資源簡(jiǎn)介

(共23張PPT)
第一章 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
第二節(jié) 反應(yīng)熱的計(jì)算
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過(guò)學(xué)習(xí)理解蓋斯定律的內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在科學(xué)研究中的意義。
(宏觀辨識(shí)與微觀探析)
2.運(yùn)用蓋斯定律，能進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算，進(jìn)一步提高化學(xué)計(jì)算能力。(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)
3.運(yùn)用蓋斯定律，書寫未知反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)
新課導(dǎo)入
反應(yīng)熱可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定，還記得用啥嗎？
量熱計(jì)
所有反應(yīng)的反應(yīng)熱都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)熱嗎？
答案自然是否定的
情境探究
能否利用一些已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算其他反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？
應(yīng)用蓋斯定律，可間接地把它的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。
C的燃燒，很難控制C只生成CO而不繼續(xù)生成CO2，C(s)+ O2 (g) CO(g)，因此這個(gè)反應(yīng)的ΔH無(wú)法直接測(cè)得。但這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱是冶金工業(yè)中非常有用的數(shù)據(jù)，應(yīng)該如何獲得呢？
歸納總結(jié)
嗨，同學(xué)們好，我叫蓋斯，我經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出一條規(guī)律，看看能不能幫大家解決問(wèn)題吧!
一、蓋斯定律
1.內(nèi)容：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。即：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)。
思路點(diǎn)撥
如同山的絕對(duì)高度與上山的途徑無(wú)關(guān)一樣，A點(diǎn)相當(dāng)于反應(yīng)體系的 ，B點(diǎn)相當(dāng)于反應(yīng)體系的 ，山的高度相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)的 。
始態(tài)
始態(tài)
終態(tài)
終態(tài)
反應(yīng)熱
反應(yīng)熱
從途徑角度理解蓋斯定律：
思考與討論
上述三個(gè)反應(yīng)具有如下關(guān)系：
則ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
已知: ①C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH2= -283.0 kJ·mol-1
如何用蓋斯定律計(jì)算C(s)+O2(g) CO(g) 的反應(yīng)熱(ΔH)
歸納總結(jié)
2.蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義
有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢
有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生
有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）
這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難
利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)
問(wèn)題探究
不正確。根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)過(guò)程無(wú)論經(jīng)歷多少步,其焓變不變。
(1)求總反應(yīng)的反應(yīng)熱，不能將各步反應(yīng)的反應(yīng)熱簡(jiǎn)單地相加；
(2)不論反應(yīng)是一步進(jìn)行還是分步進(jìn)行，只有始態(tài)和終態(tài)完全一致，蓋斯定律才成立；
(3)某些物質(zhì)在反應(yīng)分步進(jìn)行時(shí)作為中間產(chǎn)物出現(xiàn)，最后應(yīng)該恰好“消耗”完。
2.利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)需要注意哪些事項(xiàng)
1.物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，對(duì)于同一反應(yīng)，經(jīng)歷的過(guò)程越多，損失的能量越大，正確嗎
典例導(dǎo)航
已知：
① CO(g) + O2(g) CO2(g) ΔH1=－283.0 kJ/mol
② H2(g) + O2(g) H2O(l) ΔH2=－285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol
試計(jì)算：
④2CO(g)＋ 4 H2(g) H2O(l)＋ C2H5OH (l) 的ΔH
思路點(diǎn)撥
第一步：找出目標(biāo)熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物與生成物在已知熱化學(xué)方程式中的位置。
第二步：調(diào)整已知熱化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)和ΔH。
第三步：疊加已調(diào)整的熱化學(xué)方程式中的ΔH，確定待求反應(yīng)的ΔH。
即：①×2 + ②×4 - ③ = ④ ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3
＝－283.2kJ/mol×2 －285.8kJ/mol×4 ＋1370 kJ/mol
＝－339.2 kJ/mol
④2CO(g)＋ 4 H2(g) H2O(l)＋ C2H5OH (l)
① 2CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) ΔH4= －283.0 ×2 kJ/mol
② 4H2(g) + 2 O2(g) 4H2O(l) ΔH5= －285.8×4 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
歸納總結(jié)
3.蓋斯定律應(yīng)用的常用方法：
從反應(yīng)途徑角度：A→D：
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)
從能量守恒角度：
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
(1)虛擬路徑法:
(2)疊加法:
對(duì)調(diào)整后的已知熱化學(xué)方程式進(jìn)行疊加(利用同側(cè)相加，異側(cè)相減原則)，計(jì)算待求反應(yīng)的焓變。
找出
根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式找出各物質(zhì)出現(xiàn)在已知熱化學(xué)方程式中的位置(是同側(cè)還是異側(cè))。
根據(jù)待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)來(lái)調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
調(diào)整
疊加
歸納總結(jié)
易錯(cuò)警示
1.熱化學(xué)方程式同乘以一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須同乘以該數(shù)值；
2.熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減；
3.將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒，△H 的符號(hào)也要隨之改變。
問(wèn)題探究
1.相同質(zhì)量的H2分別與O2完全反應(yīng)時(shí)生成液態(tài)水和氣態(tài)水，哪一個(gè)過(guò)程放出的能量多 為什么
生成液態(tài)水時(shí)放出的能量多。起始時(shí)反應(yīng)物能量相同，但氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水還會(huì)放出能量，所以生成液態(tài)水放出的能量多。
問(wèn)題探究
根據(jù)蓋斯定律分析，放出的熱量：
Q=(241.8 kJ·mol-1+44 kJ·mol-1)×1 mol=285.8 kJ。
2. 已知H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH= -241.8 kJ/mol，而H2O(g) H2O(l)　ΔH= -44.0 kJ·mol-1，若1 mol H2(g)和 mol O2(g)反應(yīng)生成液態(tài)水，則放出的熱量是多少
典例導(dǎo)航
二、反應(yīng)熱的計(jì)算
【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)，1mol FeS2 (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)寫出FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式。
（2）計(jì)算理論上1kg黃鐵礦（FeS 的含量為90%）完全燃燒放出的熱量。
高溫
思路點(diǎn)撥
【解】(1)根據(jù)題意，F(xiàn)eS2燃燒的熱化學(xué)方程式為：
FeS2（s）+O2 （g） Fe2O3 （s） +2SO2(g) H= -853 kJ/mol
1kg黃鐵礦含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為：1000g×90%=900g
900gFeS的物質(zhì)的量為： =7.5mol
理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為:7.5mol×853kJ/mol=6397.5kJ
答：(1)FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式:
FeS2（s）+O2 （g） Fe2O3 （s） +2SO2(g) H= -853 kJ/mol
(2)理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為6397.5kJ。
(2)FeS2的摩爾質(zhì)量為120g·mol-1。
典例導(dǎo)航
【例題2】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/mol
②CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H2= +205.9kJ/mol
試計(jì)算CH4(g) C(s)+2H2(g)的△H。
思路點(diǎn)撥
【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) H3= - H1= -131.5kJ/mol
+） CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) H2= +205.9kJ/mol
CH4(g) C(s)+2H2(g) H= ？
根據(jù)蓋斯定律： H= H3+ H2 = H2- H1
= +205.9kJ/mol-131.5kJ/mol = +74.4kJ/mol
答：CH4(g)=C(s)+2H2(g) 的 H= +74.4kJ/mol。
【例題3】已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g) 2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是(　　)
典例導(dǎo)航
A.每生成2分子AB吸收b kJ熱量
B.該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D.斷裂1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵，放出a kJ能量
觀察題給圖像可以得到，上述反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，為吸熱反應(yīng)，其中反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，化學(xué)鍵斷裂為吸熱過(guò)程，化學(xué)鍵形成為放熱過(guò)程。
B
課堂小結(jié)
化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算
蓋斯定律
反應(yīng)熱
的計(jì)算
蓋斯定律的內(nèi)容
對(duì)蓋斯定律的理解
途徑角度
能量守恒角度
根據(jù)熱化學(xué)方程式及燃燒熱計(jì)算
根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)的能量變化計(jì)算
根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算
變化觀念與平衡思想
謝 謝

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