资源简介

(共27张PPT)
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
壹
贰
叁
盖斯定律
反应热的计算
反应热的比较
知识导航
本节重点
本节难点
课堂导入
盖斯是俄国化学家，早年从事分析化学研究，1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的能量。1836年经过多次试验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的，1860年以热的加和性守恒定律形式发表。这就是举世闻名的盖斯定律。盖斯定律是断定能量守恒的先驱，也是化学热力学的基础。当一个不能直接发生的反应要求计算反应热时，便可以用分步法测定反应热并加和起来而间接求得。故而我们常称盖斯是热化学的奠基人。
科学史话
探究课堂
盖斯定律的内容
1. 俄国化学家盖斯从大量的实验事实中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其___________是相同的，这就是盖斯定律。
2. 也就是说，化学反应的_______只与反应体系的_______和________有关，而与反应的______无关。
3. 如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。
即： ΔH = _____________________
反应热
反应热
始态
终态
途径
ΔH1 + ΔH2 + ΔH3
盖斯定律
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反应焓变的关系
探究课堂
有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，如：
（1）有些反应进行得很慢
（2）有些反应不容易直接发生
（3）有些反应的产品不纯（有副反应发生）
盖斯定律在生产和科学研究中的意义
探究课堂
【例】下列关于盖斯定律描述不正确的是（ ）
A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关
B．盖斯定律遵守能量守恒定律
C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热
D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
A
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ΔH1 - ΔH2 =﹣393.5 kJ/mol -（-283.0 kJ/mol）= -110.5 kJ/mol
盖斯定律的应用
根据盖斯定律，我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。如：
对于前面提到的反应： 虽然该反应的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定：
ΔH1 =﹣393.5 kJ/mol
ΔH2 =﹣283.0 kJ/mol
上述三个反应具有如下关系：
根据盖斯定律，ΔH3 =___________________________________________________________
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【例】已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。
则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH 为(　　)
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
【解析】根据盖斯定律，由题意知：①×1/2－②×1/2得：
ΔH＝(－221.0 kJ·mol－1)×1/2－(－483.6 kJ·mol－1)×1/2＝＋131.3 kJ·mol－1。
D
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1、找唯一
2、同加异减
目标方程式中的物质：在给出的各个已知方程式中只出现一次的物质
目标方程式中的物质：
与已知方程式中物质在方程式的同侧，则相加；
与已知方程式中物质在方程式的异侧，则相减；
3、化系数
把已知方程式中的系数化成与目标方程式中物质的系数一致。
【技巧指导】
反应热的计算
用盖斯定律计算反应热
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【例】已知反应：
则反应 的ΔH=_____________________
- 2ΔH3+ 2ΔH2+ 3ΔH1
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【例】已知:
①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)　ΔH1＝－283.2 kJ·mol－1
②H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－1370 kJ·mol－1
试计算④2CO(g)＋4H2(g)＝H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH
【解析】①×2＋②×4－③＝④
ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3
＝－283.2 kJ·mol－1×2－285.8 kJ·mol－1×4＋1 370 kJ·mol－1
＝－339.6 kJ·mol－1
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【例】盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列的3个热化学反应方程式：
试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________。
【答案】CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣10.98kJ/mol
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用键能计算反应热
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能=E吸-E放
物质 CO2 (C=O) CH4 (C－H) P4 (P－P) SiO2 (Si－O) 石墨 金刚石 S8 (S－S) Si
键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2
常见物质中的化学键数目
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(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是
_____________________________________________________。
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
462.9
【例】氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。已知：①4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ·mol－1②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－184 kJ·mol－1
(2)断开1 mol H—O所需能量为_______kJ。
③
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用反应物和生成物的总能量计算反应热
ΔH＝生成物的总能量 - 反应物的总能量
ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1
ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝＋c kJ·mol－1
探究课堂
【例】研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。NO2有较强的氧化性，能将SO2氧化成SO3，自身被还原为NO。已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则NO2氧化SO2生成SO3(g)的热化学方程式为
_______________________________________________________________。
NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ/mol
特别提醒：
（1）ΔH的值与系数相对应，其符号与反应方向相对应。
（2）当反应式乘以或除以某数时，ΔH 也应乘以或除以某数。
（3）反应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带 “+”、“-”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。
探究课堂
比较反应热的大小关系
在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2； H 1 、 H 2 的大小。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H 1 = －Q1kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H 2 = －Q2kJ/mol
Q1注意：比较 H大小时，要包括所含的“+"和“-”
H1＞ H2
特别提醒：
1、吸热反应的肯定比放热反应的大
2、同一放热（吸热）反应，其他条件相同时，参加反应的反应物的物质的量越大，放出（吸收）的热量越多，△H的值越小（越大）
3、燃料的燃烧，其他条件相同时
①燃烧产物越稳定，放出热量越多，则△H越小
②燃料状态为气、液、固，放出的热量依次减少，则△H依次增大
探究课堂
（1） S(g)+O2(g)=SO2(g) H 1 = －Q1kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g) H 2 = －Q2kJ/mol
（2） C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g) H 1 = －Q1kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) H 2 = －Q2kJ/mol
（3） H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H 1 = －Q1kJ/mol
H2(g)+ 1/2 Cl2(g)= HCl(g) H 2 = －Q2kJ/mol
【例】在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2； H 1 、 H 2 的大小。
Q1＞Q2
H 1< H 2
Q2＞Q1
H 2 < H 1
Q1＞Q2
H 1< H 2
探究课堂
【例】已知:
(1)H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (g) ΔH1 = a kJ/mol
(2)2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (g) ΔH2 = b kJ/mol
(3) H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (l) ΔH3 = c kJ/mol
(4) 2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (l) ΔH4 = d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是( )
A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0
C
课堂小结
探究课堂
【例】电石气是一种常见燃料，C2H2(g) + 5/2 O2(g) ＝ 2CO2(g) + H2O(l) ΔH 有关化学反应的能量变化如右图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：O=O为500、C-H为410，则断裂1molC≡C 键所需的能量（kJ）是（ ）
A．840 B．1590 C．900 D．1250
A
探究课堂
【例】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+1/2Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol 1
CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH2= 20 kJ·mol 1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3= 121 kJ·mol 1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= 。
116kJ·mol 1
探究课堂
【例】白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P=O c kJ·mol－1、
O=O d kJ·mol－1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是(　　)
A．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
B．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
A
探究课堂
【例】已知下列热化学方程式：
① CH3COOH（l）+ 2O2(g) ═2CO2（g）+2H2O（l） ΔH1＝﹣870.3 kJ/mol
② C (s) + O2（g）═CO2（g） ΔH2＝﹣393.5 kJ/mol
③ H2(g) + 1/2O2（g）═H2O（l） ΔH3＝﹣285.8 kJ/mol
则反应 2C(s) +2H2（g）+O2（g）＝CH3COOH（l）的焓变ΔH 为（　　）
A．244.15kJ mol﹣1 B．﹣224.15kJ mol﹣1
C．488.3kJ mol﹣1 D．﹣488.3kJ mol﹣1
D
探究课堂
【例】下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是 。
① C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1
C(s)＋O2(g)=CO(g)；△H2
② S(s)＋O2(g)=SO2(g)；△H3
S(g)＋O2(g)=SO2(g)；△H4
③ H2(g)＋O2(g)=H2O(l)；△H5
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)；△H6
④ CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)；△H7
CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)；△H8
②③④
△H1 <△H2
△H3>△H4
△H5>△H6
△H7>△H8
THANKS

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