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选择性必修1(人教版2019)
第一章·化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
第1课时
盖斯定律及其应用
下列数据△H1表示燃烧热吗？Why？
提供： ② H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol
①H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
③H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)
△H=
那么，H2的燃烧热△H究竟是多少 如何计算
这是什么规律？
△H1+△H2
=-285.8kJ/mol
判断
①+②=③
△H=
思考
不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得△H1
①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=
②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol
如何测出下列反应的反应热：
C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=
① + ② = ③ ，则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3
所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol
这是什么规律？
目录
盖斯定律得饮用
02
盖斯定律
01
习
学
目
标
1. 通过阅读思考、讨论交流、典例剖析等，了解盖斯定律的内容，理解盖斯定律的涵义，掌握利用盖斯定律进行有关反应热简单计算的基本方法和思路。
2．通过归纳总结、问题探究等活动，了解有关反应热计算的常见类型，掌握有关反应热计算的基本方法和技巧，以进一步提高计算能力。
3.通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，感受化学科学对人类生活和社会发展的贡献，激发参与化学科技活动的热情，树立辩证唯物主义的世界观和求真、严谨的科学态度。
异曲同工是指不同的曲调演奏得同样好，比喻话的说法不一而用意相同，或一件事情的做法不同而都巧妙地达到同样的目的。在化学研究和生产应用中，往往要通过实验测定一些物质反应的反应热，但并不是所有反应都能准确的测定出反应热。因为有些反应进行的很慢，有些反应不易直接发生，有些反应的产品不纯，这只能通过化学计算的方式间接获得。例如能否直接测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH = 因很难控制使其只生成CO而无CO2，因此不能直接测出ΔH，这就必须学习新的知识来解决。
NO.1
盖斯定律
　盖斯定律
1、定义:
不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。
瑞士化学家盖斯
盖斯是瑞士化学家，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，1840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。所以我们常称盖斯是热化学的奠基人。
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．特点
(1)反应的热效应只与始态、终态有关，与_____无关。
(2)反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。
则ΔH＝__________＝________________。
途径
ΔH1＋ΔH2
ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
3．意义
应用盖斯定律，可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热：
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应往往有副反应发生。
1840年，盖斯(G.H. Hess，俄国化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。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
应热是相同的，这就是盖斯定律。
用这一定律可以从已精确测定的反应的热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。
NO.2
盖斯定律的应用
C(s)+ O2(g)
CO2(g)
△H1
△H3
△H1＝ △H2 ＋ △H3
CO(g) + O2(g)
1
2
△H2
△H3 ＝△H1 － △H2
有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
C(s)+1/2O2(g) = CO(g) △H1＝？
物质 燃烧热
ΔH (kJ/mol)
C(s) 393.5
CO(g) 283.0
思路1：虚拟路径法
路径I
路径II
= 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol)
= 110.5 kJ/mol
C(s) + O2(g) ＝ CO(g) △H3＝？
CO(g)+ O2(g) ＝ CO2(g) △H2＝－283.0 kJ/mol
C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) △H1＝－393.5 kJ/mol
+)
△H3 ＝△H1 － △H2
＝ －393.5 kJ/mol －(－283.0 kJ/mol＝ －110.5 kJ/mol
1
2
1
2
C(s) + O2(g) ＝ CO(g) △H3＝ －110.5 kJ/mol
1
2
②加合法
即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出（消元法）
方法：写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质)然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。
思路2：代数运算法
图例说明
从反应途径角度：A→D：
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)；
从能量守恒角度：
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。
小结：利用盖斯定律计算反应热的一般步骤
(1) 确定待求方程式(即目标方程式)；
(2) 以目标方程式为参考，把已知方程式扩大或减小一定的倍数后进行加减消去未出现在目标方程式中的化学式，最后得出待求方程式；
(3)把已知ΔH 带正负号进行与上述相同的四则运算规则进行计算即得目标方程式的ΔH 。
【例1】已知 ① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ; ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ; ΔH2= －285.8 kJ/mol
③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l); ΔH3=-1370 kJ/mol
试计算: ④ 2CO(g)＋ 4 H2(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 ＝－339.2 kJ/mol
应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项
1．热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。
2．热化学方程式相加减时，反应热也随之相加 减。
3．将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。
4．若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进行颠倒，然后相加，更不易出错。
查燃烧热表知：
①C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石，s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
解:①- ②得：C(石墨，s)= C(金刚石，s) ; △H=+1.5kJ/mol
例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
根据盖斯定律书写热化学方程式的方法：
(1)确定待求反应的热化学方程式；
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)；
(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理；
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物；
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
“三步”确定热化学方程式或ΔH
调整
加和
找出
根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式。
①根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向，同时调整△H的符号。
②根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行缩小或扩大相应的倍数，同时调整△H的值。
将调整好的热化学方程式和△H分别进行求△H加和。确定目标反应的焓变△H。
1、已知
① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol
③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= －1370 kJ/mol
计算: 2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的ΔH
解：
得 ④=①×2 + ②×4 - ③
2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) 2ΔH1= －566.0 kJ/mol
4 H2(g) + 2O2(g) = 4 H2O(l) 4ΔH2= －1143.2kJ/mol
2CO2(g) + 3 H2O(l) = C2H5OH(l) + 3O2(g)
－ΔH3 = + 1370 kJ/mol
+)
2CO(g)＋ 4 H2(g)= H2O(l)＋ C2H5OH(l) ΔH ＝－339.2 kJ/mol
2、已知下列反应的反应热
CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1= -870.3 kJ/mol
C(s) + O2 (g) = CO2(g) △H2= -393.5 kJ/mol
H2(g) + O2(g) =H2O(l) △H3= -285.8 kJ/mol
试计算下述反应的反应热：
2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l)
解： ④= ②×2 +③×2- ①
2C(s) + 2O2 (g) = 2CO2(g) 2△H2= -787.0 kJ/mol
2H2(g) + O2(g) =2H2O(l) 2△H3= -571.6 kJ/mol
+) 2CO2(g)+2H2O(l) =CH3COOH(l)+2O2(g) -△H1= 870.3 kJ/mol
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2C(s) +2H2(l)+O2(g)=CH3COOH(l) △H= -488.3 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
请写出发射火箭反应的热化学方程式。
2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3=-1135.2kJ/mol
解：
得 ③=②×2 - ①
2N2H4(g)+ 2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l) △H3
3、某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
4、已知25 ℃、101 kPa时：
4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1 ①
C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH＝－393 kJ·mol－1　　　②
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1　 ③
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。
解析：①×1/2+②×2-③
= －1648 ×1/2+（－393 ）×2－（－1480 ）
=－130 kJ·mol－1
2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　ΔH＝－130 kJ·mol－1
5、已知25 ℃、101 kPa时：
4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s) ΔH1＝－1648kJ·mol－1 ①
C(s)＋O2(g)==CO2(g)　 ΔH2＝－393kJ·mol－1　②
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s) ΔH3＝－1480kJ·mol－1　 ③
写出FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
2FeCO3(s)+1/2O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g)　ΔH＝－130 kJ·mol－1
解析：①×1/2+②×2-③
= －1648 ×1/2+（－393 ）×2－（－1480 ）
=－130 kJ·mol－1
小 结
盖斯定律
1、定义：
不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同。
2、特点：
反应的热效应只与始终态有关，与反应途径无关。
正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
3、影响反应热的因素：
温度、压强，物质状态，反应物用量等。
4、应用：
间接计算难以直接测定的反应热。
关键：
目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法：
写出目标方程式确定“过渡物质” （要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。
途径：
①虚拟路径法； ②加合法。

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