高中化学选修四 化学反应热的计算

第3课时化学反应热的计算[学习目标定位] 1.理解盖斯定律，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

2.掌握有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。

一盖斯定律1．在化学科学研究中，常常需要通过实验测定物质在发生化学反应的反应热。

但是某些反应的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接地获得。

通过大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

换句话说，化学反应的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，这就是盖斯定律。

2．从能量守恒定律理解盖斯定律从S→L，ΔH1<0，体系放出热量；从L→S，ΔH2>0，体系吸收热量。

根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0。

3．根据以下两个反应：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·m ol－1CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0 kJ·m ol－1根据盖斯定律，设计合理的途径，计算出C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。

答案根据所给的两个方程式，反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)可设计为如下途径：ΔH1＝ΔH＋ΔH2ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ·m ol－1－(－283.0 kJ·m ol－1)＝－110.5 kJ·mol－1。

4．盖斯定律的应用除了“虚拟路径”法外，还有热化学方程式“加合”法，该方法简单易行，便于掌握。

试根据上题中的两个热化学方程式，利用“加合”法求C(s)＋12O2(g)===CO(g)的ΔH。

答案C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1CO2(g)===CO(g)＋12O2(g)ΔH2＝283.0 kJ·mol－1上述两式相加得C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1。

第一章 化学反应与能量第三节 化学反应热的计算1．在298 K 时下述反应的有关数据：C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH 1＝－110.5 kJ·mol －1 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－393.5 kJ·mol －1则C(s)＋CO 2(g)===2CO(g)的ΔH 为( )A ．＋283.5 kJ·mol －1B ．＋172.5 kJ·mol －1C ．－172.5 kJ·mol －1D ．－504 kJ·mol －1解析：由已知热化学方程式可得：2C(s)＋O 2(g)===2CO(g)ΔH ＝2ΔH 1＝－221 kJ·mol －1①CO 2(g)===C(s)＋O 2(g) ΔH －ΔH 2＝＋393.5 kJ·mol －1②依据盖斯定律，反应①＋②可得：C(s)＋CO 2(g)===2CO(g)ΔH ＝－221 kJ·mol －1＋393.5 kJ·mol －1＝＋172.5 kJ·mol －1。

答案：B2．根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中，正确的等式是( )A ．ΔH 1＝ΔH 2＝ΔH 3＝ΔH 4B ．ΔH 1＋ΔH 2＝ΔH 3＋ΔH 4C ．ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3＝ΔH 4D ．ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3＋ΔH 4解析：由盖斯定律知：ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3＋ΔH 4，D 项正确。

答案：D3．已知丙烷的燃烧热ΔH ＝－2 215 kJ·mol －1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g 水，则放出的热量约为( )A ．55 kJB ．220 kJC ．550 kJD ．1 108 kJ解析：丙烷分子式是C 3H 8，1 mol 丙烷完全燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g 水，反应放出的热量为 1.818×4×2 215 kJ ＝55.375 kJ 。

第三节化学反应热的计算[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。

2.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。

一、盖斯定律1．盖斯定律的理解(1)大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

(2)化学反应的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。

(3)始态和终态相同反应的途径有如下三种：ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＝ΔH 3＋ΔH 4＋ΔH 5 2．盖斯定律的应用 根据如下两个反应Ⅰ.C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1＝－393.5 kJ·mol －1 Ⅱ.CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－283.0 kJ·mol －1选用两种方法，计算出C(s)＋12O 2(g)===CO(g)的反应热ΔH 。

(1)虚拟路径法反应C(s)＋O 2(g)===CO 2(g)的途径可设计如下：则ΔH ＝－110.5 kJ·mol －1。

(2)加合法①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置， C(s)＋12O 2(g)===CO(g)。

②将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ： CO 2(g)===CO(g)＋12O 2(g) ΔH 3＝＋283.0 kJ·mol －1；③将热化学方程式相加，ΔH 也相加：Ⅰ＋Ⅲ得， C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 3，则ΔH ＝－110.5 kJ·mol －1。

(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，同种物质之间可相加减，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“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。

化学反应热的计算公式1.根据反应物与生成物的生成焓之差计算反应热：热力学第一定律表明，在恒定压力下，化学反应的反应热与化学反应物与生成物的焓变有关。

如果我们可以精确测量反应物与生成物的生成焓，就可以通过它们的差值计算反应热。

生成焓（也称为摩尔生成焓）是指在标准状态下，物质生成的过程中所吸收或放出的热量。

通常使用反应热的标准状态为298 K和1 atm的压力。

反应热（ΔH）的计算可以通过化学方程式中物质的化学键能和生成焓之间的关系来进行。

计算公式如下：ΔH=Σ（生成物的摩尔生成焓）-Σ（反应物的摩尔生成焓）其中，Σ表示对所有物质求和，生成焓为正值当物质吸热，为负值当物质放热。

例如，对于以下反应：2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)可以通过查阅化学数据手册获得反应物和生成物的生成焓值：ΔH=2ΔHf(H2O)-2ΔHf(H2)-ΔHf(O2)2.根据燃烧热计算反应热：燃烧热（也称为标准燃烧焓）是指物质完全燃烧所释放的热量。

对于燃烧反应，反应热可以直接通过燃烧热进行计算。

燃烧热是物质在燃烧过程中生成的水和二氧化碳释放的热量。

计算公式如下：燃烧热=（燃烧生成的水的摩尔数）×ΔHf(H2O)+（燃烧生成的二氧化碳的摩尔数）×ΔHf(CO2)其中，ΔHf(H2O)和ΔHf(CO2)为水和二氧化碳的摩尔生成焓，可以从化学数据手册中获取。

需要注意的是，计算反应热时必须考虑反应物和生成物之间的摩尔比例关系。

在上述计算燃烧热的公式中，根据燃烧反应的化学方程式确定了生成水和二氧化碳的摩尔比例。

总之，计算化学反应热可以通过求取反应物与生成物的生成焓差异或利用燃烧热进行。

这两种方法都需要了解化学反应方程式和化学数据手册中提供的物质摩尔生成焓。

通过计算化学反应热，我们可以更全面地了解化学反应的热力学性质，对于化学反应的研究和工业应用具有重要意义。

选修4 化学反应与原理第一章化学反应与能量第3节化学反应热的计算教学设计1教材分析(1)教学内容分析前面学生已经定性地了解了化学反应与能量的关系，通过实验感受到了反应热，并且了解了物质发生反应产生能量变化与物质的质量的关系，及燃烧热的概念。

在此基础上，本节介绍了盖斯定律，并从定量的角度来进一步认识物质发生化学反应伴随的热效应。

本节内容分为两部分：第一部分，介绍盖斯定律。

第二部分，利用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的计算。

本节引言部分用几句简短的话说明了学习盖斯定律的缘由以及盖斯定律的应用，从课程标准中的要求和学生的认知水平来看，易于简化处理，重在应用。

(2)课程标准的要求在化学必修2中，学生初步学习了化学能与热能的知识，对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本节是扩展与提高，把化学反应中的能量变化的定性分析变成了定量分析。

解决了各种热效应的测量和计算的问题。

在这一节里，我们将进一步讨论在特定条件下，化学反应中能量变化以热效应表现时的“质”“能”关系，这既是理论联系实际方面的重要内容，对于学生进一步认识化学反应规律和特点也具有重要意义。

本节内容是第一章的重点，因为热化学研究的主要内容之一就是反应热效应的计算。

反应热的计算对于燃料燃烧和反应条件的控制、热工和化工设备的设计都具有重要意义。

(4)学习目标理解盖斯定律的涵义。

能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

(5)学习重点盖斯定律、行反应热的计算。

(6)学习难点盖斯定律的应用(7)教学方法a.类比法-创设问题情境，引导学生自主探究—从途径角度理解盖斯定律b.实践训练法—例题分析、当堂训练2 教学过程课前微课（盖斯定律）课堂教学(1)教学流程图环节一知识铺垫：回顾“燃烧热”、“中和热”的概念，减少学生的陌生感，适时指出这两种反应热可通过实验测定。

环节二创设情景引入新课：但对于像C(s) + O2(g) = CO(g) ，这样的很难直接测量的反应热ΔH又该如何获得呢？环节三盖斯定律的引出阅读教材11页的第一自然段，得出盖斯定律，并从能量守恒角度加以理解环节四盖斯定律的应用适当练习，及时巩固，发现问题，及时解决。

化学反应热量的计算与反应焓一、化学反应热量的概念1.化学反应热量：化学反应过程中放出或吸收的热量，简称反应热。

2.放热反应：在反应过程中放出热量的化学反应。

3.吸热反应：在反应过程中吸收热量的化学反应。

二、反应热量的计算方法1.反应热的计算公式：ΔH = Q（反应放出或吸收的热量）/ n（反应物或生成物的物质的量）2.反应热的测定方法：a)量热法：通过测定反应过程中温度变化来计算反应热。

b)量热计：常用的量热计有贝克曼温度计、环形量热计等。

三、反应焓的概念1.反应焓：化学反应过程中系统的内能变化，简称焓变。

2.反应焓的计算：ΔH = ΣH（生成物焓）- ΣH（反应物焓）四、反应焓的计算方法1.标准生成焓：在标准状态下，1mol物质所具有的焓值。

2.标准反应焓：在标准状态下，反应物与生成物标准生成焓的差值。

3.反应焓的计算公式：ΔH = ΣH（生成物）- ΣH（反应物）五、反应焓的应用1.判断反应自发性：根据吉布斯自由能公式ΔG = ΔH - TΔS，判断反应在一定温度下的自发性。

2.化学平衡：反应焓的变化影响化学平衡的移动。

3.能量转化：反应焓的变化反映了化学反应中能量的转化。

六、反应焓的单位1.标准摩尔焓：kJ/mol2.标准摩尔反应焓：kJ/mol七、注意事项1.反应热与反应焓是不同的概念，但在实际计算中常常相互关联。

2.反应热的测定应注意实验误差，提高实验准确性。

3.掌握反应焓的计算方法，有助于理解化学反应中的能量变化。

综上所述，化学反应热量的计算与反应焓是化学反应过程中重要的知识点。

掌握这些知识，有助于深入理解化学反应的本质和能量变化。

习题及方法：1.习题：已知1mol H2(g)与1mol O2(g)反应生成1mol H2O(l)放出285.8kJ的热量，求0.5mol H2(g)与0.5mol O2(g)反应生成1mol H2O(l)放出的热量。

解题方法：根据反应热的计算公式ΔH = Q/n，其中Q为反应放出的热量，n为反应物或生成物的物质的量。