化学人教版（2019）选择性必修1反应热的计算

第二节反应热的计算第1课时盖斯定律高二—人教版—化学—选择性必修1—第一章学习目标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。化学反应的热效应测定中和反应反应热的测定表示焓变（ΔH）、热化学方程式【知识回顾】CH4(g)+

2O2(g)＝CO2(g)+

2H2O(l)ΔH=−890.3kJ/molCH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+

2H2O(l)——图片来源于网络【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？【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？ΔH=？

CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH

<0

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；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。在众多的化学反应中：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。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（即以被熔化了的冰的质量来计算热量）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。拉瓦锡拉普拉斯任务1发现盖斯定律

化学家盖斯利用自己设计的量热计，测定了大量的反应热。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。盖斯热化学研究的先驱任务1发现盖斯定律【问题】什么是盖斯定律？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。盖斯任务2理解盖斯定律盖斯定律表明，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。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“三一定”物质种类、物质状态、物质的量任务2理解盖斯定律始态终态结论：反应热研究的是化学反应前后能量的变化，与途径无关。例

已知在298K时：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=−393.5kJ/mol②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=−283.0kJ/mol问题：要测出C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？任务2理解盖斯定律【思考】以上热化学方程式中的物质变化有何联系?CO

(g)+1/2O2(g)②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=−283.0kJ/mol任务2理解盖斯定律C(s)+O2(g)CO2(g)始态终态③C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=−393.5kJ/mol分步进行一步完成物质变化ΔH1=ΔH2

+

ΔH3ΔH3

=

ΔH1

–

ΔH2

=

–393.5kJ/mol–(–283.0kJ/mol)

=–110.5kJ/mol任务2理解盖斯定律【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？求从始态到终态的ΔH与ΔH1、ΔH2的关系？ΔH=ΔH1

+ΔH2任务2理解盖斯定律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）。路径法【练习1】已知：①H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH1=−285.8kJ/mol②H2O(l)＝H2O(g)ΔH2=+44kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)ΔH3=−241.8kJ/mol设计成如下转化路径，请填空：H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

ΔH1−ΔH2ΔH3

H2O(l)ΔH1=ΔH3

−

ΔH2例已知在298K时：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=−393.5kJ/mol②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=−283.0kJ/mol问题：要测出C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？任务2理解盖斯定律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)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=−393.5kJ/mol+)

ΔH3=ΔH1

−

ΔH2

=

−393.5kJ/mol−(−283.0kJ/mol）=

−110.5kJ/molC(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=−283.0kJ/molC(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=

−110.5kJ/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。CO可以消去，视为中间产物。【思考】如何利用盖斯定律书写热化学方程式?将调整好的ΔH加和，确定目标反应的焓变ΔH。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。能量变化思维模型建构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。【练习2】如何计算甲烷不完全燃烧的反应热呢？①CH4(g)+

2O2(g)＝CO2(g)+

2H2O(l)

ΔH1=

−890.3kJ/molΔH2=？

②CH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+

2H2O(l)

任务3应用盖斯定律【思考】根据盖斯定律分析，本题还缺少哪个热化学方程式？③CO(g)

+

1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=−283.0kJ/molCO(g)+2H2O(l)+1/2O2(g)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)始态终态ΔH2ΔH1ΔH3①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=

−890.3kJ/molΔH2=？

②CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)

【路径法】物质变化能量变化【能量变化图】③CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=−283.0kJ/mol①

CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH1

=−890.3kJ/mol

②

CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2

=？

③

CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=−283.0kJ/mol

任务3应用盖斯定律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【练习2】计算甲烷不完全燃烧的反应热是多少？模型应用物质变化能量变化ΔH2

=ΔH1

−ΔH3

=−890.3kJ/mol−(−283.0kJ/mol)

=−607.3kJ/mol①

−③=②任务3应用盖斯定律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①，③

；CO2(g)①，

−③ΔH2

=？

CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)

CH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2=

−607.3kJ/mol①

CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH1

=

−890.3kJ/mol

③

CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=

−283.0kJ/mol

物质变化能量变化【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/mol②

N2H4(l)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)

ΔH2=

−534kJ/mol请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式。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加和模型应用物质变化能量变化任务3应用盖斯定律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2N2H4(l)+2NO2(g)

＝

3N2(g)+4H2O(g)

ΔH=？−①+2②①，②；O2(g)−①，2②2N2H4(l)+2NO2(g)

＝3N2(g)+4H2O(g)

ΔH=

−1134.4kJ/molΔH

=−ΔH1

+

2ΔH2

=−66.4kJ/mol+2×(−534)kJ/mol=

−1134.4kJ/mol①

N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)

ΔH1=

+66.4kJ/mol②

N2H4(l)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)

ΔH2=−534kJ/mol物质变化能量变化总结一、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。三、应用盖斯定律计算ΔH的方法：“虚拟路径”法、加和法。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加和模型应用物质变化能量变化高二—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。

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。【前言】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。它的助推器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t燃料呢？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？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======2Fe2O3+8SO2

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。高温解题思路指引任务一：利用热化学方程式直接求算

找出求算量找出已知量找出关联点

【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======2Fe2O3+8SO2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。高温求算量已知量任务一：利用热化学方程式直接求算

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如下：知识卡片-废热：人类在活动中因某种需要而生产制造的热能在利用结束后所排放的不再利用的热能就叫废热。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======2Fe2O3+8SO2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。(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。高温任务一：利用热化学方程式直接求算

物质变化能量变化提示：热化学方程式与化学方程式书写不同4FeS2(s)+11O2(g)

2Fe2O3(s)+8SO2(g)高温△HFeS2(s)+O2(g)

Fe2O3(s)+2SO2(g)高温△H1=-853kJ/mol114124FeS2(s)+11O2(g)

2Fe2O3(s)+8SO2(g)高温△H2=-3412kJ/mol解题思路指引4FeS2+11O2======2Fe2O3+8SO2高温4FeS2(s)+11O2(g)======2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3412kJ/mol高温请比较与课本第15页的数据有何不同？有什么启示？FeS2(s)+11/4O2(g)======1/2Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol高温1molFeS2(s)参与反应对应的△H=-853kJ/mol4molFeS2(s)参与反应对应的△H=-3412kJ/mol△H必须与化学方程式一一对应任务一：利用热化学方程式直接求算

写化学方程式加上物质状态和△H检查物质状态和△H的单位及数值

【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======2Fe2O3+8SO2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。(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。高温任务一：利用热化学方程式直接求算

任务一：利用热化学方程式直接求算

物质变化能量变化1molFeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)m=mⅹw%1kg黄铁矿含FeS2的质量为:1000g×90%=900gn=m/MFeS2的摩尔质量为120g·mol-1900gFeS2的物质的量为:900g/120g·mol-1=7.5mol7.5molⅹ853kJ/mol1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:6398kJ方法1

(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。FeS2的摩尔质量为120g·mol-11kg黄铁矿含FeS2的质量为:1000g×90%=900g900gFeS2的物质的量为:900g/120g·mol-1=7.5mol理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ答略任务一：利用热化学方程式直接求算

解题思路指引计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。FeS2(s)+11/4O2(g)======1/2Fe2O3(s)+2SO2(g)△H=-853kJ/mol高温n=m/MFeS2的摩尔质量为120g·mol-11kg黄铁矿含FeS2的质量为:1000g×90%=900g方法2任务一：利用热化学方程式直接求算

找出求算量找出已知量找出关联点思维模型热量？热化学方程式？

△H？n=m/M等相关公式化学方程式？热化学方程式？

△H？m?任务一：利用热化学方程式直接求算

找出求算量找出已知量找出关联点

【例题2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一任务一：利用热化学方程式直接求算

【例题2】葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一：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=-2800kJ/mol计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。任务一：利用热化学方程式直接求算

请翻到书本第16页,阅读例题2，请问同学们读完该题后，有什么解题思路呢？解题思路指引任务一：利用热化学方程式直接求算

找出求算量找出已知量找出关联点

【例题2】(选择性必修1第16页例题2)葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一：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=-2800kJ/mol计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。求算量已知量任务一：利用热化学方程式直接求算

思维模型应用热量？热化学方程式？

△H？n=m/M等相关公式化学方程式？热化学方程式？

△H？m?任务一：利用热化学方程式直接求算

找出求算量找出已知量找出关联点计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ/moln=m/MC6H12O6的摩尔质量为180g·mol-1。任务一：利用热化学方程式直接求算

找出求算量找出已知量找出关联点【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×2

800

kJ/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。任务一：利用热化学方程式直接求算

任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

【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。这两个反应的热化学方程式分别为:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2

(g)△H1=+131.5kJ/mol②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),△H2=+205.9kJ/mol试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H请翻到书本第16页,阅读例题3，请问同学们读完该题后，有什么解题思路呢？任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

解题思路指引找出求算量找出已知量找出关联点

【例题3】(选择性必修1第16页例题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。这两个反应的热化学方程式分别为:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2

(g)△H1=+131.5kJ/mol②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),△H2

=+205.9kJ/mol试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H已知量求算量任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

解题思路指引计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H1=+131.5kJ/mol②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),△H2=+205.9kJ/mol盖斯定律ΔH＝ΔH1＋ΔH2任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

找出求算量找出已知量找出关联点任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

思维模型建构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△H加和物质变化能量变化利用盖斯定律间接求算反应热的解题步骤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△H加和任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

△H

=-△H1

+△H

2

=-131.5kJ/mol+205.9kJ/mol

=+74.4kJ/mol-①+②=目标方程式①，②-①，②物质变化能量变化【解】分析各化学方程式的关系可以得出，将反应①的逆反应与反应②相加，得到反应：CH4(g)

===C(s)＋2H2(g)即：CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)ΔH3＝-ΔH1＝-131.5kJ/mol+）CH4(g)＋H2O(g)

===

CO(g)＋3H2(g)

ΔH2＝+205.9kJ/mol

CH4(g)

===C(s)＋2H2(g)

ΔH＝？任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

根据盖斯定律：

ΔH＝ΔH3＋ΔH2＝ΔH2－ΔH1

＝+205.9kJ/mol－131.5kJ/mol

＝+74.4kJ/mol答：CH4(g)

===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝+74.4kJ/mol。任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

思维模型建构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△H加和物质变化能量变化

任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

易错点1.热化学方程式同乘以某个数值时，反应热的数值也必乘以该数。2.热化学方程式相加减时，反应热的数值也相加减。3.将一个化学方程式左右颠倒时，

ΔH正负号必须随之改变，但数值不变。确定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△H加和解题步骤物质变化能量变化工业上制取氢气时涉及的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)已知:①C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1=-110.5kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H2=-241.8kJ/mol③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol请写出一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式。求算量已知量任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

请翻到书本第17页,阅读练习与应用第6题，请问同学读完该题后，有什么解题思路呢？任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

思维模型应用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△H加和物质变化能量变化

任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

易错点1.热化学方程式同乘以某个数值时，反应热的数值也必乘以该数。2.热化学方程式相加减时，反应热的数值也相加减。3.将一个化学方程式左右颠倒时，

ΔH正负号必须随之改变，但数值不变。确定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△H加和解题步骤物质变化能量变化CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=？①，②，③-①，-②，③-△H1

-△H2

+△H3

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=-△H1

-△H2+△H3=-41.2

kJ/mol任务二：运用盖斯定律进行相关判断或计算

①C(s)+1/2O2(