02 化学反应的反应热和焓变的计算

一、热化学方程式 1．热化学方程式的定义和意义 热化学方程式是把一个化学反应中 物质的变化 和 反应的焓变同时表示出来的方程式。它不仅表 明了化学反应中的 物质 变化，也表明了化学 反应中的 能量 变化。
2．热化学方程式的书写
(1)书写步骤： 先写化学方程式，再注明物质的 聚集状态 ，最 后标明相应的 ΔH ，必要时注明反应条件， 书写时一般不注“↑”、“↓”。
2．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol N2(g)与适量H2(g)发生反应，生成 NH3(g)，放出92.2 kJ热量。 (2)1 mol N2(g)与适量O2(g)发生反应，生成 NO2(g)，吸收68 kJ热量。 (3)1 mol Cu(s)与适量O2(g)发生反应，生成 CuO(s)，放出157 kJ热量。
1 ①式表示 1 mol 微粒组合(1 mol H2＋ mol O2)完全反 2 应放出 285.8 kJ 的热量。 ②式表示 1 mol 微粒组合(2 mol H2＋1 mol O2)完全反应 放出 571.6 kJ 的热量。
2．热化学方程式的书写 (2)书写热化学方程式应注意的问题：
/mol代表单位物质的量的反应(反应物特定组合)
[解析] 根据盖斯定律，把题给热化学方程式作如 下处理：(4)＋(3)＋(2)－(1)，可得热化学方程 式(5)，则ΔH=ΔH4＋ΔH3＋ΔH2－ΔH1，把数据 代入得，ΔH=＋16.3 kJ/mol。
[答案] ＋16.3 kJ/mol
(1)根据盖斯定律对热化学方程式进行数学运算 时，ΔH应带“＋”或“－”号运算。 (2)在比较反应热的大小时，则应注意题目要求， 是比较ΔH的大小，还是比较|ΔH|的大小。
1．两类方程式的比较 热化学方程式 右端有热效应值 必须标明反应物、生成物 的聚集状态
普通化学方程式 右端无热效应值
不标明聚集状态
化学式前的系数可以是分 系数不能是分数，表 数，表示物质的量，不表 示物质的量或分子与 示分子与原子的个数；计 原子的个数 量数与ΔH的值相对应
2．热化学方程式正误判断的“四看” “一看”：化学原理是否正确。 如H2SO4和Ba(OH)2反应的热化学方程式写成： H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)， ΔH＝－57.3 kJ/mol是错误的。 “二看”：物质是否标明状态或状态与实际反 应是否相符。 “三看”：反应热ΔH的“＋”、“－”是否 正确，数值与反应物物质的量是否相对应。 “四看”：单位“kJ/mol”是否书写正确。
③ΔH的单位是
kJ/mol或
J/mol 。
④根据焓的性质，若化学方程式中各物质的 系数 加倍，则ΔH数值 的绝对值也加倍； 若反应逆向进行，则ΔH的数值改变 符号，但 绝对值 不变 。
二、盖斯定律及应用 1．盖斯定律 一步 完成， 对于一个化学反应，无论是 还是分 几步 完成，其反应的 焓变 都是 一样的，这一规律称为盖斯定律。 2．盖斯定律的应用 若一个热化学方程式可以由另外几个热化 学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变 即为这几个化学反应焓变的 代数和 。
(1) NH4Cl(s) = NH3(g)＋HCl(g) (2)NH3(g)＋H2O(l) = NH3· H2O(aq) (3)HCl(g) = HCl(aq) (4)NH3· H2O(aq)＋HCl(aq) = NH4Cl(aq)＋H2O(l)
NH4Cl(s) = NH4Cl(aq)
ΔH=－ΔH1 ＋ΔH2 ＋ ΔH3＋ΔH4
[例1]已知在105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气完全
燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，热化学方程式为：
1 H2O(g)=H2(g)＋ O2(g)；ΔH=＋242 kJ/mol 2
2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)；ΔH=＋484 kJ/mol
1 H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)；ΔH=－242 kJ/mol 2
(1)把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变 同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。 热化学方程式不仅表示了化学反应中的物质变化， 而且也表明了化学反应中的能量变化。 (2)书写热化学方程式时，要写出正确的化学方 程式，注明反应物的聚集状态，写出反应的焓变， 包括“＋”、“－”号，数值及单位。 (3)化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态 有关，与反应的途径无关。
1．在热化学方程式中ΔH的单位是J/mol或 KJ/mol，其中“/mol”是表示每摩尔反应物吗？ 分析：“/mol”不表示每摩尔反应物，而 是表示按反应式所表示的那些微粒的特定 组合，即表示热化学方程式各物质前的系 数只表示各物质的物质的量。 答案：不是，“/mol”表示特定微粒的组合。
例如： 1 H2(g)＋ O2(g) =H2O(l) ΔH＝－285.8 KJ/mol① 2
4．已知： (1)C(s)＋O2(g)=CO2(g) 1 (2)CO(g)＋ O2(g)=CO2(g) 2 ΔH1＝－393.5 kJ/mol ΔH2＝－283.0 kJ/mol
1 若 C(s)＋ O2(g)=CO(g)的反应热为 ΔH，则 ΔH＝________。 2
分析： 答案：－110.5 kJ/mol ΔH＝ΔH1－ΔH2 ＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol) ＝－110.5 kJ/mol。
答案：
(1)N2(g)＋3H2(g) === 2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ/mol (2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋68 kJ/mol 1 (3)Cu(s)＋ O2(g)===CuO(s) 2 ΔH＝－157 kJ/mol
3．如何用盖斯定律进行反应热的计算？ 分析： (1)写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去 的物质(在已知方程中出现两次以上的物质； 在目标方程中没有出现的物质))； (2)然后用消元法逐一消去“过渡物质”。
2．热化学方程式的书写 (2)书写热化学方程式应注意的问题： ①要在物质的化学式后面用括号注明各物质 的 聚集状态 。一般用英文字母 g 、 l 和 s 分别表 示物质的气态、液态和固态。水溶液中溶质则用 aq 表示。 ②在ΔH后要注明 反应温度 ，因为在 不同温度下 进行同一反应，其反应焓变是不同的，对于298 K时进行的反应，可以不注明温度。
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ/mol ②
上述两个化学方程式的含义是什么？
1 ①式表示 1 mol 微粒组合(1 mol H2＋ mol O2)完全反 2 应放出 285.8 kJ 的热量。 ②式表示 1 mol 微粒组合(2 mol H2＋1 mol O2)完全反应 放出 571.6 kJ 的热量。
[例2] 根据盖斯定律，结合下述信息，回答问题。 已知 (1)NH3(g)＋HCl(g) = NH4Cl(s)； ΔH1=－176 kJ/mol (2)NH3(g)＋H2O(l) = NH3· H2O(aq)； ΔH2=－35.1 kJ/mol (3)HCl(g) = HCl(aq)；ΔH3=－72.3 kJ/mol (4)NH3· H2O(aq)＋HCl(aq) = NH4Cl(aq)＋ H2O(l)； ΔH4=－52.3 kJ/mol (5)NH4Cl(s) = NH4Cl(aq)；ΔH5=
2．热化学方程式的书写 (2)书写热化学方程式应注意的问题：
/mol代表单位物质的量的反应(反应物特定组合)
③ΔH的单位是 kJ/mol 或
J/mol
。
表示热化学方程式中各物质前的系数 只表示各物质的物质的量，不表示质量， 粒子数，不表示气体的体积
例如：
1 H2(g)＋ O2(g) =H2O(l) 2 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－285.8 KJ/mol① ΔH＝－571.6kJ/mol ②
1．下列热化学反应方程式书写正确的是( ) A.2SO2＋O2 =SO2 × B ΔH＝－196.6 kJ/mol B.H2(g)＋0.5O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol C.2H2(g)＋O2(g) = 2H2O(l) × ΔH＝＋571.6 kJ/mol D.C(s)＋O2(g) = CO2(g) × ΔH＝＋393.5 kJ/mol
D
3．已知下列反应的热化学方程式为： ①C(s)＋O2(g) = CO2(g)；ΔH1＝－393.5 kJ/mol ②CH3COOH(l)＋2O2(g) = 2CO2(g)＋2H2O(l)； ΔH2＝－870.3 kJ/mol ③H2(g)＋0.5O2(g) = H2O(l)； ΔH3＝－285.8 kJ/mol 则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g) = CH3COOH(l)的反应 热(焓变)为 ( ) A．＋488.3 kJ/mol B．－488.3 kJ/mol C．－244.15 kJ/mol D．＋244.15 kJ/mol
第2课时
热化学方程式
反应焓变的计算
目标导航 1.了解热化学方程式的书写方法和意义； 2.理解盖斯定律并会应用。
A. 旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成 释放的能量时，该化学反应为 吸热 反应；反 之，则为 放热 反应。 B. 当反应物的总能量大于反应产物的总能量时， 放热 该化学反应为 反应；反之，则为 吸热 反应。 C. ΔH<0反应 放热；ΔH>0反应 吸热 。
2．计算 (1)根据热化学方程式进行计算：焓变与反应物 各物质的物质的量成正比。 (2)根据反应物和生成物的总能量计算： ΔH=E反应产物－E反应物。 (3)依据反应物化学键断裂与反应产物化学键形 成过程中的能量变化计算： ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量E1－反应 产物的化学键形成释放的能量E2
则第(5)中ΔH=
(1)NH3(g)＋HCl(g) = NH4Cl(s) (2)NH3(g)＋H2O(l) = NH3· H2O(aq) (3)HCl(g) = HCl(aq) (4)NH3· H2O(aq)＋HCl(aq) = NH4Cl(aq)＋H2O(l) (5)NH4Cl(s) = NH4Cl(aq)
2.含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应， 放出28.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程 式是( ) 0.5 mol
A．NaOH(aq)＋HCl(aq) = NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋28.7 kJ/mol
B．NaOH(aq)＋HCl(aq) = NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－28.7 kJ/mol C．NaOH(aq)＋HCl(aq) = NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.4 kJ/mol D．NaOH(aq)＋HCl(aq) = NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ/mol
4.符号及单位不正确等。
1．比较 (1)吸热反应与放热反应： 吸热反应ΔH>0，放热反应ΔH<0，故吸热反应的 反应热一定大于放热反应的反应热。 (2)反应物或生成物状态不同的反应： 因为反应物和 生成物的聚集 状态不同，反 应热亦不同。
1．比较 (3)物质的系数不同的反应： 对于同一反应，系数越大，吸收或放出的热量 就越多。 (4)运用盖斯定律列等式作差比较： 对于一些不便于直接比较的反应或过程，可以 设计循环转化关系图，然后利用盖斯定律，列 等式，作差比较它们的大小。
2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(g)；ΔH=－484 kJ/mol
[解析] 热化学方程式的书写要求与普通化
学方程式的区别有三： ①一定要标明各物质的聚集状态。 ②物质的系数可用分数表示其实际物质的量， 且与热量数值成正比。 ③用ΔH表示时，吸热，其值为正； 放热，其值为负。
热化学方程式的书写与判断中，常出现以下 错误： 1.如不标明物质的聚集状态； 2.ΔH的数值与物质的系数不对应； 3.ΔH的数值计算不正来自百度文库；
(4)根据盖斯定律的计算： 化学反应的反应热只与反应的始态(各反应 物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无 关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步 反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应 热是相同的。 (5)根据比热公式计算： Q=－c· m·ΔT。 Q ΔH= n ΔH=ΔH1＋ΔH2