1.2 反应热的计算 （共2课时） 课件 (共17张PPT)2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

(共17张PPT)
新人教化学选择性必修一《化学反应原理》
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
在科学研究和工业生产中，常常需要了解反应热。许多反应热可以通过实验直接测定，但是有些反应热是无法直接测定的。例如，对于化学反应：
C 燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分CO2生成，因此该反应的反应热是无法直接测定的。但这个反应热是冶金工业中非常有用的数据，应该如何获得呢？能否利用一些已知反应的反应热来计算其他反应的反应热呢？
【情境引入】
C(s) + 1/2O2(g) = CO (g)
1836年，俄国化学家盖斯，提出了盖斯定律为我们解决了这个问题。
【任务一】盖斯定律
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
说说你的体会！
游览一座山峰你喜欢徒步呢还是坐缆车？
【任务一】盖斯定律
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
盖斯定律: 一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
【任务一】盖斯定律
ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？
B
ΔH
A
ΔH1
ΔH2
C
ΔH=ΔH1+ΔH2
你的年轻，
并不是你走弯路的资本
【典例1】很难直接测得C(s) + 1/2O2(g) = CO (g) 的反应热，但我们可通过
盖斯定律获得它的反应热数据。
已知①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
应用盖斯定律求解：
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 – ΔH2
= –393.5kJ/mol – (–283.0kJ/mol)
= –110.5kJ/mol
三者的关系如图
【任务二】盖斯定律应用
【任务二】盖斯定律应用
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
+)
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。
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
ΔH3 = ΔH1 ΔH2
= 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol）= 110.5 kJ/mol
1、（1）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝－221.0 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－483.6kJ·mol－1
则制备水煤气的反应③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________
____________________________________________________________________________________
（2）已知反应：
①2H2(g) + O2(g) =2 H2O(g) ΔH1
②2 N2(g) + O2(g) = 2NO2(g) ΔH2
③ N2(g) + 3 H2(g) =2NH3(g) ΔH3
则反应2NH3(g) + O2(g) =2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=_____________________
＋131.3 kJ·mol－1
【当堂检测】
确定目标方程式
找出目标方程式中各物质在已知方程式中的位置
将调整好的ΔH 加和
物质变化
能量变化
思维模型
根据目标方程式对已知方程式进行处理
写出目标方程式
2、已知:
①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)　ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1
②H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－1370 kJ·mol－1
试计算④2CO(g)＋4H2(g)＝H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH
【解析】①×2＋②×4－③＝④
ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3
＝－283.2 kJ·mol－1×2－285.8 kJ·mol－1×4＋1 370 kJ·mol－1
＝－339.6 kJ·mol－1
【当堂检测】
【任务三】盖斯定律意义
二、盖斯定律在生产和科学研究中的意义
有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，如：
（1）有些反应进行得很慢
（2）有些反应不容易直接发生
（3）有些反应的产品不纯（有副反应发生）
但可以用盖斯定律间接求得。
研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与储存，过程如图所示：
图：太阳能的转化与存储过程示意图
（1）写出反应II的热化学方程式：
电能
太阳能
热能
H2SO4分解
H2SO4
SO2催化反应
SO2+H2O
S燃烧
SO2
S
热能
O2
O2
反应I
反应III
反应II
反应I：2H2SO4(1)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551 kJ/mol
反应II：S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296 kJ/mol
（2）若将反应I、II和III相加，会得到什么结果？说明什么？
【大展身手】
【2019新课标2】环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶等生产。回答下列问题：
已知：
① (g)= (g)+H2(g) ΔH1= +100.3 kJ·mol 1
② H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2= 11.0 kJ·mol 1
对于反应：
③ (g)+ I2(g)= (g)+2HI(g ΔH3=___________kJ·mol 1。
+89.3
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:
① C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2 (g)△H1=+131.5kJ/mol
② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g), △H2 =+205.9 kJ/mol
试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H
-①+② =目标方程式
甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） △H1= 。
-99kJ/mol
天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol 1) -1560 -1411 -286
ΔH=_________kJ·mol 1
+137
已知下列热化学方程式：
① CH3COOH（l）+ 2O2(g) ═2CO2（g）+2H2O（l） ΔH1＝﹣870.3 kJ/mol
② C (s) + O2（g）═CO2（g） ΔH2＝﹣393.5 kJ/mol
③ H2(g) + 1/2O2（g）═H2O（l） ΔH3＝﹣285.8 kJ/mol
则反应 2C(s) +2H2（g）+O2（g）＝CH3COOH（l）的焓变ΔH 为（　　）
A．244.15kJ mol﹣1 B．﹣224.15kJ mol﹣1
C．488.3kJ mol﹣1 D．﹣488.3kJ mol﹣1