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新人教化學選擇性必修一《化學反應原理》
第一章 化學反應的熱效應
第二節 反應熱的計算
第1課時 蓋斯定律
在科學研究和工業生產中，常常需要了解反應熱。許多反應熱可以通過實驗直接測定，但是有些反應熱是無法直接測定的。例如，對于化學反應：
C 燃燒時不可能全部生成CO，總有一部分CO2生成，因此該反應的反應熱是無法直接測定的。但這個反應熱是冶金工業中非常有用的數據，應該如何獲得呢？能否利用一些已知反應的反應熱來計算其他反應的反應熱呢？
【情境引入】
C(s) + 1/2O2(g) = CO (g)
1836年，俄國化學家蓋斯，提出了蓋斯定律為我們解決了這個問題。
【任務一】蓋斯定律
h = 300 m
終態
始態
上升的高度和勢能的變化只與始態和終態的海拔差有關
說說你的體會！
游覽一座山峰你喜歡徒步呢還是坐纜車？
【任務一】蓋斯定律
始態
終態
反應熱研究的是化學反應前后能量的變化，與途徑無關
蓋斯定律: 一個化學反應，不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。
化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。
【任務一】蓋斯定律
ΔH、ΔH1、ΔH2之間有何關系？
B
ΔH
A
ΔH1
ΔH2
C
ΔH=ΔH1+ΔH2
你的年輕，
并不是你走彎路的資本
【典例1】很難直接測得C(s) + 1/2O2(g) = CO (g) 的反應熱，但我們可通過
蓋斯定律獲得它的反應熱數據。
已知①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
應用蓋斯定律求解：
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
ΔH3 = ΔH1 – ΔH2
= –393.5kJ/mol – (–283.0kJ/mol)
= –110.5kJ/mol
三者的關系如圖
【任務二】蓋斯定律應用
【任務二】蓋斯定律應用
ΔH3=？除了利用路徑法進行圖解，還有其他計算方法嗎？
C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= 393.5 kJ/mol
+)
C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？
CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= 283.0 kJ/mol
C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3= 110.5 kJ/mol
CO可以消去，視為中間產物。
若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到，則該反應的焓變即為這幾個化學反應焓變的代數和
ΔH3 = ΔH1 ΔH2
= 393.5 kJ/mol ( 283.0 kJ/mol）= 110.5 kJ/mol
1、（1）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝－221.0 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－483.6kJ·mol－1
則制備水煤氣的反應③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于__________________
____________________________________________________________________________________
（2）已知反應：
①2H2(g) + O2(g) =2 H2O(g) ΔH1
②2 N2(g) + O2(g) = 2NO2(g) ΔH2
③ N2(g) + 3 H2(g) =2NH3(g) ΔH3
則反應2NH3(g) + O2(g) =2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=_____________________
＋131.3 kJ·mol－1
【當堂檢測】
確定目標方程式
找出目標方程式中各物質在已知方程式中的位置
將調整好的ΔH 加和
物質變化
能量變化
思維模型
根據目標方程式對已知方程式進行處理
寫出目標方程式
2、已知:
①CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)　ΔH1＝－283.0 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
試計算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
【當堂檢測】
【任務三】蓋斯定律意義
二、蓋斯定律在生產和科學研究中的意義
有些反應，因為某些原因，導致反應熱難以直接測定，如：
（1）有些反應進行得很慢
（2）有些反應不容易直接發生
（3）有些反應的產品不純（有副反應發生）
但可以用蓋斯定律間接求得。
研究人員提出利用含硫物質的熱化學循環實現太陽能的轉化與儲存，過程如圖所示：
圖：太陽能的轉化與存儲過程示意圖
（1）寫出反應II的熱化學方程式：
電能
太陽能
熱能
H2SO4分解
H2SO4
SO2催化反應
SO2+H2O
S燃燒
SO2
S
熱能
O2
O2
反應I
反應III
反應II
反應I：2H2SO4(1)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551 kJ/mol
反應II：S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296 kJ/mol
（2）若將反應I、II和III相加，會得到什么結果？說明什么？
【大展身手】
【2019新課標2】環戊二烯（ ）是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠等生產?；卮鹣铝袉栴}：
已知：
① (g)= (g)+H2(g) ΔH1= +100.3 kJ·mol 1
② H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2= 11.0 kJ·mol 1
對于反應：
③ (g)+ I2(g)= (g)+2HI(g ΔH3=___________kJ·mol 1。
+89.3
焦炭與水蒸氣反應、甲烷與水蒸氣反應均是工業上制取氫氣的重要方法。這兩個反應的熱化學方程式分別為:
① C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2 (g)△H1=+131.5kJ/mol
② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g), △H2 =+205.9 kJ/mol
試計算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H
-①+② =目標方程式
甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發生的主反應如下：
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） △H1= 。
-99kJ/mol
天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定條件可發生如下反應：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH，相關物質的燃燒熱數據如下表所示：
物質 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃燒熱ΔH/( kJ·mol 1) -1560 -1411 -286
ΔH=_________kJ·mol 1
+137
已知下列熱化學方程式：
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
則反應 2C(s) +2H2（g）+O2（g）＝CH3COOH（l）的焓變ΔH 為（　?。?br/>A．244.15kJ mol﹣1 B．﹣224.15kJ mol﹣1
C．488.3kJ mol﹣1 D．﹣488.3kJ mol﹣1

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