資源簡介

(共28張PPT)
第一章化學反應的熱效應
第二節 反應熱的計算
課程目標
1、從能量守恒角度理解蓋斯定律的內容，了解其在科學
研究中的意義。
2、能正確運用蓋斯定律解決具體問題，說明蓋斯定律在
科學研究中的重要作用。
3、能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。
“異曲同工”是指不同的曲調演奏得同樣好。比喻話的說法不一而用
意相同，或一件事情的做法不同而都巧妙地達到同樣的目的。在化學反應 中，也有一種類似的現象，如C 和O 的反應：一種是C 和O 直接反應生成
CO , 另一種是C 和O 反應先生成CO,CO 再和O 反應生成CO 。 那么上述 兩種生成CO 的反應途徑所釋放出的熱量一樣多嗎
【情境 ·導入】
提示：在化學科研中，經常要測量化學反應的反應
熱，但是某些物質的反應熱，由于種種原因不能直接
測得，只能通過化學計算的方式間接結出一條規律：
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。也就是說，化學反應的反應熱只與反
應的始態(各反應物和終態(各生成物)有關，而與具 體反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾
步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步
完成時的反應熱是相同的，這就是蓋斯定律。
用這一定律可以從已精確測定的反應的熱效應來
計算難于測量或不能測量的反應的熱效應。
瑞士化學家蓋斯
一、蓋斯定律
1、內容：不管化學反應是一步或分幾步完成，其反
應熱是 相 同 (填“相同”或“不同”)的。
2、特點：
化學反應的熱效應只與反應體系的 始態和 終 態
有關，而與反應的路徑 無關
一、蓋斯定律
3.解釋
能量的釋放或吸收是以 的物質為基礎的，二
者密不可分，但以 為主。
4.應用
對于進行得 的反應，不容易 的反應，
(即有_ )的反應， 這些反應的反應
熱有困難，如果應用 ,就可以 地把它們的反
應熱計算出來。
【思考 ·交流】
1.你能否從能量守恒的角度解釋化學反應的熱效
應只與反應體系的始態和終態有關
提示：在指定狀態下，各種物質的焓值都是唯一確定的， 故無論經過哪些步驟從反應物變成生成物，它們的差值
是不會改變的，即反應的焓變是一樣的。
△H=△H +△H = △H +△H +△H 。
【思考 ·交流】
2.能直接測出反應C(g)+2O (g)==C0(g) 的
反應熱△H嗎 為什么
提示：不能直接測出，在氧氣供應不足時，雖
可生成C0, 但同時還有部分C0可繼續被氧化生 成CO 。
5、應用蓋斯定律解題的常用方法。
(1)虛擬路徑法
若反應物A變為生成物D, 可以有兩個途徑：
①由A直接變成D, 反應熱為△H;
②由A經過B變成C, 再由C變成D,
△H 、△H3,如圖所示： △H
A
每步的反應熱分別為△H
B △H2 C △H
△H
則有：△H= AH +△H +AH
【回扣釋疑】
1、已知下列反應的反應熱：
①C0(g)+1/20 (g)=CO (g)△H =-283.0kJ/mol
②C(s)+0 (g)=CO (g) △H =-393.5kJ/mol 試運用蓋斯定律來計算反應③的反應熱
③C(s)+1/20 (g)=CO(g) △H =
(2)加和法
①確定待求反應的熱化學方程式。
②找出待求熱化學方程式中各物質出現在已知方程式 中的位置(是同側還是異側)。
③利用同側相加、異側相減進行處理。
④根據待求方程式中各物質的化學計量數通過乘除來 調整已知反應的化學計量數，并消去中間產物。
⑤實施疊加并確定反應熱的變化。
【演練獲得】
2、同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率 慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。現在可根據 蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完 成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知：
P (s、白磷)+5O (g)=P O 0(s);△H =-2983.2 kJ/mol P(s、紅磷)+5/4O (g)=1/4P O (s);△H =-738.5 kJ/mol
試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式
P (s、白磷)=4 P(s、紅磷);△H =-29.2 kJ/mol。
6、應用蓋斯定律計算反應熱的解題流程
第一步：先確定待求反應的化學方程式
第二步：找出待求方程式中各物質在已知方程式中的位置， 若在“同側”,計算△H時用”+",若在“異側",計算△H 時用“一",即“同側相加、異側相減”
第三步：根據待求方程式中各物質的化學計量數確定對已知 方程式的乘數，即“化學計量數定乘數”
第四步：依據第二步、第三步的結論，計算待求反應的△H
【拓展提升】
3、某次發射火箭，用N H (肼)在NO 中燃燒，生成N 、液態
H O 。已知：
N (g)+2O (g)==2NO (g) △H =+67.2kJ/mol
N H (g)+O (g)=N (g)+2H O(1)△H =-534kJ/mol
假如都在相同狀態下，請寫出發射火箭反應的熱化學方程
2N H (g)+2NO (g)
==3N (g)+4H O(1)
△H=-1135.2kJ/mol
式。
③C H OH(1)+30 (g)==2CO 8( ).8 kJ/mol
試計算 △H ==—1370 kJ/mol
④2CO(g)+4H (g)=H O(1)+C H OH(1)的△H
①×2+②×4-③=④
所以，△H=△H ×2+△H ×4 —△H =—283.2×2—285.8×4+1370
=—339.2 kJ/mol
1
5
O
—2
(g
△
【拓展提升】
4、已知①CO(g)+1/2 O (g)==CO (g)
②H (g)+1/2 O (g)==H O(1
△H ==—283.0 kJ/mol
二、反應熱的計算
1、反應熱的計算方法和類型。
(1)根據熱化學方程式計算：
反應熱與反應物各物質的物質的量成正比。 (2)根據反應物和生成物的能量計算：
△H= 生成物的能量和一反應物的能量和。
(3)根據反應物和生成物的鍵能計算：
△H= 反應物的鍵能和一生成物的鍵能和。
(4)根據蓋斯定律計算：將熱化學方程式進行適當的“加
”“減”等變形后，由過程的熱效應進行計算、比較。
(5)根據物質燃燒放熱數值計算：
Q( 放 ) = n (可燃物)×△H。
(6)根據公式進行計算：Q=cm△t。
【活學活用】
1、已知下列信息：
△H=-411 kJ·mol-1
②乙醇的燃燒熱△H=-1366.8 kJ·mol-1
③已知下列反應的反應熱
CH COOH(1)+2O (g)===2CO (g)+2H O(1
△H =—870.3 kJ·mol-1 C(s)+O (g)===CO (g) △H =—393.5 kJ·mol-1 H (g)+2O (g)===H O(1)△H =-285.8 kJ·mol-1
(1)根據信息①,求生成2 mol NaCl的反應熱。
提示：△H′=2△H=—411 kJ·mol- ×2
(2)根據信息②,求1 kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量
提示：Q=n×1366.8 kJ·mol-1
~29713.0 kJ=2.97×10 kJ
=—822 kJ mol-1
(3)根據信息③,計算反應2C(s)+2H (g)+O (g)==CH COOH(1) 的
反應熱。
提示：將已知中的后2個方程式分別乘以2,然后相加，最后 減去第一個方程式即得要求的方程式，△H 也進行相應計算 處理。
即△H'=-393.5 kJ·mol-1×2+(-285.8 kJ·mol-1×2)
一(-870.3 kJ·mol-1)
=-488.3 kJ·mol-1
2、反應熱的計算常用的解題方法：
(1)列方程法：思路是先寫出熱化學方程式，再根據熱化學 方程式所體現的物質與反應熱間的關系直接求算反應熱。
(2)估算法：根據熱化學方程式所表示反應的熱效應與混合 物燃燒放出熱量，大致估算各成分的比例。此法主要應用于 解答選擇題，根據題給信息找出大致范圍，便可以此為依據 找出答案，此法解題快速、簡便。
(3)十字交叉法：混合物燃燒放熱求比例問題，既可以采用 常規的列方程組法，又可以采用十字交叉法。
(4)將熱化學方程式看做數學中的代數方程，擴大或縮小一 定倍數后，直接加減或移項變形，得到需要的熱化學反應，再 以此為依據計算求解或比較反應熱大小等。
【活學活用】
2、實驗中不能直接測出由石墨與氫氣反應生成甲烷的△H, 但可測出下面幾個反應的熱效應：
CH (g)+2O (g)=CO (g)+2H O(I)
△H =—890.3 kJ·mol-1①
C(石墨)+O (g)=CO (g)
△H =—393.5 kJ.mol-1②
H (g)+O (g)=H O(I)
△H =—285.8 kJ·mol-1③
根據蓋斯定律求反應C(石墨)+2 H (g)=CH (g)④ 的△H 。
解析：
方法一：因為反應式①②③和④之間有以下關系：
②+③×2—①=④。
所以△H =△H +2△H 一△H =—393.5+2× (一285.8)一(一
方法二：也可以設計一個途徑，使反應物經過一些中間步 驟最后回到產物：
可見，△H =△H +2△H 一△H =—74.8 kJ·mol-1
答案：△H =—74.8 kJ·mol-1
890.3)=—74.8(kJ mol-1)
3、反應熱的計算應注意的問題。
(1)運用熱化學方程式進行反應熱的計算，可以從反應 式中各物質的物質的量、質量、標準狀況下氣體體積、反 應熱等對應關系，列式進行簡單計算。
(2)在設計的反應過程中常會遇到同一物質固、液、 氣三態的相互轉化，物質的狀態由“固→液→氣”變 化時，會吸熱；反之會放熱。
(3)注意熱化學方程式中化學計量數只表示物質的物質的 量，必須與△H 相對應，如果化學計量數加倍，則△H 也 要 加倍。尤其是利用蓋斯定律計算反應熱時，熱化學方程式可 以直接相加減，化學計量數必須與△H 相對應。
(4)熱化學方程式中的反應熱是指按所給形式反應完全時的 反應熱。
(5)正、逆反應的反應熱數值相等，符號相反。
【活學活用】
3 、 已知：①CH (g)+2O (g)—CO (g)+2H O(1)△H ;② 2H (g)+O (g)— 2H O(g)△H ;③2H (g)+O (g)—2H O(1)
△H 。室溫下取體積比為4:1的甲烷和氫氣11.2 L(標準狀況),經完 全燃燒后恢復至室溫，放出的熱量為( )
A.-(0.4 mol×△H +0.05 mol×△H )
B.-(0.4 mol×△H +0.05 mol×△H )
C.-(0.4 mol×△H +0.1 mol×△H )
D.-(0.4 mol×△H +0.1 mol×△H )
6 總 執 旦
點撥：
進行有關反應熱的計算時，只要把反應熱看作類似于產物 之一即可，在實際計算時與化學方程式的化學計量數(或質量等) 列比例計算。根據熱化學方程式進行熱量計算時，要注意△H 正、 負號的使用。
解析：先算出甲烷和氫氣各自的體積，再根據熱化學方程式分別 求算它們各自完全燃燒放出的熱量，就可求出總熱量。也可以求出甲 烷和氫氣按體積比4:1燃燒的熱化學方程式，列比例來求反應放出
答案：A

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