选修4 第一章 第三节 化学反应热的计算

第一章化学反应与能量

第三节化学反应热的计算（2）

【知识要点】利用反应热的概念、盖斯定律、热化学方程式进行有关反应热的计算

【重点、难点】盖斯定律的应用和反应热的计算

【温习旧知】

问题1、什么叫反应热？

答：当反应物和生成物的温度相同时，化学反应过程中吸收或放出的热量叫做化学反应的热效应，化学反应的热效应一般称为反应热。

问题2、为什么化学反应会伴随能量变化？

答：一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成会放出能量，由于吸收和放出的能量不同，必然导致化学反应会吸收或放出能量。问题3、什么叫热化学方程式？

答：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。

问题4、书写热化学方程式的注意事项？

答：①∆H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，∆H为“—”；若为吸热反应，∆H为“+”。∆H的单位一般为kJ/mol。

②注意焓变∆H与测定条件（温度、压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明∆H的测定条件。

绝大多数∆H是在25℃，101 205Pa下测定的，可不注明温度和压强。

③注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分

子或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

④注意反应物和产物的聚集状态不同，焓变∆H不同。

⑤注意热化学方程式是表示反应已经完成的数量。由于∆H与反应完成的物质的量有关，所以方程式中

化学式前面的化学计量数必须与∆H相对应，如果化学计量数加倍，则∆H也要加倍。当反应逆向进行时，其焓变与正反应的焓变数值相等，符号相反。

⑥热化学方程式一般不写反应条件（如点燃、加热、高温等）。

问题5、已知1g氢气燃烧生成液态水和气态水时分别放出142.9 kJ和120.9 kJ的热量，分别写出氢气燃烧生成液态水和气态水的热化学方程式。

【知识回顾】

1、计算焓变的两个公式

（1）∆H ＝E(生，总) －E(反，总)

（2）∆H ＝E(断键总吸能) －E(成键总释能)

①当E(断键总吸能) ＞E(成键总释能)时，反应为_____反应，∆H ____ 0。

②当E(断键总吸能) ＜E(成键总释能)时，反应为_____反应，∆H ____ 0。

2、燃烧热：1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。

3、中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时所释放的热量。

（1）定义中的“稀溶液”一般是指酸、碱的物质的量浓度均小于或等于1mol/L的溶液，因为溶液混合时会产生溶解热效应而影响中和热的测定。

（2）中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

（3）中和反应的实质是H+(aq) + OH-(aq) == H2O(l)，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热不在中和热内。

4、盖斯定律：化学反应的焓变只与反应体系的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应途径无关。不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。

【新课】

根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。

一、根据比例关系计算ΔH

热化学方程式的简单计算的依据：

⑴热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。

⑵热化学方程式之间可以进行加减运算。

【例1】已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18g液态水，并放出515.65kJ热量，则CO燃烧的热化学方程式是( )

①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－564kJ/mol

②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282kJ/mol

③CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH＝+374.4kJ/mol

④2CO2(g)=2CO(g)+ O2(g)ΔH＝+1406.2kJ/mol

A.①②

B. ①③

C.②④

D.③④

解析：生成水18g,其物质的量是1mol，说明原混合物中CH4为0.5mol，根据CH4燃烧反应热的数值

和CH 4的物质的量成正比，0.5mol CH 4完全燃烧放热890.3kJ×1

5.0=445.15kJ 。由于混合气体共0.75mol ，则CO 为0.25mol ，完全燃烧生成CO 2气体，放热515.65kJ-445.15kJ=70. 5kJ,所以，1mol CO 完全燃烧放热70.5kJ×25

.01=282kJ, 2mol CO 完全燃烧放热564kJ,且放热反应，ΔH 为“-”，故①②正确，④式ΔH 应为+564kJ/mol 。答案选A 。

二、根据化学键能计算ΔH

化学反应过程是旧键断裂和新键形成的过程，反应物分子间化学键断裂成原子时，需克服化学键吸收能量，原子结合成生成物分子时，形成新化学键放出能量。通常把拆开或破坏1 mol 某化学键所吸收或放出的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（ΔH ），化学反应的ΔH 等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。

化学反应的热效应（反应热）和键能的关系：

ΔH = E 1(反应物的键能总和) — E 2(生成物的键能总和)

注意：此换算只适用于反应物和生成物都是气体的反应。

【例2】已知 ①1 mol H 2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ 的能量；②1 mol Cl 2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ 的能量；③由H 原子和Cl 原子形成1 mol HCl 分子时释放431 kJ 的能量。下列叙述正确的是( )

A ．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H 2(g)＋Cl 2(g) = 2HCl(g)

B ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的∆H = 183 kJ/mol

C ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的∆H =－183 kJ/mol

D ．氢气和氯气反应生成1 mol 氯化氢气体，反应的∆H =－183 kJ/mol

解析：氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体时，需使1 mol H 2和1 mol Cl 2分子中化学键断裂，共吸收436 kJ+243 kJ=679 kJ 的能量，而生成2 mol 氯化氢会放出热量431×2=862 kJ ，故氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体时会放出热量862 kJ －679 kJ=183 kJ ，反应的∆H =－183 kJ/mol 。答案选C 。

三、根据盖斯定律计算ΔH

【例3】已知下列热化学方程式： Zn(s)+

2

1O 2(g)=ZnO （s ） ΔH=-351.1kJ/mol Hg(l)+21O 2(g)=HgO(g) ΔH=-90.7kJ/mol