高中 高二 化学选择性必修1 第一章 第二节 第2课时 反应热的计算 教学课件

1、反应热的计算授课教师：白谦学校：深圳市坪山高级中学化学（人教版）选择性必修1 第一章 第二节 第二课时思考讨论为什么我们需要进行反应热的计算？长征五号“身高59.5米起飞重量为643吨，起飞推力为833.8吨。近地轨道25吨，地球同步转移轨道14吨。它的一级火箭燃料采用的是液氧煤油，为了提供这么大的能量，我们需要加注多少吨燃料呢？燃煤工业锅炉正常工作一天可提供多少热能？烧开5 kg常温的水，需要多少升煤气呢？ 在化学科研中，经常要通过实验测定物质在发生化学反应时所放出或吸收的热量。但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的

2、控制以及废热的利用，也需要反应热计算 。 01反应热的计算【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 2Fe2O3 + 8SO2 在25 和101 kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ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。（1）请写出FeS2燃烧的热化学方程式。（2）计算理论上1 kg黄铁矿( FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。01反应热的计算解(1)根据

3、题意，FeS2燃烧的热化学方程式为: FeS2(s)+ O2(g)= Fe2O3(s)+2SO2(g) H= -853 kJ/mol(2) FeS2的摩尔质量为120 g/mol。答:(1) 根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为: FeS2(s)+ O2(g)= Fe2O3(s)+2SO2(g) H= -853 kJ/mol(2)理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为 6398 kJ。反应热的计算【例题2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为: C6H12O6(s) + 6O2(g)=6CO2(g)+ 6H2O(l) H= -2800 kJ/mol计

4、算100g 葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。解 根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800 kJ。C6H12O6的摩尔质量为180 g/mol。答: 100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1557 kJ。01归纳与总结【方法1】根据热化学方程式、燃烧热的数据进行反应热的计算热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)H ab cd |H| n(A)n(B) n(C) n(D)Q01反应热的计算【例题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

5、个反应的热化学方程式分别为:C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2(g) H1=+131.5 kJ/molCH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) H2=+205.9 kJ/mol试计算CH4(g)=C(s) + 2H2(g)的H。解 分析各化学方程式的关系可以得出，将反应的逆反应与反应相加，得到反应: CH4(g)=C(s) + 2H2(g) CO(g) + H2(g)=C(s) + H2O(g) H3=-H1=-131.5 kJ/mol+) CH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) H2=+205.9 kJ/mol CH4(g)=C(s)

6、+ 2H2(g) H=?01反应热的计算根据盖斯定律:H= H3+ H2 = H2- H1 = +205.9 kJ/mol-131.5 kJ/mol = +74.4 kJ/mol答: CH4(g)=C(s)+2H2(g)的H=+74.4 kJ/mol。【思考讨论】 从理论上分析，若工业上要制取等物质的量的氢气，你会选择以上哪种方法？C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2(g) H1=+131.5 kJ/molCH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) H2=+205.9 kJ/molCH4(g)=C(s) + 2H2(g) H3=+74.4 kJ/mol01归纳与总

7、结【方法2】根据盖斯定律进行反应热的计算计算方法与技巧：巩固训练【练习】2018全国卷，27(1)节选，改编CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H1C(s)O2(g)=CO2(g)H2C(s) O2(g)=CO(g)H3该催化重整反应的H 。2H3-H1-H201反应热的计算【例题4】根据键能数据计算CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)的反应热H_。化学键CHCFHFFF键能/(kJmol1)4144895651551940 kJmol1解析HE(反应物键能总和)E(生成物键能总和)(4414415

8、544894565) kJmol11940 kJmol1。【方法3】根据反应物、生成物的键能计算反应热HE(反应物的键能总和)E(生成物的键能总和)01反应热的计算【方法4】根据物质总能量变化图像计算反应热HE(生成物的总能量)E(反应物的总能量)01反应热的计算【例题5】根据如图数据写出反应CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)的热化学方程式： 。CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H91 kJmol1课堂小结HE(反应物的键能总和)E(生成物的键能总和)HE(生成物的总能量)E(反应物的总能量)随堂练习1. 已知丙烷的燃烧热H2215 kJmol1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8

9、 g水，则放出的热量约为() A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1108 kJ2. 已知：随堂练习3. 烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、 NOx的主要反应的热化学方程式为：NO(g) + O3(g)=NO2(g)+ O2(g) H1= - 200.9 kJ/molNO(g) + O2(g)= NO2(g) H2= - 58.2 kJ/mol则反应 3NO(g) + O3(g)=3NO2(g) 的H = kJ/mol。随堂练习4.“垃圾是放错了地方的资源”。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：随堂练习5. 能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的H为() A.46.2 kJ/mol