【公開(kāi)課】反應(yīng)熱的計(jì)算課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第二節(jié)

反應(yīng)熱的計(jì)算第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解蓋斯定律的意義。2、能用蓋斯定律、熱化學(xué)方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單的反應(yīng)熱的計(jì)算，進(jìn)一步提高化學(xué)計(jì)算的能力。

新課引入反應(yīng)熱的測(cè)定裝置C(s)

+

O2(g)=CO(g)12在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要了解反應(yīng)熱。許多反應(yīng)熱可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定，?H

=？但是有些反應(yīng)熱是無(wú)法直接測(cè)定的。例如：【思考】：能否利用一些已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算它的反應(yīng)熱呢？新課引入法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫和法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯，利用冰量熱計(jì)(即以被熔化了的冰的質(zhì)量來(lái)計(jì)算熱量)測(cè)定了碳單質(zhì)的燃燒熱。1836年，蓋斯利用自己設(shè)計(jì)的量熱計(jì)測(cè)定了大量的反應(yīng)熱，并依據(jù)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰分別與硫酸反應(yīng)的反應(yīng)熱總結(jié)出了蓋斯定律。教材P16：科學(xué)史話圖1-8蓋斯蓋斯定律序號(hào)反應(yīng)方程式焓變123H2O(g)H2O(l)

任務(wù)一：思考討論1.觀察1-3號(hào)的反應(yīng)方程式有什么關(guān)系？2.觀察1-3號(hào)的焓變有什么關(guān)系？

蓋斯定律序號(hào)反應(yīng)方程式焓變123任務(wù)一：思考討論2.ΔH3

=ΔH1+ΔH21.反應(yīng)1加反應(yīng)2可以得到反應(yīng)3

若某個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式相加減得到，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱也可由這幾個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱相加減得到

H2O(g)H2O(l)

蓋斯定律一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的?？偨Y(jié)規(guī)律表明在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。G.H.Hess,1802-1850一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成，其___________是相同的。反應(yīng)熱

A點(diǎn)就相當(dāng)于反應(yīng)體系的始態(tài)，B點(diǎn)相當(dāng)于終態(tài)，山的高度相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱蓋斯定律化學(xué)中的蓋斯定律

ΔH1ΔH3ΔH2ΔH3

=ΔH1+ΔH2路徑I反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)路徑II蓋斯定律意義蓋斯定律的提出，為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測(cè)定或無(wú)法測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過(guò)推算間接求得。反應(yīng)很慢伴隨副反應(yīng)不容易直接發(fā)生蓋斯定律間接求反應(yīng)熱蓋斯定律的應(yīng)用思路1：虛擬路徑法CO2(g)C(s)+O2(g)

ΔH2ΔH3=?ΔH1路徑I路徑IIΔH1

=ΔH2+ΔH3

ΔH3

=ΔH1?

ΔH2=?393.5kJ/mol?(?283.0kJ/mol)=?110.5kJ/mol蓋斯定律的應(yīng)用

ΔH3

=ΔH1?

ΔH2=?110.5kJ/mol

思路2：代數(shù)運(yùn)算法①-

②

移項(xiàng)蓋斯定律運(yùn)用蓋斯定律求算反應(yīng)熱的一般思路：未知反應(yīng)已知反應(yīng)設(shè)計(jì)合理反應(yīng)路徑核心：實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化求算反應(yīng)熱1、氧化亞銅常用于制船底防污漆，用CuO與Cu高溫?zé)Y(jié)可制取Cu2O．已知反應(yīng)：2Cu（s）+O2（g）═2CuO（s）

ΔH＝﹣314kJ/mol2Cu2O（s）+O2（g）═4CuO（s）

ΔH＝﹣292kJ/mol

則CuO（s）+Cu（s）═Cu2O（s）的

ΔH等于（）A．﹣11kJ/mol B．+11kJ/mol C．+22kJ/mol D．﹣22kJ/molA課堂練習(xí)－116

第一步：找出待求熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物與生成物在已知熱化學(xué)方程式中的位置。4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)第二步：調(diào)整已知熱化學(xué)方程式方向、計(jì)量數(shù)和ΔH。第三步：加和已調(diào)整的熱化學(xué)方程式中的ΔH，確定待求反應(yīng)的ΔH。ΔH＝[(－121)×2+(－20)×2+(＋83)×2]kJ·mol－1＝－116kJ·mol－1。2222×24222×2

222×2

1、熱化學(xué)方程式同乘以一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須同乘以該數(shù)值；2、熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減；3、將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒，△H的符號(hào)也要隨之改變1.已知下列熱化學(xué)方程式：

①CH3COOH（l）+2O2(g)═2CO2（g）+2H2O（l）ΔH1＝﹣870.3kJ/mol②C(s)+O2（g）═CO2（g）ΔH2＝﹣393.5kJ/mol③H2(g)+O2（g）═H2O（l）ΔH3＝﹣285.8kJ/mol則反應(yīng)2C(s)+2H2（g）+O2（g）＝CH3COOH（l）的焓變?chǔ)為（）A．244.15kJ?mol﹣1 B．﹣224.15kJ?mol﹣1

C．488.3kJ?mol﹣1 D．﹣488.3kJ?mol﹣1在方程式中只出現(xiàn)一次同加異減，化系數(shù)D2.已知：

①C（s）+O2（g）═CO2（g）

ΔH1

②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）

ΔH2

③TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（s）+O2（g）ΔH3則反應(yīng)TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）═TiCl4（s）+2CO（g）的

ΔH為（）A．ΔH3+2ΔH1+2ΔH2 B．ΔH3+2ΔH1+ΔH2

C．ΔH3+2ΔH1﹣2ΔH2 D．ΔH3+2ΔH1﹣ΔH2D3、在1200℃時(shí)，天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：2S（g）═S2（g）ΔH4

，則ΔH4的正確表達(dá)式為_(kāi)_____________。

ΔH＝

在方程式中只出現(xiàn)一次同加異減，化系數(shù)應(yīng)用體驗(yàn)1.已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH1設(shè)計(jì)成如下轉(zhuǎn)化路徑，請(qǐng)?zhí)羁眨害14ΔH2則ΔH＝____________。ΔH1－4ΔH2應(yīng)用體驗(yàn)2.已知25℃、101kPa下，1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.01kJ，2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.66kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.29kJ·mol－1(1)1mol水蒸發(fā)為水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。H2O(l)===H2O(g)

ΔH＝＋44.01kJ·mol－1(2)計(jì)算出反應(yīng)C(s)＋

O2(g)===CO(g)的反應(yīng)熱(寫出計(jì)算過(guò)程)。答案由①H2O(l)===H2O(g)

ΔH＝＋44.01kJ·mol－1，②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.66kJ·mol－1，③C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.29kJ·mol－1，【例題1】黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2在25℃和101kPa時(shí),1molFeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過(guò)程中得到了充分利用,大大降低了生產(chǎn)成本,對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。(1)請(qǐng)寫出FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式。(2)計(jì)算理論上1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。

FeS2的摩爾質(zhì)量為120g·mol－1

1kg黃鐵礦含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為：1000gx90%=900g

理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為：7.5molx853

kJ·mol－1

=6398kJ反應(yīng)熱的計(jì)算【例題2】葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一，設(shè)它在人體組織中完全氧化時(shí)的熱化學(xué)方程式為：計(jì)算100g葡萄糖在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量。C6H12O6(s)＋6O2(g)

=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH=-2800kJ·mol－1

【解】根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，1molC6H12O6在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為2800kJ。C6H12O6在的摩爾質(zhì)量為180g·mol－1

0.556molC6H12O6完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為：0.556molx2800

kJ·mol－1

=1557kJ①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1=+131.5kJ/mol②CH4(g)＋H2O(g)=CO

(g)＋3H2(g)ΔH2=+205.9kJ/mol試計(jì)算CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH。加合①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1=+131.5kJ/mol②CH4(g)＋H2O(g)=CO

(g)＋3H2(g)ΔH2=+205.9kJ/molCH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=ΔH2-ΔH1=+74.4kJ/molCO(g)＋H2(g)=C(s)＋H2O(g)-ΔH1=-131.5kJ/mol+）【例題3】焦炭與水蒸氣反應(yīng)，甲烷與水蒸氣反應(yīng)均是工業(yè)上制取氫氣的重要方法。這兩個(gè)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式分別為：反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算含義：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的

還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)1、目標(biāo)方程中找唯一2、同加異減3、化系數(shù)例1蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1，則320g“可燃冰”(分子式為CH4·8H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)放出的熱量為_(kāi)________。1780.6kJ家用液化氣的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常溫常壓下，丁烷的燃燒熱ΔH＝－2900kJ·mol－1，則1g丁烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時(shí)放出的熱量為_(kāi)______。例250kJ我國(guó)是世界上第二大乙烯生產(chǎn)國(guó)，乙烯可由乙烷裂解得到：C2H6(g)

C2H4(g)＋H2(g)，相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示，則上述反應(yīng)的ΔH等于例3化學(xué)鍵C—HC—CC==CH—H鍵能/(kJ·mol－1)412348612436A.－124kJ·mol－1 B.＋124kJ·mol－1C.－288kJ·mol－1 D.＋288kJ·mol－1√碳燃燒的過(guò)程如圖所示：則下列說(shuō)法正確的是A.1molC(s)與0.5molO2(g)的總能量小于1molCO(g)的能量B.CO2(g)===C(g)＋O2(g)

ΔH＝＋393.