2018人教版高中化学18总复习热化学方程式和反应热计算(提高)知识讲解

高考总复习
热化学方程式和反响热的计算
【考试目标】
1．认识热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。

2．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行相关反响焓变的简单计算。

【考点梳理】
要点一、热化学方程式
1．定义：表示参加反响物质的量与反响热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。

要点讲解： 热化学方程式既表达化学反响的物质变化， 同时又表达反响的能量变化， 还体
现了参加反响的反响物的物质的量与反响热关系。

如：
H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(g) ； H 1 2H (g)+ O 2(g)=2H O(g)； H
2
2
2
H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(l) ； H 3 2H (g)+ O 2(g)=2H O(l) ； H
2
2
4
2．书写热化学方程式的本卷须知：
(1) 需注明反响的温度和压强； 因反响的温度和压强不相同时， 其△ H 不相同。

不注明的指 101kPa
和 25℃时的数据。

(2) 要注明反响物和生成物的状态〔不相同状态，物质中储藏的能量不相同〕。

1 如： H
2 (g)+
O 2 (g)==H 2O (g) ； H=－ 241.8 kJ ／ mol
1 2
(g)==H 2O (1) ；
H= －285.8 kJ ／ mol
H 2 (g)+ O 2
2
(3) 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示物质的量，它可以是整数也
可以是分数。

对于相同物质的反响，当化学计量数不相同时，其
H 成比率变化。

如： H 2 (g)+Cl 2 (g)==2HCl (g) ；
H=－ 184.6 kJ ／ mol
1
1 ；
H= － 92.3 kJ ／ mol
H 2 (g)+
Cl 2 (g)==HCl (g)
2
2
(4) △ H 的单位 kJ/mol ，表示每 mol 反响所吸放热量，△ H 和相应的计量数要对应。

(5) 比较△ H 大小时要带着“﹢〞 、“﹣〞进行比较。

(6) 表示反响已完成的热量，可逆反响
N 2(g) +3H 2(g)
2NH 3 (g)；△，是指
当 1molN 2(g) 和 3molH 2(g) 完好反响，生成 2 mol NH 3(g) 时放出的热量； 2 mol NH 3(g) 分解生成 1molN 2 (g)和 3molH 2(g)时吸取热量 ，即逆反响的△。

３．热化学方程式与化学方程式的比较：
化学方程式
热化学方程式
相似点都能说明化学反响的物质变化，都依照质量守恒定律。

不含
只表示化学反响的物质变化。

要点表示化学反响的能量变化。

同义
点用化学式表示，依照质量守恒，除了化学方程式的一般要求外，还有以下特点：书
各物质的计量数只能是整数，要要标出物质状态；特别温常压条件要标出；计量写
数既可以是整数也可以是分数；要写出△H。

标出反响条件。

要点二、盖斯定律和反响热的计算。

1.盖斯定律的定义
无论化学反响是一步完成或分几步完成，其反响热是相同的。

即化学反响的反响热与反应路子没关，只与反响系统的始态和终态相关。

2.反响热的计算
〔 1〕．依照反响物和生成物的总能量计算
△ H＝生成物的总能量－反响物的总能量
〔 2〕．依照键能计算
H=反响物键能总和―生成物键能总和
〔 3〕．利用热化学方程式进行相关量的求解
先写出热化学方程式，再依照热化学方程式所表达的物质之间、物质与反响热之间的关系直接求算物质的量或反响热。

（4〕．燃烧热和中和热的计算
①燃烧热： Q 放 =n〔可燃物〕×Δ H C
n〔可燃物〕为可燃物的物质的量，H C为该可燃物的燃烧热
②中和热： Q 放 =n〔 H2 O〕×Δ H C＇
n〔 H2O〕为生成水的物质的量，H C＇为中和热
（5〕．利用盖斯定律求反响热
（1〕设计合理的反响路子。

（2〕合适加减的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反响热也要进行相应的加减运算，从而得出待求热化学方程式的反响热。

（3〕在进行反响热的计算时，要注意反响热的符号以及反响热与方程式中化学计量数间的比率关系。

（6〕．混杂物燃烧放热求比率问题
可用老例的列方程组法，也可采用十字交织法。

【典型例题】
种类一：热化学方程式的意义及书写
例 1、火箭推进器中盛有强复原剂液态肼(N 2H 4)和强氧化剂液态双氧水．当它们混杂反响时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热．0.4 mol 液态肼与足量液态双氧水反响，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ 的热量。

(1)反响的热化学方程式为____________________ ．
(2)又 H2O(l)===H 2O(g) ； H＝＋ 44 kJ/mol 。

由 16 g 液态肼与液态双氧水反响生成液态水
时放出的热量是 ________kJ.
(3)此反响用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点
是________________ ．
【答案】 (1)N 2H 4(l) ＋ 2H 2O2(l)===N 2(g) ＋4H 2O(g) ；H＝－ 641.63 kJ/mol
(3)产物不会造成环境污染
【剖析】 (1) 第一依照得失电子守恒即可配平该氧化复原反响为N2 H4＋ 2H2O2===N2↑＋4H O，因此 1 mol N H(l) 完好反响放出热量是：，因此热化224
学方程式为N 2H4 (l) ＋ 2H 2O2(l)===N 2(g)＋ 4H 2O(g)；ΔH＝－ 641.63 kJ/mol 。

(2)利用盖斯定律得：
N H(l) ＋ 2H O(l)===N(g) ＋ 4H O(l) ，因此反应热ΔH＝－kJ/mol － ( ＋ 44 242222
kJ/mol)4×
＝－ 817.63 kJ/mol. 因此16 g( 即 0.5 mol) N 2H 4(l) 与液态 H 2O2反响生成液态H 2O 放出热
量为 817.63 kJ/mol×0.5 mol ＝ 408.815 kJ.
(3)因产物为N 2和 H2O，故不会造成环境污染．
【总结升华】书写热化学方程式，要注意各物质的状态、ΔH的正负及单位。

贯穿交融：
【变式 1】〔 2021新课标全国卷Ⅰ〕：
甲醇脱水反响 2CH 3OH(g)===CH 3OCH 3(g) ＋H 2O(g)H 1＝－ 23.9 kJ mol·－1
甲醇制烯烃反响2CH 3OH(g)===C 2H4(g) ＋ 2H2O(g)H2＝－ 29.1 kJ mol·－1
乙醇异构化反响C2H 5OH(g)===CH 3OCH 3(g)H3＝＋ 50.7 kJ mol·－1
那么乙烯气相直接水合反响C2H4(g)＋ H 2O(g)===C 2H5OH(g) 的H ＝ ________ kJ mol·－1。

【答案】－
【剖析】①－②－③即可得目标方程式。

【变式 2】写出以下热化学方程式：
(1)SiH 4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和 H2O(l) ；室
温下 2 g SiH 4自燃放出热量89.2 kJ，其热化学方程式为
________________________________________________ ．
(2)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B 2H6)，在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，
放出 649.5 kJ 热量，写出该反响的热化学方程式：
________________________________________.
(3)在101 kPa时， 1.00 g C 6H6(l) 燃烧生成CO2和H2O(l) 时，放出41.8 kJ的热量，C6H6
的燃烧热为 ________ kJ/mol ，该反响的热化学方程式为
__________________________________ ．
【答案】 (1)SiH 4(g) ＋ 2O2(g)===SiO 2(s)＋ 2H2O(l) ；H ＝－ 1427.2 kJ/mol
(2)B 2H 6(g) ＋ 3O2(g)===B 2O3(s)＋ 3H 2O(l) ；H ＝－ 2165 kJ/mol
【解析】 (1)1 mol SiH 4(g) 自燃生成SiO2(s) 和H 2O(l) 放出的热量为：
热化学方程式为：
SiH 4(g)＋ 2O2(g)===SiO 2(s)＋ 2H2O(l) ；H＝－ 1427.2 kJ/mol
(2) 1 mol B 2H 6(g)完好燃烧生成 B 2O3(s)和 H2O(l) ，放出的热量为：
热化学方程式为：
B H(g)＋ 3O (g)===B O(s)＋ 3H
2O(l) ； H＝－ 2165 kJ/mol
26223
(3)1 mol C 6H 6(l) 完好燃烧生成CO2(g) 和 H2O(l) 放出的热量为：
热化学方程式为：
种类二：相关反响热的计算
例 2、SF6是一种优异的绝缘气体，分子结构中只存在S-F 键。

： 1molS(s) 转变成气态硫
原子吸取能量280kJ，断裂 1molF-F、S-F键需吸取的能量分别为160kJ、 330kJ。

那么 S(s)＋3F2(g)=SF 6(g) 的反响热△H 为
A. -1780kJ/mol
B. -1220 kJ/mol
C.-450 kJ/mol
D. +430 kJ/mol
【答案】 B
【剖析】由题意的 1mol S(s) 和 3molF 2(g) 形成 S 原子和 F 原子共需要吸取能量是280kJ+3×160kJ＝ 760 kJ。

而生成 1mol SF 6(g)时需形成 6molS-F 键，共放出 6× 330kJ＝ 1980 kJ，因
此该反响共放出的热量为1980 kJ－ 760 kJ＝ 1220kJ,因此该反响的反响热△H＝－1220 kJ/mol ，选项 B 正确。

【总结升华】此题观察反响热的相关计算。

在化学反响中断键需要吸热，而形成新的化
学键需要放热。

贯穿交融：
【高清课堂：反响热和热化学方程式例４】
【变式 1】白磷与氧可发生以下反响：P4+5O 2=P4O10。

断裂以下化学键需要吸取的能量分别为： P— P a kJ ·mol —1、 P— O b kJ ·mol —1、 P=O c kJ ·mol —1、 O=O d kJ ·mol—1。

依照图示的分子结构和相关数据估计该反响的△H，其中正确的选项是
A．〔 6a+5d－ 4c－ 12b〕 kJ ·mol—1B〔 4c+12b －6a－ 5d〕 kJ ·mol —1
C．〔 4c+12b－ 4a－ 5d〕 kJ ·mol—1 D ．〔4a+5d－4c－ 12b〕 kJ ·mol —1
【答案】 A
【剖析】由图可以看出：P4中有 6mol 的 P－ P， 5mol 的 O2中含有 5molO ＝ O， 1mol 的P4O10中含有 4mol 的 P＝ O，12mol 的 P－ O，因此△H＝ (6a＋ 5d－ 4c－ 12b)kJ mol·－1。

【高清课堂：反响热和热化学方程式例７】
【变式 2】
H 2g Br2l2HBr g ；H
2
72kJ/mol. ，蒸发1mol Br〔l〕需要
吸取的能量为 30kJ，其他相关数据以下表：
H 2(g)Br 2(g)HBr(g) 1mol 分子中的化学键断裂时需要吸取的能量/kJ436a369
那么表中 a 为
A．404B． 260C． 230 D ．200
【答案】 D
【剖析】由得： Br 2(l)=Br2(g)H=+30kJ/mol ，那么 H 2(g) +
Br2(g) = 2HBr(g)；H=－
102kJ/mol 。

436+a-2× 369= －102； a=― 200kJ， D 项正确。

例 3、 1 g 氢气在氧气中完好燃烧，生成气态水放出120.9kJ 的热量，试计算1000L 标准状况下的氢气完好燃烧所放出的热量。

【答案】 1000L 标准状况下的氢气完好燃烧所放出的热量为× 104 kJ
【剖析】设氢气燃烧的热化学反响的反响热△H＝－ Q kJ/ mol
H 2 (g)＋
1
O
2 (g)
H O△H＝－ Q kJ/ mol
2 (g)
2
2 g Q kJ
1 g120.9 kJ
Q ＝
△H ＝－ 241.8 kJ/ mol
又设 1000L标准状况下的氢气完好燃烧所放出的热量为Q1
H2 (g)＋1O2 (g)H O(g)△ H ＝－ 241.8 kJ/ mol
2
22.4 L
2
1000 L Q1
Q1＝× 104 kJ
贯穿交融：
【变式 1】以下两个热化学方程式：
2H2(g)+O 2 (g)=2H 2O(l)；△ H= —· mol —1
C3H8(g)+5O 2(g)=3CO 2(g)+4H 2O(l)；△ H=—· mol —1
实验测得 H2与 C3H 8的混杂气体共5mol ，完好燃烧时放热3847kJ，那么混杂气体中 H 2
与 C3H 8体积比是
A. 1:3
B. 3:1
C. 1:4
D. 1:1
【答案】 B
【剖析】可依照所给热化学方程式及反响热数值分别求出1mol H 2和 1mol C 3H 8完好燃烧各自放出的热量，尔后再求混杂物的组成。

设 H2的物质的量为 x，那么 C3 H8的物质的量为 5-x ，那么÷ 2)x +2220× (5-x)=3847
因此 x=3.75mol ，由体积之比等于物质的量之比：(5-3.75)=3 ： 1
种类三：盖斯定律的应用
例 4、〔 2021 高考 ?重庆卷〕黑火药是中国古代的四大创立之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)+2KNO 3(s)+3C(s)==K 2S(s)+N 2(g)+3CO 2(g)H = x kJ mol·－1
碳的燃烧热H 1= a kJ mol·－1
S(s)+2K(s)==K 2
S(s)
2－1
H = b kJ ·mol
2K(s)+N 223
(s)
3
= c kJ ·mol
－1 (g)+3O (g)==2KNO H
那么 x 为
〔〕
A ． 3a+b－ c B． c +3a－b C． a+b－ c D． c+a－ b 【思路点拨】反响的焓值由盖斯定律直接求出。

【答案】 A
【剖析】硫的燃烧热为H1= a kJ mol·－1，那么硫的燃烧热化学方程式为，
①S(s)+O2(g)=SO2 (g)H1= a kJ mol·－1，
②S(s)+2K(s)==K2S(s)H2 = b kJ ·mol －1，
③2K(s)+N 2(g)+3O 2(g)==2KNO 3(s)H 3= c kJ ·mol －1，
依照盖斯定律，可得H =3H 1+ H2— H 3，即 x=3a+b－c。

应选 A。

【总结升华】应用盖斯定律把方程式相加减时，要注意系数的调整。

贯穿交融：
【变式 1】以下反响的热化学方程式为：
(1)C(s) ＋O (g)==CO(g)； H ＝－ 393.5 kJ/mol
221
(2)CH COOH(l) ＋ 2O
2(g)→ 2CO
2
(g)＋ 2H O(l) ； H ＝－ 870.3 kJ/mol
322
1
O2(g)===H 2O(l) ； H 3＝－ 285.8 kJ/mol
(3)H 2(g)＋
2
那么 2C(s)＋ 2H2(g)＋ O2(g)===CH 3COOH(l) 的反响热 (焓变 )为 ()
A ． 488.3 kJ/mol B．－ 488.3 kJ/mol
C．－D．
【答案】 B
【剖析】据盖斯定律知(1) ×2＋ (3)×2－(2) ，即得：
2C(s)＋ 2H 2(g) ＋ O2(g)===CH 3COOH(l)
ΔH＝( －393.5 kJ/mol) 2＋×(－ 285.8 kJ/mol)2－×(－ 870.3 kJ/mol)＝－ 488.3 kJ/mol
【变式 2】：① C (s)+O 2 (g)==CO 2 (g) ；H= － 437.3 kJ· mol －1
1②H2 (g)+
2
1③CO (g)+
2
22－1 O(g)==H O (g) ；H= －285.8 kJ· mol
O2 (g)==CO 2 (g) ；H= －283.0 kJ· mol －1
那么煤的气化主要反响的热化学方程式
是________________ 。

22(g)－1
【答案】 C (s)+H O (g)==CO (g)+H H=+131.5 kJ · mol
【剖析】①式—②式—③式获取煤的气化主要反响方程式 C (s)+H 2O (g)==CO (g)+H 2 (g)那么： H= H1－ H2－ H 3
=－ 437.3 kJ· mol－1－1－1)
－ (－ 285.8 kJ· mol)－ (－ 283.0 kJ· mol
=+131.5 kJ · mol －1。