第2節(jié)第1課時(shí)反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律（課件）高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修1）

第二節(jié)

反應(yīng)熱課時(shí)1反應(yīng)熱的計(jì)算

人教版2019選擇性必修一

第一章

化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識(shí)與微觀探析：在理解蓋斯定律的含義，認(rèn)識(shí)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：

構(gòu)建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質(zhì)，形成運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行相關(guān)判斷或計(jì)算的思維模型?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：

了解蓋斯定律對(duì)反應(yīng)熱測(cè)定的重要意義，增強(qiáng)為人類科學(xué)發(fā)展而努力的意識(shí)與社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)目標(biāo)本節(jié)重點(diǎn)能正確運(yùn)用蓋斯定律解決具體問(wèn)題本節(jié)難點(diǎn)掌握有關(guān)蓋斯定律的應(yīng)用

1、從能量守恒角度理解蓋斯定律。2、能運(yùn)用蓋斯定律解決具體問(wèn)題。3、利用蓋斯定律和熱化學(xué)方程式等進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。新課導(dǎo)入請(qǐng)你思考！能否定量比較天然氣完全燃燒和不完全燃燒所釋放的能量？CH4(g)+

2O2(g)＝CO2(g)+

2H2O(l)ΔH=?890.3kJ/molCH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+

2H2O(l)ΔH=？

不完全燃燒所釋放的能量無(wú)法直接測(cè)出，怎樣知道不完全燃燒所釋放的能量？蓋斯定律壹反應(yīng)熱的計(jì)算貳知識(shí)導(dǎo)航課堂思考說(shuō)說(shuō)你的體會(huì)！游覽一座山峰你喜歡徒步呢還是坐纜車(chē)？h=300m終態(tài)始態(tài)上升的高度和勢(shì)能的變化只與始態(tài)和終態(tài)的海拔差有關(guān)課堂探究探究學(xué)習(xí)反應(yīng)熱研究簡(jiǎn)史反應(yīng)熱與途徑無(wú)關(guān)反應(yīng)熱研究的是化學(xué)反應(yīng)前后能量的變化始態(tài)終態(tài)反應(yīng)熱研究的是化學(xué)反應(yīng)前后能量的變化，與途徑無(wú)關(guān)反應(yīng)熱研究簡(jiǎn)史課堂探究科學(xué)史話最早研究反應(yīng)熱的是法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫和法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯，他們利用冰量熱計(jì)（即以被熔化了的冰的質(zhì)量來(lái)計(jì)算熱量）測(cè)定了碳單質(zhì)的燃燒熱，測(cè)得的數(shù)值與現(xiàn)代精確測(cè)定值十分接近。拉瓦錫拉普拉斯課堂探究反應(yīng)熱研究簡(jiǎn)史科學(xué)史話化學(xué)家蓋斯利用自己設(shè)計(jì)的量熱計(jì)，測(cè)定了大量的反應(yīng)熱。并依據(jù)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、石灰分別與硫酸反應(yīng)的反應(yīng)熱總結(jié)出了蓋斯定律。1840年，他將這一重大發(fā)現(xiàn)公之于眾，對(duì)反應(yīng)熱的研究做出重大貢獻(xiàn)。01蓋斯定律課堂探究概念意義一、蓋斯定律探究學(xué)習(xí)ΔH1ΔH2終態(tài)始態(tài)始態(tài)終態(tài)在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。1.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾

步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。課堂探究概念意義一、蓋斯定律1.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾

步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。若一個(gè)反應(yīng)體系的始態(tài)到終態(tài)可以一步完成（反應(yīng)熱ΔH）。分兩步進(jìn)行：先從始態(tài)到a（反應(yīng)熱為ΔH1），再?gòu)腶到終態(tài)（反應(yīng)熱為ΔH2）。ΔH=ΔH1

+ΔH2

2.蓋斯定律的提出，為反應(yīng)熱的研究提供了極大的方便，使一些不易測(cè)定或無(wú)法測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過(guò)推算間接求得典例精講【例1】已知在298K時(shí)：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/mol②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/mol能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？若可以，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不可以，能否設(shè)計(jì)路徑使之可測(cè)定？很難直接測(cè)得這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過(guò)蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。思路1：虛擬路徑法思路2：代數(shù)運(yùn)算法課堂探究一、蓋斯定律正確運(yùn)用3.蓋斯定律的解題方法：思路1：虛擬路徑法化學(xué)反應(yīng)發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)，能量變化之間存在什么關(guān)系？

②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/mol③C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/molΔH1=ΔH2

+

ΔH3ΔH3

=

ΔH1

–

ΔH2

=

–393.5kJ/mol–(–283.0kJ/mol)

=–110.5kJ/mol一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱都是相同的

②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2=?283.0kJ/mol課堂探究一、蓋斯定律正確運(yùn)用4.蓋斯定律的解題方法：思路2：代數(shù)運(yùn)算法③C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3=？①C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/molC(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=?393.5kJ/mol+)C(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/molCO可以消去，視為中間產(chǎn)物。若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的焓變即為這幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)焓變的代數(shù)和ΔH3=ΔH1

?

ΔH2=

?393.5kJ/mol?(?283.0kJ/mol）=

?110.5kJ/mol方法指導(dǎo)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的常用方法1．虛擬途徑法由A生成D可以有兩個(gè)途徑：(1)由A直接生成D，反應(yīng)熱為ΔH；(2)由A生成B，由B生成C，再由C生成D，每一步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則反應(yīng)熱的關(guān)系如下ABCDΔH1ΔH2ΔH3ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3方法指導(dǎo)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的常用方法2．代數(shù)運(yùn)算法將調(diào)整好的ΔH加和，確定目標(biāo)反應(yīng)的焓變?chǔ)。物質(zhì)變化根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)找已知熱化學(xué)方程式。①比較目標(biāo)方程式，確定中間產(chǎn)物。能量變化②調(diào)整已知熱化學(xué)方程式的方向和計(jì)量數(shù)并相加和，消去中間產(chǎn)物。典例精講【例2】如何計(jì)算甲烷不完全燃燒的反應(yīng)熱呢？CH4(g)+

2O2(g)＝CO2(g)+

2H2O(l)ΔH=?890.3kJ/molCH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+

2H2O(l)ΔH=？

典例精講1．虛擬途徑法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)始態(tài)終態(tài)ΔH2ΔH1ΔH3①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=

?890.3kJ/mol

②CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2=？

物質(zhì)變化能量變化CH4(g)+

3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2=

?607.3kJ/mol典例精講1．虛擬途徑法能量變化圖③CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=?283.0kJ/mol典例精講2．代數(shù)運(yùn)算法③CO(g)

+

1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH3=?283.0kJ/mol①CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=

?890.3kJ/mol

②CH4(g)+3/2O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH2=？

ΔH2

=ΔH1

?ΔH3

=?890.3kJ/mol?(?283.0kJ/mol)

=?607.3kJ/mol①

?③=②根據(jù)目標(biāo)方程式找出已知方程式確定中間產(chǎn)物調(diào)整已知方程式的方向和計(jì)量數(shù)消去中間產(chǎn)物將調(diào)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/mol物質(zhì)變化能量變化典例精講【例3】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol

計(jì)算:2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH得④=①×2+②×4-③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)2ΔH1=－566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)4ΔH2=－1143.2kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)－ΔH3=+1370kJ/mol+)2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH＝－339.2kJ/mol課堂思考請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)！

在實(shí)際生活、生產(chǎn)中反應(yīng)熱有哪些應(yīng)用價(jià)值？“長(zhǎng)征系列”運(yùn)載火箭采用肼類燃料（肼、偏二甲肼），液氫液氧推進(jìn)劑，發(fā)射需要加注多少噸燃料呢？課堂思考請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)！

在實(shí)際生活、生產(chǎn)中反應(yīng)熱有哪些應(yīng)用價(jià)值？工業(yè)生產(chǎn)中的熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過(guò)程中得到了充分利用,大大降低了生產(chǎn)成本,對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義02反應(yīng)熱的計(jì)算課堂探究二、反應(yīng)熱的計(jì)算計(jì)算1.利用熱化學(xué)方程式直接求算解題思路指引找出求算量找出已知量找出關(guān)聯(lián)點(diǎn)典例精講【例4】(選擇性必修1第15頁(yè)例題1)黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4FeS2+11O2======2Fe2O3+8SO2

在25℃和101kPa時(shí),1molFeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過(guò)程中得到了充分利用,大大降低了生產(chǎn)成本,對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。(1)請(qǐng)寫(xiě)出FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式。(2)計(jì)算理論上1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。課本P15頁(yè)例題1課堂探究二、反應(yīng)熱的計(jì)算計(jì)算物質(zhì)變化能量變化提示：熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)不同4FeS2(s)+11O2(g)

2Fe2O3(s)+8SO2(g)高溫△HFeS2(s)+O2(g)

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

2Fe2O3(s)+8SO2(g)高溫△H2=-3412kJ/mol課堂探究計(jì)算！二、反應(yīng)熱的計(jì)算

請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)！

在實(shí)際生活、生產(chǎn)中反應(yīng)熱的應(yīng)用價(jià)值課堂思考葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一：它在人體組織中完全氧化時(shí)的熱化學(xué)方程式為：

C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ/mol典例精講【例5】葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一，設(shè)它在人體組織中完全氧化時(shí)的熱化學(xué)方程式為：

C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(1)ΔH=-2800kJ/mol計(jì)算100g葡萄糖在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量。課本P16頁(yè)例題2【解】根據(jù)熱化學(xué)方程式可知，1molC6H12O6在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為2800kJ。C6H12O6的摩爾質(zhì)量為180g·mol-1。100gC6H12O6的物質(zhì)的量為：0.556molC6H12O6完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為：0.556mol×2

800

kJ/mol＝1557kJ答：100g葡萄糖在人體組織中完全氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量為1557kJ。課堂探究二、反應(yīng)熱的計(jì)算計(jì)算2.運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行相關(guān)判斷或計(jì)算(1)“虛擬路徑”法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個(gè)途徑:①由A直接變成D,反應(yīng)熱為ΔH;②由A經(jīng)過(guò)B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示,則ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(2)代數(shù)運(yùn)算法依據(jù)目標(biāo)方程式中各物質(zhì)的位置和化學(xué)計(jì)量數(shù),調(diào)整已知方程式,最終加合成目標(biāo)方程式,ΔH同時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整和運(yùn)算。典例精講【例6】焦炭與水蒸氣反應(yīng)、甲烷與水蒸氣反應(yīng)均是工業(yè)上制取氫氣的重要方法。這兩個(gè)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式分別為:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H1=+131.5kJ/mol②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+205.9kJ/mol試計(jì)算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H課本P16頁(yè)例題3-①+②=目標(biāo)方程式典例精講【解】分析各化學(xué)方程式的關(guān)系可以得出，將反應(yīng)①的逆反應(yīng)與反應(yīng)②相加，得到反應(yīng)：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＝？根據(jù)蓋斯定律：

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。課堂小結(jié)蓋斯定律內(nèi)容特點(diǎn)計(jì)算方法虛擬路徑法代數(shù)運(yùn)算法一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。課堂小結(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算利用熱化學(xué)方程式運(yùn)用蓋斯定律直接求算間接求算隨堂演練1.已知25℃、101kPa時(shí)：4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s)ΔH＝－1648kJ·mol－1①C(s)＋O2(g)==CO2(g)ΔH＝－393kJ·mol－1②2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)==2FeCO3(s)ΔH＝－1480kJ·mol－1③FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是

解析：①×1/2+②×2-③=－1648×1/2+（－393）×2－（－1480）=－130kJ·mol－1

2FeCO3(s)+1/2O2(g)=Fe2O3(s)+2CO2(g)ΔH＝－130kJ·