接ΔH1＝__________________________________________________________，
则：ΔH＝____________________________________________________ 。ΔH＋ΔH2ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol)＝
－110.5 kJ/mol 栏目链接应用
思考若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如
图)，提示：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
，则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间有何关系？ 栏目链接1．反应热的计算方法和类型
(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的能量和计算：ΔH＝生成物的能量和－反应物的能量和。
(3)根据反应物和生成物的键能和计算：ΔH＝反应物的键能和－生成物的键能和。
(4)根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。综合
拓展二、反应热的计算
栏目链接(5)根据物质燃烧放热数值计算：Q放＝n(可燃物)×ΔH。
(6)根据比热公式进行计算：Q＝CmΔt。
2．反应热的计算应注意的问题
(1)运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。
(2)注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与ΔH相对应。
栏目链接(3)热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。
(4)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
栏目链接尝试
应用2．已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－Q1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－Q2；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－Q3。常温下，取体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体112 L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为( )
A．4Q1＋0.5Q2 B．4Q1＋Q2＋10Q3
C．4Q1＋2Q2 D．4Q1＋0.5Q2＋9Q3 栏目链接解析：112 L气体中n(CH4)＝4 mol，n(H2)＝1 mol，它们完全燃烧生成9 mol气态水时放出热量＝4Q1＋0.5Q2，9 mol气态水变成液态水时放出热量＝9Q3，选项D正确。
答案：D 栏目链接 栏目链接一、盖斯定律的应用
例1工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。已知：
①CO(g)＋H2O(g)?? H2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－41 kJ·mol－1
②C(s)＋2H2(g)?? CH4(g)
ΔH＝－73 kJ·mol－1
③2CO(g)?? C(s)＋CO2(g)
ΔH＝－171 kJ·mol－1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式_________________________________________________。 栏目链接解析：本题考查盖斯定律。根据原子守恒原理，要得到方程式CO2(g)＋4H2(g)?? CH4(g)＋2H2O(g) ，可以用(方程式②＋方程式③—2×方程式①)；所以ΔH＝－73 kJ·mol－1＋(－171 kJ·mol－1)－2×(－41 kJ·mol－1)＝
－162 kJ·mol－1。
答案：CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－162 kJ·mol－1
栏目链接名师点睛：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时要注意：
(1)当热化学方程式乘以或除以某数时，ΔH也相应乘以或除以某数。
(2)当热化学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。
栏目链接(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质的状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
(5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 栏目链接变式
应用1．(2013·新课标全国Ⅱ卷)在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋ O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S (g)＋SO2(g)=== S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S (g)＋ O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S (g)===S2(g) ΔH4
栏目链接则ΔH4的正确表达式为( ) 栏目链接例2 甲醛是一种重要的化工产品，可以利用甲醇脱氢制备，反应式如下：①CH3OH(g)===CH2O(g)＋H2(g) ΔH1＝＋84.2 kJ·mol－1 ，向反应体系中通入氧气，通过反应②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1 ，提供反应①所需热量，要使反应温度维持在700 ℃，则进料中甲醇与氧气的物质的量之比为( )
A．5.74∶1 B．11.48∶1
C．1∶1 D．2∶1二、反应热的计算
栏目链接解析：若1 mol CH3OH分解成1 mol H2需吸收84.2 kJ热量，通入氧气0.174 mol与氢气反应可放出相同的热量。则进料中甲醇与氧气的物质的量之比为5.74∶1。
答案：A
名师点睛：进行有关反应热的计算时，只要把反应热看作类似于产物之一即可，在实际计算时只对其取正值然后与化学方程式的化学计量数(或质量等)列比例计算。根据热化学方程式进行热量计算时，要注意正、负号的使用。
栏目链接变式
应用2．已知葡萄糖的燃烧热的热化学方程式： C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2 804 kJ/mol，则葡萄糖燃烧生成1 g水时放出的热量约为________kJ。( )
A．26 B．2 804
C．78 D．52
解析：葡萄糖的燃烧热的热化学方程式： C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2 804 kJ/mol，由此可知，生成6 mol×18 g/mol＝108 g水放出2 804 kJ热量，则生成1 g水时放出的热量为 2 804 kJ÷108≈26.0 kJ，故答案为A。
答案：A 栏目链接3．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ/mol，CH4的燃烧热为890 kJ/mol，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为( )
A．2 912 kJ B．2 953 kJ
C．3 236 kJ D．3 867 kJ解析：1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ/mol＝283 kJ,3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ/mol＝2 670 kJ，共释放的热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。
答案：B 栏目链接
第三节 化学反应热的计算 栏目链接1.知道盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。
2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
3.通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。
栏目链接 栏目链接 栏目链接1．内容
不管化学反应是一步或________完成，其反应热是________的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的________和________有关，而与反应的________无关。
2．解释
能量的释放或吸收是以 ________ 的物质为基础的，二者密不可分，但以________为主。
要点一 盖斯定律
几步相同 始态终态途径发生变化 物质 栏目链接3．应用
对于进行得________的反应，不容易________的反应， ________ (即有 ________ )的反应，________这些反应的反应热有困难，如果应用________，就可以________地把它们的反应热计算出来。很慢直接发生有些反应的产品不纯副反应发生测定盖斯定律间接 栏目链接1．对盖斯定律的理解
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH；②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。如下图所示：
－综合
拓展一、盖斯定律的理解及应用 栏目链接则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 栏目链接2．运用盖斯定律解题的常用方法
通常有两种方法：
其一，虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可设置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。
栏目链接其二，加合法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式：
(1)确定待求的反应方程式；
(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；
(3)根据未知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；
栏目链接
(4)实施叠加并检验上述分析的正确与否。
如：求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。
已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1；①
P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2。②
即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。 栏目链接1．已知在298 K下的热化学方程式：
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ/mol；
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.0 kJ/mol。
298 K时，1 mol C(石墨，s)转化为CO(g)的反应焓变是________。
尝试
应用 栏目链接解析：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)的热反应可看做分两步进行，第一步是C(石墨，s)＋ O2(g)===CO(g)，第二步是CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)。
设C(石墨，s)＋ O2(g)===CO(g)的反应焓变为ΔH。由盖斯定律可知ΔH1＝ΔH＋ΔH2/2＝ΔH＋(－283.0 kJ/mol)＝－393.5 kJ/mol，解得ΔH＝－110.5 kJ/mol。
答案：－110.5 kJ/mol 栏目链接要点二 反应热的计算
1．计算依据
(1)________________。
(2)________________。
(3)________________的数据。
2．计算方法
如已知：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol；
(2)CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
热化学方程式 盖斯定律 燃烧热 栏目链接ΔH2＝－283.0 kJ/mol。
若C(s)＋ O2(g)===CO(g)的反应热为ΔH，
根据盖斯定律，知： 栏目链接ΔH1＝__________________________________________________________，
则：ΔH＝____________________________________________________ 。ΔH＋ΔH2ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol)＝
－110.5 kJ/mol 栏目链接应用
思考若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如
图)，提示：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
，则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间有何关系？ 栏目链接1．反应热的计算方法和类型
(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的能量和计算：ΔH＝生成物的能量和－反应物的能量和。
(3)根据反应物和生成物的键能和计算：ΔH＝反应物的键能和－生成物的键能和。
(4)根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。综合
拓展二、反应热的计算
栏目链接(5)根据物质燃烧放热数值计算：Q放＝n(可燃物)×ΔH。
(6)根据比热公式进行计算：Q＝CmΔt。
2．反应热的计算应注意的问题
(1)运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。
(2)注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与ΔH相对应。
栏目链接(3)热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。
(4)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
栏目链接尝试
应用2．已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－Q1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－Q2；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－Q3。常温下，取体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体112 L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为( )
A．4Q1＋0.5Q2 B．4Q1＋Q2＋10Q3
C．4Q1＋2Q2 D．4Q1＋0.5Q2＋9Q3 栏目链接解析：112 L气体中n(CH4)＝4 mol，n(H2)＝1 mol，它们完全燃烧生成9 mol气态水时放出热量＝4Q1＋0.5Q2，9 mol气态水变成液态水时放出热量＝9Q3，选项D正确。
答案：D 栏目链接 栏目链接一、盖斯定律的应用
例1工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。已知：
①CO(g)＋H2O(g)?? H2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－41 kJ·mol－1
②C(s)＋2H2(g)?? CH4(g)
ΔH＝－73 kJ·mol－1
③2CO(g)?? C(s)＋CO2(g)
ΔH＝－171 kJ·mol－1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式_________________________________________________。 栏目链接解析：本题考查盖斯定律。根据原子守恒原理，要得到方程式CO2(g)＋4H2(g)?? CH4(g)＋2H2O(g) ，可以用(方程式②＋方程式③—2×方程式①)；所以ΔH＝－73 kJ·mol－1＋(－171 kJ·mol－1)－2×(－41 kJ·mol－1)＝
－162 kJ·mol－1。
答案：CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－162 kJ·mol－1
栏目链接名师点睛：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时要注意：
(1)当热化学方程式乘以或除以某数时，ΔH也相应乘以或除以某数。
(2)当热化学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。
栏目链接(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质的状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
(5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 栏目链接变式
应用1．(2013·新课标全国Ⅱ卷)在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋ O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S (g)＋SO2(g)=== S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S (g)＋ O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S (g)===S2(g) ΔH4
栏目链接则ΔH4的正确表达式为( ) 栏目链接例2 甲醛是一种重要的化工产品，可以利用甲醇脱氢制备，反应式如下：①CH3OH(g)===CH2O(g)＋H2(g) ΔH1＝＋84.2 kJ·mol－1 ，向反应体系中通入氧气，通过反应②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－483.6 kJ·mol－1 ，提供反应①所需热量，要使反应温度维持在700 ℃，则进料中甲醇与氧气的物质的量之比为( )
A．5.74∶1 B．11.48∶1
C．1∶1 D．2∶1二、反应热的计算
栏目链接解析：若1 mol CH3OH分解成1 mol H2需吸收84.2 kJ热量，通入氧气0.174 mol与氢气反应可放出相同的热量。则进料中甲醇与氧气的物质的量之比为5.74∶1。
答案：A
名师点睛：进行有关反应热的计算时，只要把反应热看作类似于产物之一即可，在实际计算时只对其取正值然后与化学方程式的化学计量数(或质量等)列比例计算。根据热化学方程式进行热量计算时，要注意正、负号的使用。
栏目链接变式
应用2．已知葡萄糖的燃烧热的热化学方程式： C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2 804 kJ/mol，则葡萄糖燃烧生成1 g水时放出的热量约为________kJ。( )
A．26 B．2 804
C．78 D．52
解析：葡萄糖的燃烧热的热化学方程式： C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2 804 kJ/mol，由此可知，生成6 mol×18 g/mol＝108 g水放出2 804 kJ热量，则生成1 g水时放出的热量为 2 804 kJ÷108≈26.0 kJ，故答案为A。
答案：A 栏目链接3．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ/mol，CH4的燃烧热为890 kJ/mol，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为( )
A．2 912 kJ B．2 953 kJ
C．3 236 kJ D．3 867 kJ解析：1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ/mol＝283 kJ,3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ/mol＝2 670 kJ，共释放的热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。
答案：B 栏目链接