第二节　反应热的计算 教学课件

第二节反应热的计算第一章化学反应的热效应课程标准1.了解盖斯定律及其简单应用。2.能进行反应焓变的简单计算。知识点一盖斯定律随堂演练知识点二反应热的计算课时精练内容索引索引知识点一盖斯定律1．盖斯定律的描述(1)表述一：一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_______的。(2)表述二：在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的__________有关，而与反应的______无关。2．盖斯定律的意义应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢或不容易直接发生的或伴有副反应的反应的反应热。新知导学相同始态和终态途径3．盖斯定律的应用：利用已知反应的反应热计算未知反应的反应热。若反应物A经反应生成生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH；②由A经过B生成C，再由C生成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。如图所示：

则ΔH＝___________________。ΔH1＋ΔH2＋ΔH31．已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH1P(s，红磷)＋

O2(g)===P4O10(s)

ΔH2设计如下转化路径，请填空：

则ΔH＝____________。交流研讨ΔH1－4ΔH22．根据下列热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②H2(g)＋

O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8kJ·mol－1③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－870.3kJ·mol－1计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(写出计算过程)。提示：ΔH＝－488.3kJ·mol－1。由①×2＋②×2－③可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)

ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5kJ·mol－1)＋2×(－285.8kJ·mol－1)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。利用盖斯定律时注意以下三点：1．依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。2．每个已知方程式只能调整一次。3．ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。

归纳总结1．依据图示关系，下列说法不正确的是

A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关实践应用√2．已知：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(2)CO(g)＋

O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0kJ·mol－1若C(s)＋

O2(g)===CO(g)的反应热为ΔH，ΔH＝__________________。由盖斯定律得：ΔH1＝ΔH＋ΔH2即ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－393.5kJ·mol－1－(－283.0kJ·mol－1)＝－110.5kJ•mol－1。－110.5kJ·mol－1索引索引知识点二反应热的计算1．利用热化学方程式计算已知：FeS2(s)＋

O2(g)===Fe2O3(s)＋2SO2(g)

ΔH＝－853kJ·mol－1计算1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量为________kJ。2．利用燃烧热(ΔH)计算ΔH＝反应物燃烧热(ΔH)之和－生成物燃烧热(ΔH)之和，例如，已知乙烷的燃烧热为1560kJ·mol－1，则25℃、101kPa时15g乙烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为______kJ。新知导学6397.57803．利用盖斯定律计算4．根据反应物和生成物的总能量计算ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量已知热化学方程式：①C2H2(g)＋

O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH1＝－1301.0kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③H2(g)＋

O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8kJ·mol－1则反应④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH为A．＋228.2kJ·mol－1 B．－228.2kJ·mol－1C．＋1301.0kJ·mol－1 D．＋621.7kJ·mol－1交流研讨热化学方程式①②③和④之间存在如下关系：2×②＋③－①＝④。所以根据盖斯定律，得ΔH＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1＝2×(－393.5kJ·mol－1)－285.8kJ·mol－1＋1301.0kJ·mol－1＝＋228.2kJ·mol－1。√归纳总结加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。1．已知：1mol晶体硅中含有2molSi—Si。工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，根据表中所列化学键的键能数据，可判断出该反应的反应热ΔH为A．＋412kJ·mol－1 B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1 D．－236kJ·mol－1实践应用√化学键Si—ClH—HH—ClSi—Si键能/(kJ·mol－1)3604364311762．已知：①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)

ΔH1②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)

ΔH2③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH3则反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)的ΔH是A．ΔH＝ΔH1＋

ΔH2＋

ΔH3 B．ΔH＝ΔH1＋

ΔH2－

ΔH3C．ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3√索引索引随堂演练1．氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应：①2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH＝－314kJ·mol－1②2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s) ΔH＝－292kJ·mol－1则CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于A．－11kJ·mol－1 B．＋11kJ·mol－1C．＋22kJ·mol－1 D．－22kJ·mol－1根据盖斯定律，热化学方程式可以“加减运算”，获得新的热化学方程式。已知反应中，(①－②)/2得CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)，故ΔH＝(－314＋292)kJ·mol－1/2＝－11kJ·mol－1。√2.物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列选项错误的是A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝1 B．A→D，ΔH＝－ΔH4C．ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4

D．B→D，ΔH＝ΔH2＋ΔH3根据盖斯定律可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4实际上是从A开始又最后生成了A，即A→B→C→D→A，本身的能量没变，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝0，A错误；B.根据盖斯定律可知，A→D的ΔH应是D→A的ΔH的相反数，因为反应物质不变，反应方向相反，B正确；C.根据盖斯定律可知，A→C的ΔH应是ΔH1＋ΔH2，C→A是ΔH3＋ΔH4，故ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4，C正确；D.根据盖斯定律可知，B→D的ΔH＝ΔH2＋ΔH3，D正确。√3．(1)随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l) ΔH＝a

kJ·mol－12H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝b

kJ·mol－12HI(g)===H2(g)＋I2(g) ΔH＝c

kJ·mol－1则：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝___________kJ·mol－1。将题给热化学方程式依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝(2a＋b＋2c)kJ·mol－1。2a＋b＋2c(2)发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534kJ·mol－1；试计算1mol肼与二氧化氮完全反应时放出的热量为________kJ，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：_____________________________________________________________。567.85N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－567.85kJ·mol－1索引根据盖斯定律，②×2－①得：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝(－534kJ·mol－1)×2－67.7kJ·mol－1＝－1135.7kJ·mol－1，则1mol肼与二氧化氮完全反应时放出的热量为567.85kJ。索引索引课时精练题组一盖斯定律及其应用1．(2022•福建莆田市高二期中)298K，101kPa，H2和CO组成的混合气体2.5mol，充分燃烧后放出710.0kJ热量。几种物质的燃烧热(298K，101kPa)见下表。下列说法正确的是A．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－282.8kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6kJ·mol－1C．2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)

ΔH＝－488.3kJ·mol－1D．混合气体中H2的体积分数为50%基础达标√

C(s)H2(g)CO(g)CH3COOH(l)ΔH/(kJ•mol－1)－393.5－285.8－282.8－870.3根据题意，写出以下热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ/mol②H2(g)＋

O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ/mol③CO(g)＋

O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－282.8kJ/mol④CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－870.3kJ/molA．⑤2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)，根据盖斯定律得⑤＝2×③，则ΔH＝－565.6kJ/mol，A错误；B.⑥2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，根据盖斯定律得⑥＝2×②，则ΔH＝－571.6kJ/mol，液态水转化为气态水需吸收一部分热量，故2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＞－571.6kJ/mol，B错误；C.⑦2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，根据盖斯定律得⑦＝2×①＋2×②－④，则ΔH＝－488.3kJ/mol，C正确；D.设H2为xmol，则CO为(2.5－x)mol，根据H2和CO组成的混合气体2.5mol，充分燃烧后放出710.0kJ热量，列出方程285.8x＋282.8(2.5－x)＝710.0，解得x＝1mol，则混合气体中H2的体积分数为40%，D错误；故答案为C。2．天然气蒸气转化法是目前获取H2的主流方法，CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2，其能量变化如图：

则总反应

CH4(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH等于A．＋82.7kJ·mol－1 B．＋165.4kJ·mol－1C．－82.7kJ·mol－1 D．－165.4kJ·mol－1√由题图知第一步反应的热化学方程式CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋206.4kJ/mol，第二步反应的热化学方程式CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41.0kJ/mol，由盖斯定律，

×(第一步反应＋第二步反应)可得总反应

CH4(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)，ΔH＝

×(＋206.4－41.0)＝＋82.7kJ·mol－1，故选A。3．(2022•四川省蒲江县高二期中)已知下列热化学方程式：①H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝－Q1

kJ·mol－1②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝－Q2

kJ·mol－1③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－Q3

kJ·mol－1则液体酒精的燃烧热为A．(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol－1 B．－(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol－1C．(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1 D．－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1√燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，由盖斯定律，3×①－②＋③可得液体酒精的燃烧热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1，故选C。题组二反应热的计算4．(2022•河南高二月考)已知H—H键的键能为436kJ•mol－1，H—N键的键能为391kJ·mol－1，根据热化学方程式N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1，推求N≡N键的键能是A．431kJ·mol－1 B．946kJ·mol－1C．649kJ·mol－1 D．1130kJ·mol－1√反应的ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，设N≡N键的键能是x，则－92kJ·mol－1＝x＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1，求得x＝946kJ·mol－1，故选B。5．下列说法正确的是A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)要在光照和点燃条件下才反应，所以ΔH>0B．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)；ΔH＝＋1.19kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将0.5mol/L的H2SO4溶液和1mol/L的NaOH溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJD．乙醇的燃烧热ΔH＝－1366.8kJ·mol－1，在25℃、101kPa时，92g乙醇充分燃烧后放出2733.6kJ热量√A.ΔH与反应条件无关，只与反应始态和终态有关，故A错误；B.ΔH＞0，石墨能量低，则石墨更稳定，故B错误；C.等体积混合，体积未知，不能计算放出的热量，故C错误；D.乙醇的燃烧热ΔH＝－1366.8kJ·mol－1，92g即2mol乙醇，充分燃烧后放出2733.6kJ热量，故D正确；故答案选D。6．(2022•乌鲁木齐市高二期中)H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)

ΔH＝－akJ•mol－1，已知：a、b、c均大于零，下列说法不正确的是

A．反应物的总能量高于生成物的总能量B．a＝b＋cC．断开2molH－I键所需能量约为(c＋b＋a)kJD．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2a

kJ√A.该反应是放热反应，因此反应物的总能量高于生成物的总能量，故A正确；B.根据“ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和”可知，故B错误；C.根据“ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和”可知，断开2molH－I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ，故C正确；D.该反应是可逆反应，加入2molH2和2molI2，但都没有反应完，因此充分反应后放出的热量小于2akJ，故D正确。综上所述，答案为B。7．镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．热稳定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2B．22.4LF2(g)与足量的Mg充分反应，放热1124kJC．工业上可用电解MgCl2溶液的方法冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量D．由图可知，MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)

ΔH＝－117kJ·mol－1√A项，物质的能量越低越稳定，根据图像数据分析，化合物的热稳定性由强到弱的顺序为MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2，正确；B项，没有说明是否在标准状况下，22.4LF2(g)不一定为1mol，错误；C项，工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属Mg，而不是电解MgCl2溶液，错误；D项，①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)

ΔH＝－641kJ·mol－1，②Mg(s)＋Br2(g)===MgBr2(s)

ΔH＝－524kJ·mol－1，由①－②得MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)

ΔH＝－117kJ·mol－1，而Br2(g)变成Br2(l)会放出热量，则MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)的ΔH<－117kJ·mol－1，错误。8．已知Δ(g)＋H2(g)===CH3CH2CH3(g)

ΔH＝－157kJ·mol－1。已知Δ(g)的燃烧热ΔH＝－2092kJ·mol－1，CH3CH2CH3(g)的燃烧热ΔH＝－2220kJ·mol－1，1mol液态水蒸发为气态水的焓变ΔH＝＋44kJ·mol－1。则2mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH(kJ·mol－1)为A．－658 B．－482C．－329 D．－285√①Δ(g)＋H2(g)===CH3CH2CH3(g)

ΔH1＝－157kJ·mol－1，由题意知②Δ(g)＋

O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH2＝－2092kJ·mol－1，③CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH3＝－2220kJ·mol－1，④H2O(l)===H2O(g)

ΔH4＝＋44kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①－②＋③＋④得H2(g)＋

O2(g)===H2O(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241kJ·mol－1，则2mol氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－482kJ·mol－1，B项正确。9．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH1＝a

kJ·mol－1，②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH2＝－220kJ·mol－1。H—H、O===O和O—H的键能分别为436kJ·mol－1、496kJ·mol－1和462kJ·mol－1，则a为A．－332 B．－118C．＋350 D．＋130√10．白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。(1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1；②P(s，红磷)＋

O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5kJ·mol－1。则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为___________________________________________。能力提升根据盖斯定律，①－4×②可得：P4(s，白磷)===4P(s，红磷)

ΔH＝－2983.2kJ•mol－1－(－738.5kJ·mol－1)×4＝－29.2kJ·mol－1。P4(s，白磷)===4P(s，红磷)ΔH＝－29.2kJ·mol－1(2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)

ΔH＝－1638kJ·mol－1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为______，反应过程中放出的热量为___________。n(白磷)＝

＝0.5mol，n(O2)＝

＝2.25mol，设得到的P4O10与