知识讲解_热化学方程式和反应热计算(提高)

高考总复习热化学方程式和反应热的计算

编稿：房鑫责编：张灿丽

【考试目标】

1．了解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有关反应焓变的简单计算。

【考点梳理】

要点一、热化学方程式

1．定义：表示参加反应物质的量与反应热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。

要点诠释：热化学方程式既体现化学反应的物质变化，同时又体现反应的能量变化，还体现了参加反应的反应物的物质的量与反应热关系。如：

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；ΔH1=-241.8kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)；ΔH2=-483.6kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；ΔH3=-285.8kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)；ΔH4=-571.6kJ/mol

2．书写热化学方程式的注意事项：

(1)需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时，其△H不同。不注明的指101kPa 和25℃时的数据。

(2) 要注明反应物和生成物的状态（不同状态，物质中贮存的能量不同）。

如：H2 (g)+1

2

O2 (g)==H2O (g)；ΔH=－241.8 kJ／mol

H2 (g)+1

2

O2 (g)==H2O (1) ；ΔH=－285.8 kJ／mol

(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。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH成比例变化。

如：H2 (g)+Cl2 (g)==2HCl (g) ；ΔH=－184.6 kJ／mol

1 2H

2 (g)+

1

2

Cl2 (g)==HCl (g)；ΔH=－92.3 kJ／mol

(4)△H的单位kJ/mol，表示每mol反应所吸放热量，△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)表示反应已完成的热量，可逆反应N2(g) +3H2(g) 2NH3 (g)；△H=- 92.4kJ/mol，是指当1molN2(g)和3molH2(g)完全反应，生成2 mol NH3(g)时放出的热量92.4kJ；2 mol NH3(g)分解生成1molN2(g)和3molH2(g)时吸收热量92.4kJ，即逆反应的△H=+92.4kJ/mol。

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

要点二、盖斯定律和反应热的计算。

1.盖斯定律的定义

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。即化学反应的反应热与反应途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。

2.反应热的计算

（1）．根据反应物和生成物的总能量计算

△H＝生成物的总能量－反应物的总能量

（2）．根据键能计算

ΔH=反应物键能总和―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，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。

（4）．燃烧热和中和热的计算

①燃烧热：Q放=n（可燃物）×ΔH C

n（可燃物）为可燃物的物质的量，ΔH C为该可燃物的燃烧热

②中和热：Q放=n（H2O）×ΔH C＇

n（H2O）为生成水的物质的量，ΔH C＇为中和热

（5）．利用盖斯定律求反应热

（1）设计合理的反应途径。

（2）适当加减已知的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反应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应热。

（3）在进行反应热的计算时，要注意反应热的符号以及反应热与方程式中化学计量数间的比例关系。

（6）．混合物燃烧放热求比例问题

可用常规的列方程组法，也可采用十字交叉法。

【典型例题】

类型一：热化学方程式的意义及书写

例1、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水．当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热．已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ的热量。

(1)反应的热化学方程式为____________________．

(2)又已知H2O(l)===H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol。由16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ.

(3)此反应用于火箭推进，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)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.63 kJ/mol

(2)408.815

(3)产物不会造成环境污染

【解析】(1)首先根据得失电子守恒即可配平该氧化还原反应为N2H4＋2H2O2===N2↑＋

4H2O，因此1 mol N2H4(l)完全反应放出热量是：，因此热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.63 kJ/mol。

(2) 利用盖斯定律得：

N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)，因此反应热ΔH＝－641.63 kJ/mol－(＋44 kJ/mol)×4

＝－817.63 kJ/mol.所以16 g(即0.5 mol) N2H4(l)与液态H2O2反应生成液态H2O放出热量为817.63 kJ/mol×0.5 mol＝408.815 kJ.

(3)因产物为N2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。

举一反三：

【变式1】（2014 新课标全国卷Ⅰ）已知：

甲醇脱水反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1

甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1

乙醇异构化反应C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1

则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。

【答案】－45.5

【解析】①－②－③即可得目标方程式。

【变式2】写出下列热化学方程式：

(1)SiH4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)；已知室温下2 g SiH4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(B2H6)，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，写出该反应的热化学方程式：

________________________________________.

(3)在101 kPa时，1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出41.8 kJ的热量，C6H6