第三节 1.3 化学反应热的计算

X
X＝(－1366.8kJ/mol × 1000g)/ 46g/mol ＝－29710kJ
答：1kg乙醇燃烧后放出29710kJ热量
二、反应热的计算
练习1
由氢气和氧气反应生成9 g水蒸气放热120.9 kJ，
①则生成1mol的水的反应热为 –241.8kJ/mol，写
出该反应的热化学方程式：
③H2(g)+
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质） 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”
【例题1】已知
① CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g)
ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l)
• A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比 金刚石的低
• B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比 金刚石的高
• 金C刚.石由的石低墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比
• D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比 金刚石的高
盖斯定律
2. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占 1/3体积，CO2占2/3体积，且
盖斯定律
随堂练习
• 1. 已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分
别为： •
C石墨，s O2 (g) CO2 (g)；H 393 .51kJ·mol 1
C金刚石， s O2 (g) CO2 (g)；H 395 .41kJ·mol 1
• 据此判断，下列说法正确的是（A ）
烧开5kg常温的水，需 要多少升煤气呢？
为什么我们需要进行反应热的计算
在化学科研中，经常要通过实验测 定物质在发生化学反应时所放出或吸收 的热量。但是某些物质的反应热，由于 种种原因不能直接测得，只能通过化学 计算的方式间接获得。在生产中，对燃 料的燃烧、反应条件的控制以及废热的 利用，也需要反应热计算 。
例3：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。 已知：
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)
△H1=+67.2kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。
2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分
成①②③几步完成。①×2 + ②×4 - ③ = ④
所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3 ＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
科学探索 同素异形体相互转化但反应热相当小而且 转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很 困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学 反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的 热效应是相同的”。已知： P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；H1= -2983.2 kJ/mol
C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； H= －110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H= －282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）。
AC. 392.92 kJ
B. 2489.44 kJ
C. 784.92 kJ
D. 3274.3 kJ
ΔH2= －285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370
kJ/mol
试计算④2CO(g)＋ 4 H2(g)==== H2O(l)＋ C2H5OH(l) 的 ΔH
【解】：根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，
其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三
来自实验室的难题
实验室可通过可燃物充分燃烧来测定反应热
1 C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1＝–393.5 kJ/mol
2
CO(g)+
1 2
O2(g)=CO2(g)
△H2＝ – 283.0 kJ/mol
氧气稍过量可让
容易测定
3 C(s)+1/2可O2燃(g物) =的C燃O(烧g) 更 △H3＝？
x注＝意23热g化/m学ol方×程(－式1和7.87kJ)÷ 1.0g 有＝关－单41位1正kJ确/m书ol写
反应热的计算
课本P13 例2：
【解】设1kg乙醇燃烧后放出的热量为X
C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) ＋3H2O (l)
46g/mol
－1366.8kJ/mol
1000g
第三步：在将已知热化学方程式相加时，对应的△H 也要进行相加，并计算出结果，即可求出所需求解热 化学方程式的反应热。
二、反应热的计算
练习3
请各小组同学根据对课本P13例3的理解来计算本题
已知：
① CH3COOH( l )＋2O2(g) = 2CO2 (g)＋2H2O(l) △H1= – 871 .54kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1＝–393.5 kJ/mol
CO(g)+
1 2
O2(g)=CO2(g)
△H2＝ – 283.0 kJ/mol
C(s)+
1 2
O2(g)
=
CO(g)
△H3＝？–110.5 kJ/mol
△△HH31△＝＝H△1△HH1△2第–+二△H△步2HH23＝△H–33 93.5
二、反应热的计算
根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热 的数据进行反应热的计算
课本P13 例1 解：设生成1molNaCl的反应热为x
钠与氯气起反应的化学方程式如下
Na(s)
+
1 2
Cl2(g)
＝
NaCl
(s)
△H(kJ/mol)
23 g/mol
x
1g
－ 17.87kJ
23 g/mol : x＝ 1g : － 17.87kJ
② C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H2＝–393.51 kJ/mol
③H2(g)+
1 2
O2(g)=H2O(l)
△H3＝ – 285.84 kJ/mol
求：④ 2C(石墨)+2H2(g)+ O2(g)= CH3COOH( l )
的反应热△H4＝
。 练一练
④ = ②×2+ ③ ×2 – ①
二、反应热的计算
4. 计算过程中需代入数据，且数据必须带单位
本节小结
知识总结
1）热化学方程式与数学上的代数方程式相似，可以移 项同时改变正负号，各项的化学计量数包括△H的数值 可以同时扩大或缩小相同的倍数； 2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方 程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程 式； 3）可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量× 燃烧热；
= – 487.16kJ/mol
你做对了吗？
二、反应热的计算
知 识 总 结 运用盖斯定律要注意
1. 热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值 也必须乘以该数
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
3. 将一个化学方程式颠倒时，ΔH“+” “-”号必 须随之改变，但数值不变
求：④ 2C(石墨)+2H2(g)+ O2(g)= CH3COOH( l )
的反应热△H4＝ – 487.16kJ/mol 。
解析：通过分析可知，反应④ 可由已知热化学方程进行如下 运算即可得到④ = ②×2+ ③ ×2 – ① △H4 = △H2 ×2 + △H3 ×2 – △H1 △H4 =(–393.51kJ/mol) ×2 + (-285.84kJ/mol) ×2–(–871.54kJ/mol)
推经论过：一同个一循个环热，化体学系反仍应处方于程S态式，，因正为向物反质应没△H有1发与生逆
向变反化应，△所H以2大就小不相能等引，发符能号量相变反化，，即即：△H△1H+1△=H–2△=H02
盖斯定律的应用
有些化学反应进行很慢或不易直接发生， 很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖 斯定律获得它们的反应热数据。
1
2
O2(g)=H2O(g)
△H＝ – 241.8 kJ/mol
。
②若1g水蒸气转化转化液态水放热2.444kJ，则反应 2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(l) 的△H= –571.6 kJ/mol； 氢气的燃烧热为 – 285.8 kJ/mol
提示：可认为氢气燃烧生成液态水的过程 为先生成水蒸气，然后水蒸气再液化，应 用盖斯定律解答。
16 g/mol : x＝ 1g : – 55.6kJ
x＝–889.6kJ/mol
练一练
Q=
889.6kJ/mol×
1000g 16g/mol
= 55600kJ
二、反应热的计算
根据课本P13例3总结应用 盖斯定律解题方法和步骤 第一步：观察需求解热化学方程式中反应物和生成物分 别在已知热化学方程式中“=”哪一侧，如果在不同侧， 可先将对应已知热化学方程式的反应物和生成物对调， 同时△H数值不变，正负号对换，也可用减法。 第二步：观察需求解热化学方程式中反应物和生成物 与已知热化学方程式中同物质的化学计量数大小关系 ，并通过同等程度改变各物质及对应反应热的倍数， 达到相加后能得出所要求解的热化学方程式。
△H = △H1+△H2+△H3
kJ/m请o同l –学(– 们283应.0用kJ盖/m斯ol)定律
始态(S)
△H ＝–终11态0.(5Lk)J/m来o解l 决这个问题！
盖斯定律
用能量守恒定律论证盖斯定律
先从始态S变化到终态L 体系放出热量(△H1 <0)
始态(S)
终态(L)
然后从L到S，体系
吸收热量(△H2>0)
为什么我们需要进行反应热的计算
它的一级火箭燃料采用的是液氧煤油，为了提供 这么大的能量，我们需要加注多少吨燃料呢？
长征五号“ 身高59.5米 起飞重量为 643吨， 起飞推力为 833.8吨。 近地轨道
25吨 地球同步转 移轨道
14吨
为什么我们需要进行反应热的计算
燃煤工业锅炉正常工作 一天可提供多少热能？
充分噢！
不易测定
这个有点难测定噢！同
学们说说看，难ຫໍສະໝຸດ Baidu哪？
一、盖斯定律
盖斯 G.H.
盖斯定律：不管化学反应一 步完成或是分几步完成，其 反应热是相同的。
反应热只与反应体系
△H1
的始态和终态有关，
与反应途径无关 始态(S)
△H2
第二步
△H
△H3 终态(L)
△H ＝ △H1+△H2+△H3
盖斯定律
△H1
练一练
二、反应热的计算
练习2
请各小组同学根据课本P13例1和例2的理解来计算本题
天然气是一种很清洁的能源，它的主要成份是甲烷， 已知1g甲烷完全燃烧生成液态水和CO2，放出55.6kJ
热量，则甲烷的燃烧热为 –889.6kJ/mol ；
1kg甲烷完全燃烧可提供 55600kJ 热量。
CH4(g)＋2O2(g)===CO2 (g)＋2H2O(l) △H=x
P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；H2= -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
P__4(_s、__白__磷_)=_4__P_(s_、__红_磷__)；__H__=__-2_9_._2_k_J_/m__o_l 。
盖斯定律
你知道神六的火箭燃料是什么 吗？
△H2
第二步
△H3
始态(S)
△H
终态(L)
△H ＝ △H1+△H2+△H3
终态(L)
始态(S)
想盖一斯想定：律同：学不们管，化你学们反还应知一道步什完么成量或也是与分之几步完 成，其反相应似热呢是？相同的。
盖斯定律
盖斯定律应用
CO(g)+
1 2
O2(g)
△H3 C(s)+O2(g)
△H1
△H2 CO2(g)