1.2反應(yīng)熱的計(jì)算 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算《選擇性必修一》第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重難點(diǎn)反應(yīng)熱的測(cè)量C（g）+O2（g）＝CO（g）ΔH=？

如何測(cè)出這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱：(1)能直接測(cè)出嗎？如何測(cè)？(2)若不能直接測(cè)出，怎么辦？G.H.Hess,1802-18501836年，蓋斯在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上提出：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成的還是幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的；并將其稱為“總熱量守恒定律”，后人命名為“蓋斯定律”。一、蓋斯定律一定條件下，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)的途徑無(wú)關(guān)。C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH1ΔHCO(g)＋O2(g)ΔH2ΔH1=

ΔH＋ΔH2

ΔH=ΔH1－ΔH2－110.5kJ·mol－1＝－393.5kJ·mol－1－(－283.0kJ·mol－1)＝－110.5kJ·mol－1

虛擬路徑法(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝？(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(2)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1（3）=（1）-（2）ΔH=ΔH1－ΔH2＝－393.5kJ·mol－1－(－283.0kJ·mol－1)＝－110.5kJ·mol－1

加合法(1)H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)△H1＝－241.8kJ/mol(2)2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)△H2＝－571.6kJ/mol你學(xué)會(huì)了嗎？求H2O(g)=H2O(l)△H=？求：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=?【思考】(1)能直接測(cè)出嗎？如何測(cè)？(2)若不能直接測(cè)出，怎么辦？意義蓋斯定律1836年，蓋斯受煉鐵中熱現(xiàn)象的啟發(fā)，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。蓋斯定律的提出，為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便，使一些不易準(zhǔn)確測(cè)量或無(wú)法測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過推算間接求得。蓋斯被稱為“熱化學(xué)之父”。能量反應(yīng)過程CO2(g)C(s)+O2(g)CO(g)+1/2O2(g)不論化學(xué)反應(yīng)一步還是多步完成，反應(yīng)熱不變AB蓋斯定律BAEΔH1ΔH2CDΔH3ΔH4ΔH5ΔHΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5

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)的途徑無(wú)關(guān)?！鱄△H1能量反應(yīng)過程CO2(g)C(s)+O2(g)CO(g)+1/2O2(g)△H2例：計(jì)算碳燃燒生成CO的反應(yīng)熱①C(s)+O2(g)=CO2(g)②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=－283.0kJ/molΔH1=－393.5kJ/mol③C(s)+O2(g)=CO(g)△H△H=△H1-△H2△H1=△H+△H2C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1ΔH2ΔHCO(g)+O2(g)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱（1）虛擬路徑法據(jù)題意虛擬轉(zhuǎn)化過程，使一條途徑由反應(yīng)物直接變成生成物，另一條或多條由反應(yīng)物經(jīng)過中間產(chǎn)物變成最終生成物。BΔHAEΔH1ΔH2ΔH=ΔH1+ΔH2中間產(chǎn)物蓋斯定律△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)①C(s)+O2(g)=CO2(g)②CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=－283.0kJ/molΔH1=－393.5kJ/mol③=①-②例：計(jì)算碳燃燒生成CO的反應(yīng)熱已知③C(s)+O2(g)=CO(g)目標(biāo)方程式=-110.5kJ/mol△H=?【歸納】運(yùn)用蓋斯定律求算反應(yīng)熱的一般思路：已知反應(yīng)目標(biāo)反應(yīng)看：目標(biāo)反應(yīng)與已知反應(yīng)位置關(guān)系（找出中間產(chǎn)物）變：已知反應(yīng)變形（消除中間產(chǎn)物）加：反應(yīng)相加，焓變疊加（物質(zhì)加減，△H也相加減）應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)的注意事項(xiàng)反應(yīng)乘除系數(shù)，ΔH相應(yīng)乘除系數(shù)；反應(yīng)相加減，ΔH帶符號(hào)加減；反應(yīng)顛倒書寫，ΔH的“＋”“－”號(hào)必須隨之改變，數(shù)值不變。蓋斯定律環(huán)節(jié)二蓋斯定律的應(yīng)用蓋斯定律的用途：可以間接地將一些難測(cè)量的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。例1：反應(yīng)無(wú)法直接測(cè)量反應(yīng)熱，可以通過下列反應(yīng)間接計(jì)算出來(lái)△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol環(huán)節(jié)二蓋斯定律的應(yīng)用例2：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：試計(jì)算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H?；瘜W(xué)方程式關(guān)系：將反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②相加，即-①+②或者②-①可得反應(yīng)CH4(g)=C(s)+2H2(g)。根據(jù)蓋斯定律：△H=△H2-△H1=+205.9kJ/mol-131.5kJ/mol=+74.4kJ/mol環(huán)節(jié)二蓋斯定律的應(yīng)用小結(jié)：利用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，若某個(gè)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱也可以由這幾個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱相加減而得到。環(huán)節(jié)二蓋斯定律的應(yīng)用練習(xí)：已知①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H1=+131.5kJ/mol②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑，求得C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H?；瘜W(xué)方程式關(guān)系：將反應(yīng)①×2與反應(yīng)②相減，即①×2-②可得所求反應(yīng)。根據(jù)蓋斯定律：△H=△H1×2-△H2=+131.5kJ/mol×2-172.5kJ/mol=+89.5kJ/molC(s)+2H2O(g)CO(g)+H2(g)+H2O(g)CO2(g)+2H2(g)△H△H1△H2環(huán)節(jié)二蓋斯定律的應(yīng)用思考與討論：根據(jù)以下常見化學(xué)反應(yīng)的△H，討論并設(shè)計(jì)測(cè)定：2C(s)+O2(g)=2CO(g)的△H的方案方案1：①×2-②方案2：①×6-(⑤×2+③)方案3：(③+④)×2÷3-②方案4：③÷3+(④-⑤)×2÷3方案5：......環(huán)節(jié)二蓋斯定律的應(yīng)用練習(xí)：已知在微生物的作用下，NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-，兩步反應(yīng)焓變?nèi)缦聢D，根據(jù)圖示信息，計(jì)算1molNH4+(aq)全部被氧化成NO3-(aq)的△H。NH4+(aq)+-O2(g)32焓(H)△H=-273kJ/molNO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)焓(H)△H=-73kJ/molNO3-(aq)NO2-(aq)+-O2(g)21①②提示：由①+②可計(jì)算得△H=-346kJ/mol環(huán)節(jié)三反應(yīng)熱的計(jì)算P16環(huán)節(jié)三反應(yīng)熱的計(jì)算環(huán)節(jié)三反應(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。[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的摩爾質(zhì)量為180g/mol。100gC6H12O6的物質(zhì)的量為：100g180g/mol0.556molC6H12O6完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為：0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ0.556mol(1)H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)△H1＝－241.8kJ/mol(2)2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)△H2＝－571.6kJ/mol小試牛刀求H2O(g)=H2O(l)△H=？【小牛試刀】②N2H4(l)+H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)試求N2H4(l)+H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)的焓變△H=?①H2O(g)=H2O(l)△H2=-641.6kJ/mol△H1=-44kJ/mol當(dāng)堂訓(xùn)練C△H=△H1-△H2例：計(jì)算碳燃燒生成CO的反應(yīng)熱C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1ΔH2ΔHCO(g)+O2(g)△H1=△H+△H2①C(s)+O2(g)=CO2(g)②CO(g