高中化学第二节 反应热的计算教课内容ppt课件

这是一份高中化学第二节 反应热的计算教课内容ppt课件，共52页。PPT课件主要包含了第二节反应热的计算，新课情景呈现，课前素能奠基，盖斯定律，始态和终态，ΔH＋ΔH2，课堂素能探究，3b－a4，名师博客呈现，课堂达标验收等内容，欢迎下载使用。

1．通过盖斯定律的学习，理解盖斯定律，并能利用盖斯定律解决简单问题。2．通过热化学方程式、中和热、燃烧热和盖斯定律的学习，能进行反应焓变的简单计算。
1．从宏观角度认识和掌握盖斯定律，培养宏观辨识和微观探析的能力。2．认识化学变化的本质是既有新物质生成又伴有能量变化，并遵循盖斯定律，培养变化观念与平衡思想。3．通过分析、推理等方法总结反应热与始态、终态的相互关系，建立认知模型，能运用模型解决有关反应热的计算。
1840年，盖斯(，瑞士化学家)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。
二、反应热的计算1．计算依据：根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热可以计算化学反应的反应热。2．实例——应用盖斯定律计算C燃烧生成CO的反应热：已知：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1
a．虚拟路径：b．应用盖斯定律求解：ΔH1＝__________________则：ΔH＝__________________________________________________　______________________________。
ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1－(－283.0 kJ·ml－1)＝
－110.5 kJ·ml－1
1．下列关于盖斯定律的说法不正确的是(　　)A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同B．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C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到D．根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热
解析：盖斯定律指若一个反应可以分步进行，则各步反应吸收或放出的热量总和与这个反应一步发生时吸收或放出的热量相同，A项正确；反应物的总能量与产物的总能量决定反应热效应，所以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，B项正确；有些反应很慢，有的反应有副反应，其反应热通过实验测定有困难，可以用盖斯定律间接计算出来，C项正确；方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和，D项错误。
2．石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是(　　)A．石墨的燃烧热为110.5 kg·ml－1B．反应C(s，石墨)＋CO2(g)===2CO(g)在任何温度下均能自发进行C．由图可知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·ml－1D．已知C(s，金刚石)===C(s，石墨)ΔH<0，则金刚石比石墨稳定
＝ΔH1－2ΔH3＝＋455.5 kJ·ml－1，该反应的ΔH>0，ΔS>0，常温下不能自发进行，在高温下能自发进行，B错误；结合选项C可知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·ml－1，C正确；已知C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH<0，则金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，则金刚石不如石墨稳定，D错误。
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)　ΔH1＝＋131.5 kJ·ml－1②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝＋205.9 kJ·ml－1试计算CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH。答案：＋74.4 kJ·ml－1
解析：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＝－131.5 kJ·ml－1CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝＋205.96 kJ·ml－1CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝？根据盖斯定律：ΔH＝ΔH3＋ΔH2＝ΔH2－ΔH1＝＋205.9 kJ·ml－1－131.5 kJ·ml－1＝＋74.4 kJ·ml－1。
问题探究：1.一定量固态碳在炉膛内完全燃烧，放出热量为Q1 kJ；向炽热的炉膛内通入水蒸气会产生水煤气，水煤气完全燃烧，此过程共放出热量为Q2 kJ；若炉膛内按两种方法燃烧等质量固态碳，试讨论Q1、Q2的大小关系。2．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能的开发中起着重要作用。贮氢合金ThNi，可催化由CO、H2合成CH4的反应。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·ml－1, CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·ml－1。温度为T时，试写出CO、H2合成CH4的热化学方程式。
探究提示：1.根据盖斯定律，两种情况下的始态与终态相同，故放出的热量是相同的，即Q1＝Q2。2．CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·ml－1
知识归纳总结：1．盖斯定律应用的常用方法：(1)虚拟路径法：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH；
(2)加和法：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根据待求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ΔH的变化。
2．应用盖斯定律计算反应热时的注意事项：(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间相加减，反应热也随之相加减(带符号)。(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号相反，但数值不变。
　　　　　AlH3是一种储氢材料，可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发AlH3的燃烧反应，燃烧时温度随时间变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下：
下列分析正确的是(　　)A．AlH3燃烧需要激光加热引发，所以AlH3燃烧是吸热反应B．ΔH2可以表示H2的燃烧热C．在反应过程中，a点时物质所具有的总能量最大D．2AlH3(s)＋3O2(g)===Al2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋2ΔH3＋2ΔH4
解析： 化学反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件无关，同时AlH3燃烧是放热反应，A项错误；H2的燃烧热指的是1 ml H2完全燃烧生成1 ml H2O(l)释放的能量，B项错误；反应过程中，a点温度最高，反应放出了许多能量，物质所具有的总能量不是最高，C项错误；根据盖斯定律①＋3×②＋2×③＋2×④得2AlH3(s)＋3O2(g)===Al2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋2ΔH3＋2ΔH4，D项正确。
　　　　　　　　下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是(　　)A．ΔH3<0B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0C．按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次减少D．一定条件下，拆开1 ml气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下ΔH3＝－2a kJ·ml－1
解析：形成化学键放出热量,即2H(g)＋2X(g)===2HX(g)　ΔH3<0，A正确；由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同，则ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，所以ΔH1－ΔH2－ΔH3＝0，B错误；原子半径：ClBr—Br键>I—I键，由于断裂化学键吸热，则吸收的热量逐渐减小，所以途径Ⅱ吸收的热量依次减小，即ΔH2依次减小，C正确；一定条件下，拆开1 ml气态HX需要吸收a kJ能量，即形成1 ml HX放出热量是a kJ，因此形成2 ml HX放出热量为2a kJ，所以该条件下ΔH3＝－2a kJ·ml－1，D正确。
问题探究：1.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 ml共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·ml－1，Cl—Cl键的键能为243 kJ·ml－1，H—Cl键的键能为431 kJ·ml－1，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热(ΔH)等于多少？2．等质量的红磷和白磷都完全燃烧，放出的热量是否相等？请解释原因。
探究提示：1.ΔH＝436 kJ·ml－1＋243 kJ·ml－1－2×431 kJ·ml－1＝－183 kJ·ml－1。2．不相等。因为等质量的红磷和白磷的能量不相同，即反应物的总能量不同而生成物的总能量相同，则放出的热量不同。
知识归纳总结：1．反应热的计算：
2．反应热的大小比较：(1)同一反应生成物状态不同时。A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0因为C(g)===C(l)　ΔH3<0，ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2<ΔH1。
(2)同一反应反应物状态不同时。S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。
　　　　　氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 ml NH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式：__________________　_________________________________。
2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·ml－1
(2)若已知下列数据：根据表中及图中数据计算N—H键的键能是_________kJ·ml－1。
(3)用NH3催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－a kJ·ml－1　①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH2＝－b kJ·ml－1　②求：若1 ml NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝______________kJ·ml－1(用含a、b的式子表示)。
规律方法指导：利用键能计算ΔH的方法ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量总和－生成物的化学键形成所放出的能量总和
　　　　　　　　根据能量变化示意图，下列说法不正确的是(　　)A．相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有较高的能量B．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4C．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH6＝－ΔH5>0
盖斯简介盖斯，瑞士化学家，1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一个画家家庭，三岁时随父亲定居俄国莫斯科，因而在俄国上学和工作。1825年毕业于多尔帕特大学医学系，并获得医学博士学位。1826年弃医专攻化学，并到瑞典斯德哥尔摩柏济力阿斯实验室专修化学，从此与柏济力阿斯结成了深厚的友谊。回国后到乌拉尔做地质调查和勘探工作，后又到伊尔库茨克研究矿物。1828年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士，旋即被聘为圣彼得堡工艺学院理论化学教授兼中央师范学院和矿业学院教授。
盖斯早年从事分析化学的研究，曾对巴库附近的矿物和天然气进行分析，作出了一定成绩，之后还曾发现蔗糖可氧化成糖二酸。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热量。1840年经过许多次实验，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。这就是举世闻名的盖斯定律。
1．我国长征系列运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知：(1)H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJ·ml－1(2)O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJ·ml－1(3)如图：
下列说法正确的是(　　)A．2 ml H2(g)与1 ml O2(g)所具有的总能量比2 ml H2O(g)所具有的总能量低B．氢气的燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·ml－1C．液氢燃烧的热化学方程式2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJ·ml－1D．H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量
2．下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
3．2020年1月7日23时20分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星五号发射升空。
(1)长征三号乙运载火箭的一子级、助推器和二子级使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，书写该反应的热化学方程式。
(2)长征三号乙运载火箭的三子级使用的是效能更高的液氢和液氧作为推进剂。已知：①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·ml－1②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·ml－1③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·ml－1请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式。
(3)肼(N2H4)常用作火箭燃料。肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示：计算下表中的a值。