1.2.1盖斯定律（课件）高二化学（人教版2019选择性必修1）(共30张PPT)

(共30张PPT)
同学们好
欢迎来到化学课堂
新人教版 化学 选择性必修1
化学反应原理
请你联想！
回忆中和反应的反应热测定，燃烧反应的反应热如何测定？
防止热量散失
使反应充分进行
请你思考！
能否定量比较天然气完全燃烧和不完全燃烧所释放的能量？
CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH = 890.3kJ/mol
CH4 (g) + 3/2O2 (g) ＝ CO (g) + 2H2O(l)
ΔH = ？
第二节
反应热的计算
第一章 化学反应的热效应
第1课时 盖斯定律
说说你的体会！
游览一座山峰你喜欢徒步呢还是坐缆车？
h = 300 m
终态
始态
上升的高度和势能的变化只与始态和终态的海拔差有关
反应热研究的是化学反应前后能量的变化
始态
终态
反应热研究的是化学反应前后能量的变化，与途径无关
01
盖斯定律
常见无机化合物（298.15K） 无机化合物 物态 化学式 △fHm （ kJ/mol）
氨 aq NH3 -80
氨 g NH3 -46.1
碳（石墨） s C 0
碳（金刚石） s C +1.987
碳 g C +718.9
一氧化碳 g CO -110.53
二氧化碳 g CO2 -393.51
二氧化碳 aq CO2 -413.8
碳酸钠 s Na2CO3 -1131
氯化钠 aq NaCl -407
氯化钠 s NaCl -411.12
氯化钠 l NaCl -385.92
氯化钠 g NaCl -181.42
氢氧化钠 aq NaOH -469.6
氢氧化钠 s NaOH -426.7
硝酸钠 aq NaNO3 -446.2
硝酸钠 s NaNO3 -424.8
常见无机化合物（298.15K） 无机化合物 物态 化学式 △fHm （ kJ/mol）
二氧化硫 g SO2 -297
二硫化碳 l CS2 +87.9
二硫化碳 g CS2 +115.3
硫酸 l H2SO4 -814
二氧化硅 s SiO2 -911
二氧化氮 g NO2 33
一氧化氮 g NO 90
水 l H2O -286
水 g H2O -242
氢 g H2 0
氟 g F2 0
氯 g Cl2 0
溴 l Br2 0
溴 g Br2 +31
碘 s I2 0
碘 g I2 +62
常见有机化合物（298.15K） 有机化合物 物态 化学式 △fHm （ kJ/mol）
甲烷 g CH4 -75
乙烷 g C2H6 -85
丙烷 g C3H8 -104
甲醛 g HCHO -116
乙醛 g CH3CHO -166
丙醛 g C2H5CHO -197
甲醇 l CH3OH -239
甲醇 g CH3OH -201
乙醇 l C2H5OH -278
乙醇 g C2H5OH -235
正丙醇 l C3H7OH -305
正丙醇 g C3H7OH -258
甲酸 l HCOOH -409.5
甲酸 g HCOOH -363
甲酸 aq HCOOH -410.3
乙酸 l CH3COOH -487
乙酸 g CH3COOH -435
丙酸 l C2H5COOH -511
你知道吗？
物理化学手册中庞大的反应热数据是如何获得的？
深入学习
反应热的测定
有些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
有些反应的产品不纯（有副反应发生）
有些反应进行得很慢
有些反应不容易直接发生
这些都给测量反应热造成了困难
利用盖斯定律
可以间接地把它们的反应热计算出来
科学史话
热化学研究的先驱——盖斯
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热都是相同的。
盖斯定律
深入理解
ΔH1
ΔH2
终态
始态
始态
终态
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。
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。
CO2 (g)
C(s)+O2(g)
CO(g)+1/2O2(g)
ΔH2
ΔH3
ΔH1
始态
终态
分步进行
一步完成
例 已知在298K时：
① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= 393.5kJ/mol
② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= 283.0kJ/mol
能否通过实验直接测定C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？若可以，请说明理由；若不可以，能否设计路径使之可测定？
H3 + H2 = H1
化学反应发生物质变化的同时，能量变化之间存在什么关系？
② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= 283.0kJ/mol
③ C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？
① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= 393.5kJ/mol
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 – ΔH2
= –393.5kJ/mol – (–283.0kJ/mol)
= –110.5kJ/mol
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热都是相同的
总结
盖斯定律
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。
若一个反应体系的始态到终态可以一步完成（反应热ΔH）。分两步进行：先从始态到a（反应热为ΔH1），再从a到终态（反应热为ΔH2）。
ΔH = ΔH1 + ΔH2
学以致用
用图示的方法设计测定N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g)的 H3的路径？
2NO2 (g)
N2(g)+2O2(g)
2NO(g)+O2(g)
ΔH2
ΔH1
ΔH3
始态
终态
分步进行
一步完成
H1 + H2 = H3
例 已知在298K时：
① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= 393.5kJ/mol
② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= 283.0kJ/mol
问题：C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？
请你观察！
ΔH3=？除了利用路径法进行图解，还有其他计算方法吗？
C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= 393.5 kJ/mol
+)
ΔH3 = ΔH1 ΔH2
= 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol）= 110.5 kJ/mol
C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？
CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= 283.0 kJ/mol
C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3= 110.5 kJ/mol
CO可以消去，视为中间产物。
代数运算法
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和
学以致用
1、氢气与氧气生成液态水的反应，可以通过两种途径来完成，如图所示。已知：
① H2 (g) + O2 (g) = H2O (1) ΔH = － 285.8 kJ·mol－1
② H2O (g) = H2O(1) ΔH2 = －44.0kJ·mol－1
求 H2 (g) + O2 (g)= H2O (g) 的反应热 ΔH1。
ΔH1=ΔH - ΔH2=－ 241.8 kJ·mol－1
H2 (g) + O2 (g) = H2O (1) ΔH = － 285.8 kJ·mol－1
H2O (l) = H2O(g) -ΔH2 = +44.0kJ·mol－1
H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) ΔH1=？
+)
2，【课本17页第4题】火箭发射时可以用肼（N2H4，液态）作燃料， NO2作氧化剂，二者反应生成N2和水蒸气。已知：
① N2(g) + 2O2(g) ＝ 2NO2(g)　ΔH1= +66.4kJ/mol
② N2H4(l) + O2(g) ＝ N2(g) + 2H2O(g)　ΔH2= 534kJ/mol
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式。
2N2H4(l) + 2NO2(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH =？　
根据目标方程式找出已知方程式确定中间产物
调整已知方程式的方向和计量数消去中间产物
将调整好的ΔH 加和
2N2H4(l) + 2NO2(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g)　
ΔH =？
① + 2②
ΔH = ΔH1 + 2ΔH2
= 66.4kJ/mol + 2×( 534) kJ/mol
= 1134.4 kJ/mol
① N2(g) + 2O2(g) ＝ 2NO2(g)　ΔH1= +66.4kJ/mol
② N2H4(l) + O2(g) ＝ N2(g) + 2H2O(g)　ΔH2= 534kJ/mol
物质变化
能量变化
学以致用
解题思路
2N2H4(l) + 2NO2(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g)　
ΔH = 1134.4 kJ/mol
学以致用
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1
2N2H4(l) + 2NO2(g) ＝ 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH = 1134.4 kJ/mol　
学以致用
1、已知
① CO(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
③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= －1370 kJ/mol
计算: 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH
得 ④=①×2 + ②×4 - ③
2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) 2ΔH1= －566.0 kJ/mol
4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) 4ΔH2= －1143.2kJ/mol
2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g)
－ΔH3 = + 1370 kJ/mol
+)
2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) ΔH ＝－339.2 kJ/mol
学以致用
【课本17页第5题】
CH4 (g) + 2O2 (g) ＝ CO2 (g) + 2H2O(l)ΔH1= 890.3 kJ/mol
学以致用
【课本17页第6题】
CO (g) + H2O (g) =CO2(g)+H2(g) H=-41.2 kJ/mol
总结
应用盖斯定律计算反应热的常用方法
1．虚拟途径法
由A生成D可以有两个途径：
(1)由A直接生成D，反应热为ΔH；
(2)由A生成B，由B生成C，再由C生成D，每一步的反应热分别为ΔH1、 ΔH2、 ΔH3，则反应热的关系如下
A
B
C
D
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
总结
应用盖斯定律计算反应热的常用方法
2．加和法
①根据待求解的热化学方程式调整可用的已知热化学方程式的方向，同时调整ΔH的符号
②根据待求解的热化学方程式调整可用的已知热化学方程式的方向，同时调整ΔH的符号
找出
调整
加和
求焓
将调整好的热化学方程式进行加和以得到待求解的热化学方程式
ΔH随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算
根据待求的热化学方程式和生成物找出可用的已知热化学方程式
练习
1、已知25 ℃、101 kPa时：
4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1 ①
C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH＝－393 kJ·mol－1　　 ②
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1 ③
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
解析：①×1/2+②×2-③
= －1648 ×1/2+（－393 ）×2－（－1480 ）
=－130 kJ·mol－1
2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　ΔH＝－130 kJ·mol－1
练习
高考题中的盖斯定律
探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ. CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
Ⅱ. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=-90.4 kJ·mol-1
Ⅲ. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1) ΔH3=_________kJ·mol-1
（2020山东）
（2019新课标2）
高考题中的盖斯定律
练习
学以致用
下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_____________________、___________________________________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
高考题中的盖斯定律
(2019新课标1）