1.1　第3课时　反应焓变的计算 课件(共23张PPT)-高中化学鲁科版选择性必修第一册

(共23张PPT)
第3课时　反应焓变的计算
第1章　第1节　
1.了解盖斯定律的概念和意义。
2.理解盖斯定律的本质，并能运用盖斯定律计算反应热(重、难点)。
3.了解摩尔燃烧焓的概念及燃料的合理利用。
学习目标
盖斯定律的内容与理解
一
H2(g) + O2(g) ===H2O(l) H1＝ 285.8 kJ·mol -1
H2O(g) ===H2O(l) H2＝ 44 kJ·mol -1
已知实验测得1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)的反应热为285.8 kJ·mol－1，请试通过计算是否可以得出H2(g) + O2(g) === H2O(g)的反应热 H ？
（查阅资料 H2O(g) ===H2O(l) H＝ 44 kJ·mol -1）
①
②
① ②
H2(g) + O2(g) H2O(g) ===H2O(l) H2O(l)
H2(g) + O2(g) ===H2O(g) H＝ 241.8 kJ·mol -1
H2O(g)
H
H2(g)＋O2(g)
H2O(l)
H1
H2
H1 = H + H2
问题探究
2. 特点
遵循能量守恒定律，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，与反应途径无关。
内容：
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。
则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
思考交流
(1)一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
ΔH＝__________＝_______________。
ΔH1＋ΔH2
ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
思考交流
(2)C不完全燃烧反应C(s)＋ O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可利
用1 mol C(s)和1 mol CO(g)完全燃烧的焓变分别为393.5 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1计算，写出分析过程。
第一步：分别写出二者完全燃烧的热化学方程式：
__________________________________________，
____________________________________________。
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
思考交流
第二步：设计虚拟路径
反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的物质转化与能量变化表示如下：

则 的ΔH＝___________________________。
ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
思考交流
(3)镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系如图所示。

则ΔH6＝__________________________(用ΔH1～ΔH5表示)。
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5
3. 意义
可间接计算以下情况的反应热：
(1)有些反应进行得很慢；
(2)有些反应不容易直接发生；
(3)有些反应往往伴有副反应发生。
H = H1+ H2
= H3+ H4+ H5
H2 = H H1
？
盖斯定律解题的常用方法
二
C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)==CO2(g) ΔH2=－283.0 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)==2H2O(g) ΔH3=－483.6 kJ·mol－1
求该反应 C(s)＋H2O (g)==CO(g)＋H2(g) ΔH= ？
选目标一侧参照；
若已知与目标异侧，
则倒转，改变ΔH符号。
调方向
2H2O(g) == 2H2(g)＋O2(g)
ΔH5=+483.6 kJ·mol－1
CO2(g) == CO(g)＋O2(g)
ΔH4=+283.0 kJ·mol－1
已知方程式乘某数，
系数与目标一致，
ΔH也同乘。
调系数
调整好相加，
ΔH也相加。
加
H2O(g) == H2(g)＋O2(g)
ΔH6=+241.8 kJ·mol－1
ΔH = +131.3 kJ·mol－1
问题探究
应用体验
1. 已知：
① Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)　ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1
② 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)　ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为
____________________________________________________________。
根据盖斯定律 ①＋③
需颠倒过来
得 ③ 2Al(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)　ΔH3＝－ΔH2＝－1 169.2 kJ·mol－1
Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ·mol－1
应用体验
2. 用水吸收 NOx 的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH＝－116.1 kJ·mol－1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH＝＋75.9 kJ·mol－1
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
反应物
产物
需消去
①
②
则ΔH＝(①×3＋②)
＝×(－116.1 kJ·mol－1×3＋75.9 kJ·mol－1)
＝－136.2 kJ·mol－1
－136.2
利用盖斯定律书写热化学方程式的关键
结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，
采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。
练后反思
能源　摩尔燃烧焓
三
柴草
煤
液化石油气
天然气
家用燃料的变迁
根据什么标准来选择燃料
问题探究
物质的燃烧热
燃料的储量
燃料的开采、运输
燃料储存的条件、价格
燃料对生态环境的影响
… …
1.能源
(2)种类：包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
(1)概念：能为人类提供能量的物质或物质运动。
(3)能源危机解决的办法 ：
开发新能源
节约现有能源，提高能源的利用率
开源节流
2.摩尔燃烧焓
在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。
C→CO2(g)　 H→H2O(l) S→SO2(g)　 N→N2(g)
思考交流
1.25 ℃、101 kPa时甲烷的摩尔燃烧焓为－890.3 kJ·mol－1，解释其表示的意义。
__________________________________________________________________________________。
2.在25 ℃、101 kPa下，汽油的成分之一——辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 036 kJ·mol－1。
则表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为___________________________
______________________________。
表示25 ℃、101 kPa时， 1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量
＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
C8H18(l)＋ O2(g)=== 8CO2(g)
9
思考交流
3.目前煤在我国依然是第一能源，煤的气化可以实现煤的综合利用，提高煤的利用价值。下表列举了几种常见物质的摩尔燃烧焓(298 K,101 kPa)，且298 K,101 kPa时，1 mol H2O(l)变为H2O(g)需要吸收44.0 kJ的热量(注意：煤的摩尔燃烧焓可用石墨的摩尔燃烧焓计算)。
物质 化学式 ΔH/(kJ·mol－1)
石墨 C(s) －393.5
氢气 H2(g) －285.8
一氧化碳 CO(g) －283.0
思考交流
(1)计算煤气化反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的焓变，写出计算过程。
答案　根据摩尔燃烧焓的含义，可得热化学方程式：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1；
②CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1；
③H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1；
④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝＋44.0 kJ·mol－1。所以根据盖斯定律，将①－②－③－④，整理可得：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，则ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3－ΔH4＝＋131.3 kJ·mol－1
思考交流
(2)从物质和能量的角度说明将煤炭转化为水煤气的价值：
__________________________________________________________________________________________________________________。
可以增大可燃物与氧气的接触面积提高燃烧效率；可以减少二氧化硫和一氧化碳等污染气体的排放；气化后的燃料便于运输