人教版高中化学选择性必修1第一章化学反应的热效应第二节反应热的计算课件

(共53张PPT)
[学习目标]
1.理解盖斯定律的含义，认识反应热与反应进行的途径无关。
2.通过计算反应热，体会反应热与反应条件、能量利用的关系。
1.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 的。
(1)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，而与反应的
无关。
(2)如果一个反应可以分几步进行，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相同，如图：
ΔH＝ 。
相同
途径
ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝ 。
－110.5 kJ·mol-1
[自我思考]
镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系如图所示。

根据上图，你能用符号ΔH1～ΔH5表示ΔH6吗？
提示　ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5。
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同( )
(2)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( )
(3)有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到( )
(4)根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热( )
√
√
×
√
ΔH1－4ΔH2
2.水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol-1，该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol-1
2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g) ΔH2
则ΔH2＝________kJ·mol-1。
＋6
解析　①CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol-1
③2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g)　ΔH2
根据盖斯定律，由①－②可得③，故ΔH2＝ΔH－ΔH1＝(－41.2 kJ·mol-1)－(－47.2 kJ·mol-1)＝＋6 kJ·mol-1。
3.(2025·陕西咸阳高二期中)用O2 将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl(g)＋CuO(s)===H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1，反应②生成1 mol Cl2 的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为__________________________________________________ (反应热用ΔH1 和ΔH2 表示)。
“四步骤”突破盖斯定律在反应热计算中的应用
[名师点睛]
2.根据盖斯定律计算
可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到新的热化学方程式，从而进行反应热的有关计算。
3.根据燃烧热计算
可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×燃烧热。
4. 根据化学键能量变化计算
反应热(焓变)等于反应物断裂吸收总能量减去生成物新键形成释放总能量，即ΔH＝∑E反－∑E生。
6 397.5
2.氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O。
已知：2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　 ΔH ＝－314 kJ·mol-1
2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　 ΔH ＝－292 kJ·mol-1
则Cu2O(s)===CuO(s)＋Cu(s)的ΔH等于____________。
＋11 kJ·mol-1
3.已知：甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，则320 g “可燃冰”(分子式为CH4·8H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为________kJ。
解析　320 g CH4·8H2O中甲烷的物质的量为2 mol，则2 mol×890.3 kJ·mol-1＝
1 780.6 kJ。
1 780.6
4.已知：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)中断裂相关化学键吸收的能量数据如下：
化学键 C—H C===O H—H C≡O(CO)
能量/(kJ·mol-1) 413 745 436 1 075
该反应的ΔH＝________kJ·mol-1。
＋120
解析　ΔH＝(413 kJ·mol-1×4＋745 kJ·mol-1×2)－(2×1 075 kJ·mol-1＋2×436 kJ·mol-1)＝＋120 kJ·mol-1。
5.Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为______________________(列式表示)。
(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)
解析　设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。
1.(2025·辽源东丰五校联考)已知高炉炼铁时发生反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－24.6 kJ·mol-1，则生成56 g Fe(s)时，上述反应的能量变化为(　　)
A.放出8.2 kJ能量　 B.吸收8.2 kJ能量
C.放出12.3 kJ能量 D.吸收12.3 kJ能量
C
2.(2025·河南开封高二月考)已知：298 K时，1 mol相关物质的相对能量如图所示。
A
则298 K时，28 g C2H4(g)完全燃烧生成气态水放出的热量为(　　)
A.1 322 kJ B.2 644 kJ
C.661 kJ D.1 366 kJ
解析　焓变＝生成物总能量－反应物总能量，C2H4 完全燃烧生成气态水的热化学方程式为C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol-1×2－393 kJ·mol-1×2－52 kJ·mol-1＝－1 322 kJ·mol-1，A项正确。
3.天然气蒸气转化法是目前获取H2的主流方法，CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2，其能量变化如图：
A
4.在一定条件下，H2和O2发生反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol-1。已知：a、b、c均大于零。结合甲、乙两图，判断下列说法不正确的是(　　)
B
A.反应中反应物化学键断裂吸收的总能量低于生成物化学键形成释放的总能量
B.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
C.断开4 mol H—O所需能量约为(a＋2b＋c)kJ
D.焓变的绝对值存在关系：|ΔH3|>|ΔH1|＝0.5a
5.(2025·济南高二检测)肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与氧气配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
已知：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ·mol-1；
断裂各化学键吸收能量数据如下表：
化学键 N—N N—H O===O O—H
能量/(kJ·mol-1) 193 391 497 463
(1)断裂氮氮三键吸收的能量为_____________。
(2)若H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol-1，则N2H4(g)的燃烧热ΔH＝____________。
(3)已知N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol-1。N2H4(g)和NO2(g)反应生成氮
946 kJ·mol-1
－632 kJ·mol-1
气和水蒸气的热化学方程式为_______________________________________
_________________________。
ΔH＝－577.85 kJ·mol-1
1.用NaOH 溶液吸收热电企业的废气时，涉及如图所示转化，由图示关系可得ΔH4 等于(　　)
A.ΔH1＋ΔH2－ΔH3
B.ΔH1＋2ΔH2－ΔH3
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
D.ΔH1＋ΔH2－2ΔH3
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
解析　根据盖斯定律分析，反应的能量变化取决于反应物和生成物，与过程无关，所以根据图示分析，有ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4，可以计算ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3，故选A。
2.硫酸工业中的钒催化剂参与反应的相对能量变化如图所示，下列热化学方程式错误的是(　　)
B 　
1
2
3
4
5
6
7
8
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11
12
A.V2O4(s)＋SO3(g) V2O5(s)＋SO2(g) ΔH＝－24 kJ·mol-1
B.2VOSO4(s) V2O4(s)＋2SO3(g) ΔH＝＋200 kJ·mol-1
C.2V2O5(s)＋2SO2(g) 2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝－352 kJ·mol-1
D.V2O5(s)＋SO2(g)＋SO3(g) 2VOSO4(s)　ΔH＝－376 kJ·mol-1
1
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7
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12
解析　反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，则V2O4(s)＋SO3(g) V2O5(s)＋SO2(g)　ΔH＝－24 kJ·mol-1，A正确；途径②的ΔH＝24 kJ·mol-1－(－176 kJ·mol-1)＝200 kJ·mol-1，2VOSO4(s) V2O4(s)＋2SO3(g)　ΔH＝＋400 kJ·mol-1，B错误；途径①的反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，2 mol V2O5反应放出能量为2 mol×176 kJ·mol-1＝352 kJ，则2V2O5(s)＋2SO2(g) 2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝－352 kJ·mol-1，C正确；根据盖斯定律，由反应V2O4(s)＋SO3(g) V2O5(s)＋SO2(g)　ΔH＝－24 kJ·mol-1 加上2VOSO4(s) V2O4(s)＋2SO3(g)　ΔH＝＋400 kJ·mol-1 可得2VOSO4(s) V2O5(s)＋SO2(g)＋SO3(g)　ΔH＝＋376 kJ·mol-1，则V2O5(s)＋SO2(g)＋SO3(g) 2VOSO4(s)　ΔH＝－376 kJ·mol-1，D正确。
3.依据图示关系，下列说法不正确的是(　　)
C
1
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1
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4
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6
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12
4.2 mol Na和1 mol Cl2反应，其能量关系如图。下列说法正确的是(　　)
B
1
2
3
4
5
6
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11
12
A.ΔH4<0
B.ΔH8＝ΔH6＋ΔH7
C.相同条件下NaCl(g)比NaCl(s)更稳定
D.在相同条件下，2Br(g)―→2Br－(g)放出的热量比2Cl(g)―→2Cl－(g)多
1
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3
4
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6
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12
解析　断裂化学键需吸收能量，所以ΔH4>0，A错误；根据图示可知，①2Na＋(g)＋2Cl－(g)===2NaCl(s)　ΔH8，②2Na＋(g)＋2Cl－(g)===2NaCl(g)　ΔH6，③2NaCl(g)===2NaCl(s)　ΔH7，根据盖斯定律，将②＋③，整理可得2Na＋(g)＋2Cl－(g)===2NaCl(s)，所以ΔH8＝ΔH6＋ΔH7，B正确；物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。物质由气态变为固态时会释放能量，说明固体时能量低，更稳定，故相同条件下NaCl(g)不如NaCl(s)稳定，C错误；原子半径：Br>Cl，所以获得电子能力Cl>Br，在相同条件下，2Br(g)―→2Br－(g)放出的热量比2Cl(g) ―→2Cl－(g)少，D错误。
5.已知：①MnO2(s)＋C(s)===MnO(s)＋CO(g) ΔH1＝＋24.4 kJ·mol-1；
②MnO2(s)＋CO(g)===MnO(s)＋CO2(g) ΔH2＝－148.1 kJ·mol-1；
③2MnO2(s)＋C(s)===2MnO(s)＋CO2(g) ΔH3。
下列判断正确的是(　　)
A.ΔH3<ΔH2 B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C.ΔH3＝ΔH1－ΔH2 D.反应③是吸热反应
1
2
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12
B
解析　根据盖斯定律，①＋②＝③，即2MnO2(s)＋C(s)===2MnO(s)＋CO2(g)　ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋24.4 kJ·mol-1)＋(－148.1 kJ·mol-1)＝－123.7 kJ·mol-1，反应③是放热反应。
6.(2024·重庆渝中区高二月考)设计热循环，可计算反应过程中某一步的能量变化。如下图所示为NH4Cl的热循环过程，可得ΔH6(单位为kJ·mol-1)为(　　)
1
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4
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C
A.－2 299 B.＋248
C.＋876 D.＋2 240
解析　根据盖斯定律，ΔH1＝－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5－ΔH6，代入数据可得ΔH6＝－46 kJ·mol-1＋1 533 kJ·mol-1－243 kJ·mol-1－682 kJ·mol-1＋314 kJ·mol-1＝＋876 kJ·mol-1。
7.在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(下图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。由下图得出的结论正确的是(　　)
A.S8(s)的燃烧热ΔH＝－8a kJ·mol-1
B.2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJ·mol-1
C.S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol-1
D.由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH＝－(a＋b)kJ·mol-1
A
1
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解析　根据燃烧热的定义及题图可知，S8(s)的燃烧热ΔH＝－8a kJ·mol-1，A正确，C错误；根据题图可知，SO3(g)分解生成SO2(g)和O2(g)的反应是吸热反应，所以2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋2b kJ·mol-1，B错误；根据盖斯定律及题图可知，由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH＝－8(a＋b)kJ·mol-1，D错误。
8.(2024·平顶山高二期末)已知：CO(g)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热ΔH分别为 －a kJ·mol-1、－b kJ·mol-1和－c kJ·mol-1，则反应2CO(g)＋2H2(g)===CH3COOH(l)的ΔH为(　　)
A.(c－2a－2b)kJ·mol-1 B.(2a＋2b－c)kJ·mol-1
C.(c＋2a－2b)kJ·mol-1 D.(c＋2a＋2b)kJ·mol-1
1
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A
9.(2025·辽宁沈阳高二月考)化学反应中能量变化一直是人们研究的热点。请根据信息回答下列问题：
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途，制作冷敷袋可以利用________(填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(2)298 K，1 mol下列物质气态时的相对能量如表所示。
吸热
1
2
3
4
5
6
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11
12
物质(g) H2 O2 H2O2 H2O
相对能量/(kJ·mol-1) 0 0 －136 －242
1 mol H2(g)与足量H2O2(g)完全反应生成H2O(g)________(填“吸收”或“释放”)的能量为________kJ。
释放
348
1
2
3
4
5
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12
(3)汽车尾气中排放的NOx和CO会污染环境，在汽车尾气系统中装催化转化器，可有效降低NOx和CO的排放。
已知：Ⅰ.2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol-1
Ⅱ.N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol-1
Ⅲ.2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　 ΔH＝－116.5 kJ·mol-1
①CO的燃烧热为________kJ·mol-1。
②CO将NO2还原为单质的热化学方程式为_______________________________
_____________________。
283.0
2NO2(g)＋4CO(g)===N2(g)＋4CO2(g)　
ΔH＝－1 196.0 kJ·mol-1
1
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12
解析　(1)制作冷敷袋可以利用吸热的化学变化或物理变化降低温度，达到降温、保鲜和镇痛的目的。(2)1 mol H2(g)与足量H2O2(g)完全反应生成H2O(g)的反应为H2(g)＋H2O2(g)===2H2O(g)，ΔH＝(－242 kJ·mol-1)×2－0－(－136 kJ·mol-1)＝－348 kJ·mol-1，故释放的能量为348 kJ。(3)①CO完全燃烧生成稳定的产物的化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)，由反应Ⅰ可知，2 mol CO参加反应释放热量 566.0 kJ，所以1 mol CO完全燃烧应该释放热量283.0 kJ，CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1。②Ⅰ×2－Ⅱ－Ⅲ 得：2NO2(g)＋4CO(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝2×(－566.0 kJ·mol-1)－(＋180.5 kJ·mol-1)－(－116.5 kJ·mol-1)＝－1 196.0 kJ·mol-1。
C
1
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12
1
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12
解析　燃烧C2H4、C3H6、C4H8各1 mol，反应③放热最多，A项正确；反应①②③各生成1 mol CO2时，分别放热705.5 kJ、683 kJ、634.75 kJ，则放出相等的热量时反应①产生的CO2最少，B项正确；根据盖斯定律，将反应①＋③－②×2得C4H8(g)＋C2H4(g)===2C3H6(g)　ΔH＝＋148 kJ·mol-1，反应中消耗1 mol C4H8(g)，吸热148 kJ，C项错误；“烯烃歧化”反应是吸热反应，断裂旧化学键吸收的能量比形成新化学键放出的能量多，D项正确。
1
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C
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1
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12
－270 kJ·mol-1
0.3
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2
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4
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12
(3)用CH4 催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：
⑤CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH5＝－574 kJ·mol-1
⑥CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH6＝？
若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH6＝_____________。
(4)可采用还原法处理氮的氧化物。H2还原NO发生的反应为2NO(g)＋2H2(g) N2(g)＋2H2O(g)。已知断裂几种化学键吸收的能量数据如下：
化学键 H—H NO中的共价键 N≡N H—O
能量/(kJ·mol-1) 436 630 946 463
上述反应中四种分子最稳定的是_______。2NO(g)＋2H2(g) N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝________kJ·mol-1。
－1 160 kJ·mol-1
N2
－666
1
2
3
4
5
6
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11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
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12