反应热的计算 课件 【知识建构+落实教材】上学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章化学反应的热效应第二节反应热的计算【思考】C的燃烧，很难控制C只生成CO而不继续生成CO2，C（s）+½O2（g）=CO（g）因此这个反应的ΔH无法直接测得。但这个反应的反应热是冶金工业中非常有用的数据，应该如何获得呢？一．盖斯定律1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同。换句话说,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。2.盖斯定律直观化△H＝△H1+△H2殊途同归

如同山的绝对高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的始态，B点相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热。同一起点登山至山顶，不管选哪一条路走，历经不同的途径和不同的方式，但山的高度是不变的。3．理解终态(L)始态(S)反应热ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5△H1

+△H2=0△H1>0△H1<0

有些反应进行得很慢；有些反应不容易直接发生；有些反应的产品不纯（有副反应发生）。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二．盖斯定律的应用【例1】如何计算C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)的反应热△H1？已知：①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)△H2＝－283.0kJ/mol②C(s)＋O2(g)＝CO2(g)△H3＝－393.5kJ/mol△H1＝△H3－△H2

＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)＝－110.5kJ/mol【例2】下列数据表示H2的燃烧热吗？Why？H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H1＝－241.8kJ/molH2O(g)=H2O(l)△H2＝－44kJ/mol已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol【例3】已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；=-2983.2kJ/molH1P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；=-738.5kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_________________________________。P4(白磷、s)=4P(红磷、s)；=-29.2kJ/molH①－4×②：H2哪个更稳定？“四步消元法”确定热化学方程式或ΔH找出调整消元找出可用的已知热化学方程式。调整符号与系数。同侧相减，异侧相加，消去不要的物质检查是否符合题意。【例1】已知：①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH2=－285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l);ΔH3=1370kJ/mol

试计算:④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH【解】：①×2+②×4-③=④

ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol【例2】已知：①H2O(g)===H2O(l)

ΔH1＝Q1kJ·mol－1②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)

ΔH2＝Q2kJ·mol－1③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH3＝Q3kJ·mol－1则反应C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)的反应热ΔH为(

)A．(Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol－1B．(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol－1C．(Q1－3Q2＋Q3)kJ·mol－1D．(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1由-Q2可快速得到答案

D三．反应热的计算1.

根据键能计算反应热计算依据△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和例1：已知：CH3CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。

化学键C－HC＝CC－CH－H

键能（kJ/mol）

414.4615.3347.4435.3试计算该反应的反应热。ΔH=＋125.6kJ/mol例2．化学反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)的能量变化如图所示，该反应的ΔH等于(

)A．＋2(a－b－c)kJ·mol－1B．＋2(b－a)kJ·mol－1C．＋(b＋c－a)kJ·mol－1D．＋(a＋b)kJ·mol－1A2.

根据图像计算（注意看清楚纵坐标）2.根据图像计算∆H=(E2-E1)kJ/mol

=(a-b)

kJ/mol

=-ckJ/mol∆H=(E2-E1)kJ/mol

=(a-b)

kJ/mol

=+ckJ/mol3.能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是

重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8kJ·mol－1、282.5kJ·mol－1、726.7kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为(

)A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝－127.4kJ·mol－1B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝＋127.4kJ·mol－1C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－127.4kJ·mol－1D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝＋127.4kJ·mol－13.根据燃烧热的计算（课本例题自学部分）

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(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)在25℃和101kPa时，1molFeS2(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。(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。

4.根据质量或物质的量计算反应热

【解】(1)根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+11/4O(g)=1/2Fe2O3(s)+2SO2(g)∆H=-853kJ/mol(2)FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g900gFeS2的物质的量为:理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为：7.5molx853kJ/mol=6398kJ答：(1)FeS2燃烧的热化学方程式为：FeS2(s)+11/4O2(g)=1/2Fe2O3(s)+2SO2(g)∆H=-853kJ/mol(2)理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为6398kJ。【例题4】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(1)△H=-2800kJ/mol计算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，1molC6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800kJ。C6H12O6的摩尔质量为180g·mol-1。100gC6H12O6的物质的量为:0.556molC6H12O6完全氧化时产生的热量为：0.556mol×2800kJ/mol=1557kJ答：100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1557kJ。5.利用热化学方程式和盖斯定律求反应热一、盖斯定律1、定义：2、应用：间接计算难以直接测定的反应热。3、方法：四步消元法不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同。课堂小结1课堂小结2反应热的计算方法根据△H=生成物的总能量-反应物的总能量。根据键能计算△H=反应物成物的总键能-生成物应物的总键能。根据热化学方程式计算根据燃烧热计算根据盖斯定律计算根据图像信息计算课后练习1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多。 (

)(2)化学反应的反应热与化学反应的始态有关，与终态无关。(

)(3)同一反应的反应热ΔH与化学计量数成正比。 (

)(3)利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热。(

)(4)任何化学反应的反应热都可以直接测定。(

)××√√×2：已知在25℃，105Pa时，1mol石墨和1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时的反应热分别是ΔH＝－393.5kJ·mol－1和ΔH＝－283kJ·mol－1，下列说法或方程式正确的是

(

)A．在相同条件下：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1B．1mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热504.0kJC．在相同条件下，C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1D．已知金刚石不如石墨稳定，则石墨转变为金刚石需要放热【答案】C【解析】C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－283kJ·mol－1A项，根据盖斯定律可得：C(石墨，s)＋2(1)O2(g)===CO(g)

ΔH＝－110.5kJ·mol－1。

B项，因为不知生成CO2、CO的多少，无法判断放出热量的多少。C项，C(石墨，s)＋2(1)O2(g)===CO(g)

ΔH＝－110.5kJ·mol－1CO2(g)===2(1)O2(g)＋CO(g)

ΔH＝＋283kJ·mol－1所以C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝＋172.5kJ·mol－1。D项，能量越高，越不稳定，金刚石的能量大于石墨，所以石墨转变为金刚石需要吸热。4.已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是(

)BA.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1molA—A键和1molB—B键，放出akJ能量解析观察题给图像可以得到，上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。5：

已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH2③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH3

常温下取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为

－(0.4mol×ΔH1＋0.05mol×ΔH3)解析先算出甲烷和氢气各自的物质的量，再根据热化学方程式分别求算它们各自完全燃烧放出的热量，就可求出总热量。n(气体)＝＝0.5mol，n(CH4)＝0.5mol×＝0.4mol，n(H2)＝0.5mol×＝0.1mol。燃烧后恢复至室温，H2O为液态，所以放出热量：Q＝0.4mol×(－ΔH1)＋0.1mol×(－ΔH3)

＝－(0.4mol×ΔH1＋0.05mol×ΔH3)。

6：已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋2(1)O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－241.8kJ·mol－1欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为

(

)A．2∶3.25 B．12∶3.25C．1∶1 D．393.5∶241【答案】B【解析】设需要C、H2的物质的量分别为x、y，则393.5x＝241.8y所以x/y＝393.5(241.8)＝1.627(1)所以其质量之比为(1×12)/(1.627×2)＝12/3.25。789：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：

①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol2×②－①：10：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题,已知：①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H1=-176kJ/mol②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq)△H2=-35.1kJ/mol③HCl(g)+H2O(