反应热的计算-高二化学人教版(2019)选择性必修1

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= −607.3kJ/mol
化 CH4 (g) + 3/2O2 (g) = CO (g) + 2H2O(l) ΔH2= −607.3kJ/mol
【练习3,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
任务2 理解盖斯定律
坐缆车 或步行
人的势能变化与上山的 途径无关,只与起点和 终点的海拔差有关。
任务2 理解盖斯定律
始态
终态
“三一定” 物质种类、物质状态、物质的量
结论:反应热研究的是化学反应 前后能量的变化,与途径无关。
任务2 理解盖斯定律
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:要测出C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=?
【思考】以上热化学方程式中的物质变化有何联系?
任务2 理解盖斯定律
物质变化 分步进行
CO (g) + 1/2O2 (g)
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= −110.5 kJ/mol
结论: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。
ΔH = ΔH1 + ΔH2
【练习1】已知:
① H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (l) ΔH1= −285.8kJ/mol ② H2O (l) = H2O (g) ΔH2= +44kJ/mol ③ H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) ΔH3= −241.8kJ/mol 设计成如下转化路径,请填空: ΔH1 = ΔH3 − ΔH2
测定
中和反应反 应热的测定
表示
焓变(ΔH)、 热化学方程式
【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 = ? CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH < 0
高二—人教版—化学—选择性必修1—第一章
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
学习目标
1.从化学史角度发现并认识盖斯定律; 2.通过生活经验、路径角度和化学计算模型理解盖斯定律的内涵 本质,了解其意义; 3.通过实例,能运用盖斯定律计算反应热以及解决生产生活中的 实际问题。
【知识回顾】
化学反应的热效应
思维模型建构
【思考】如何利用盖斯定律书写热化学方程式?
物质 变化
根据目标热化学方程式中各物质找已知热化学方程式。 ①比较目标方程式,确定中间产物。
能量 变化
②调整已知热化学方程式的方向和计量数并相加和, 消去中间产物。
将调整好的ΔH加和,确定目标反应的焓变ΔH。
任务3 应用盖斯定律
【练习2】如何计算甲烷不完全燃烧的反应热呢?
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。 (2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。
任务一:利用热化学方程式直接求算
解题思路指引
找出求算量 找出已知量
找出关联点
任务一:利用热化学方程式直接求算
【例题1】 】(选择性必修1第15页例题1)黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃
烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一,反应的化学方程式为:
三、应用盖斯定律计算ΔH的方法:“虚拟路径”法、加和法。
模型应用
物质变化
能量变化
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
高二—人教版—化学—选择性必修1—第一章
第二节 反应热的计算
第2课时 反应热的计算
【学习目标】
1.通过例题的学习,学会利用热化学方程式直接求算。 2.通过例题的学习,学会运用盖斯定律进行相关判断或计算。 3.体会反应热在生产生活中的应用价值,形成运用盖斯定律进 行相关判断或计算的思维模型。
② CH4 (g) + 3/2O2 (g) = CO (g) + 2H2O(l) Δ H2 = ? ③ CO (g) + 1/2O2 (g) = CO2 (g) Δ H3= −283.0 kJ/mol
模型 应用
物质变化
能量变化
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
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式。
模型 应用
物质变化
能量变化
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
任务3 应用盖斯定律
① N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) ΔH1= +66.4kJ/mol

② N2H4(l) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) ΔH2= −534kJ/mol
H2 (g) + 1/2O2 (g)
ΔH1
H2O (l)
ΔH3
−ΔH2
H2O (g)
任务2 理解盖斯定律
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
并依据氨水、氢氧化钠、氢氧化
钾、石灰分别与硫酸反应的反应
热总结出了盖斯定律。1840年,
他将这一重大发现公之于众,对
反应热的研究做出重大贡献。
任务2 理解盖斯定律
【问题】什么是盖斯定律?
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。
盖斯定律表明,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,而与反应的途径无关。
任务1 发现盖斯定律
热化学研究的先驱
最早研究反应热的是法国化学


家拉瓦锡和法国数学家、天文学家

拉普拉斯,他们利用冰量热计(即

普 以被熔化了的冰的质量来计算热量)
拉 测定了碳单质的燃烧热,测得的数

值与现代精确测定值十分接近。
任务1 发现盖斯定律
热化学研究的先驱
化学家盖斯利用自己设计的


量热计,测定了大量的反应热。
问题:要测出C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=?
请同学们仔细观察思考,除了利用路径法进行图解, 还有其他计算方法吗?
C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) +) CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)
ΔH3=?
CO可以消去, 视为中间产物。
ΔH2= −283.0 kJ/mol
质 根据目标方程式

找出已知方程式 确定中间产物

2N2H4(l) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH =? ①,②;O2(g)
调整已知方程式 的方向和计量数
−① ,2②
−① + 2②
能 消去中间产物
量 变 将调整好的ΔH加和
ΔH = −ΔH1 + 2ΔH2 = −66.4kJ/mol + 2×(−534) kJ/mol = −1134.4 kJ/mol
【前言】
通过前面的学习,我们知道可以用热化学方 程式来表征化学反应中的物质变化和能量变化, 这节课我们将要学习反应热的计算。
问题1:为什么我们需要学习反应热的计算?
长征五号“身高”56.97 米起飞重量为869t。近 地轨道25t地球同步转移 轨道14t。
任务一:利用热化学方程式直接求算
请翻到选择性必修1第15页阅读例题1,请问 同学读完该题后,有什么解题思路呢?
【问题】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?
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 – ΔH2 = –393.5kJ/mol – (–283.0kJ/mol) = –110.5kJ/mol
任务2 理解盖斯定律
路径法
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)。 求从始态到终态的ΔH与ΔH1、ΔH2的关系?
将调整好的 ΔH加和
任务3 应用盖斯定律
① CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O(l) Δ H1 = −890.3 kJ/mol

③ CO (g) + 1/2O2 (g) = CO2 (g) Δ H3= −283.0 kJ/mol

根据目标方程式

找出已知方程式

确定中间产物
【问题】能通过实验直接测定得到甲烷不完全燃烧 的反应热吗?
在众多的化学反应中:
1.有些反应的产品不纯(有副反应发生), 如甲烷的不完全燃烧,大多数有机反应;
2.有些反应进行得很慢,如煤炭,石油的形成; 3.有些反应不容易直接发生,如石墨和氢气生成甲烷的反应。
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。
①CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH1= −890.3 kJ/mol ② CH4 (g) + 3/2O2 (g) = CO (g) + 2H2O(l) ΔH2= ? 【思考】根据盖斯定律分析,本题还缺少哪个热化学方程式?
【路径法】 物质变化 ΔH2
CO(g) + 2H2O(l) + 1/2O2(g)
始态 C(s) + O2(g)
一步完成
CO2(g)
终态
① C(s) + O2393.5kJ/mol
② CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol
③ C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=?
任务2 理解盖斯定律
CH4 (g) + 3/2O2 (g) = CO (g) + 2H2O(l) ΔH2 = ? ①,③ ;CO2(g)
调整已知方程式
①, −③
①−③=②
的方向和计量数
能 消去中间产物
量 变 将调整好的ΔH加和
ΔH2 = ΔH1 − ΔH3 = −890.3 kJ/mol − (−283.0kJ/mol)
ΔH3 能量变化
始态 CH4(g) + 2O2(g)
ΔH1
CO2(g) + 2H2O(l) 终态
①CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O(l) ΔH1= −890.3 kJ/mol ② CH4 (g) + 3/2O2 (g) = CO (g) + 2H2O(l) ΔH2= ? ③ CO (g) + 1/2O2 (g) = CO2 (g) ΔH3= −283.0 kJ/mol
【能量变化图】
③ CO (g) + 1/2O2 (g) = CO2 (g) ΔH3= −283.0 kJ/mol
任务3 应用盖斯定律
【练习2】计算甲烷不完全燃烧的反应热是多少?
① CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O(l) Δ H1 = −890.3 kJ/mol
化 2N2H4(l) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g) ΔH = −1134.4 kJ/mol
总结
一、盖斯定律的内容: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。
二、盖斯定律的意义:间接计算某些反应的反应热 1.反应很慢的;2.不容易直接发生的;3.伴有副反应的。
任务一:利用热化学方程式直接求算
【例题1】(选择性必修1第15页例题1)黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是 工业上制硫酸时得到SO2的途径之一,反应的化学方程式为:
4FeS2+11O2=高==温===2Fe2O3+8SO2 在25℃和101kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出 853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分 利用,大大降低了生产成本,对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。
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