反应热计算

S（始态） △ H2 > 0
△H1 < 0 L（终态）
•先从始态S变化到到终态L，体系放出热量 （△H1<0），然后从L到S，体系吸收热量 (△H2>0)。 •经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有 发生变化，所以就不能引发能量变化，即 △H1+△H2≡0
ΔH
A
ΔH1
B
ΔH2
C
Δ H=ΔH1+ΔH2
例3：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时)
查燃烧热表知：
①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol △H2=-395.0kJ/mol
所以， ①- ②得： C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.5kJ/mol
④=②＋③－①
△H=+178.2 kJ/mol
例2：按照盖斯定律，结合下述反应方程式回答问题 ,已知： ①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) ②NH3(g)+H2O(l)=NH3· H2O(aq) △H1=-176kJ/mol △H2=-35.1kJ/mol
③HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq)
①P4(白磷、 s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2 kJ/mol
②P(红磷、 s)+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 ①-4×②： P4(白磷、s)=4 P(红磷、s) △ H =-29.2kJ/mol
规律: “正逆”反应的反应热效应数值相等，符号相反 2、甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆 炸性自燃，生成SiO2和液态水。已知室温下1g甲硅烷
自燃放出44.6kJ热量，其热化学方程式为：
_____________________________________________ SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol
3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，计算
下列反应中放出的热量。
（1）用20g NaOH 配成稀溶液跟足量稀盐酸反应，放出热 量为 出热量为 量 28.65 kJ。 （2）用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放 kJ。 11.46 （3）用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应，放出的热 （大于、小于、等于）57.3kJ。 小于 （4）100ml 0.1mol/L的Ba(OH)2溶液与100ml 0.1mol/L 的H2SO4溶液反应，放出的热量是否为1.146kJ？为什 么？
化学反应的反应热只与反应体系的始 态和终态有关，而与反应的 途径无关。
盖斯定律的本质：方程式按一 定系数比加和时其反应热也按 该系数比加和。
如何理解盖斯定律？
B
登山的高度与上 山的途径无关， 只与起点和终点 的相对高度有关
A 请思考：由起点A到终点B有多少条途径？ 从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?
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1：已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s) △H = -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol 试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变
化学反应热的计算
复习:
1、已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol
则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为（ D ） A.+184.6 kJ/mol C.-369.2 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol
注意热化学方程式正确书写，特 课本P12 例1： 别注意有关单位的正确书写。 【解一】钠与氯气起反应的热化学方程 式如下：
Na(s) + 1/2Cl2(g)== NaCl (s) △H 由：Q=n×△H －17.87kJ = 1.0g /(23g/mol) ×△H
则：△H＝23g/mol×(－17.87kJ)÷ 1.0g
变式练习
2．已知胆矾溶于水时溶液温度降低， 胆矾分解的热化学方程式为： CuSO4•5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(l) △H=+Q1kJ/mol 设计合理的反应过程，注意反 室温下，若将 1mol无水硫酸铜溶解为溶液 应热的正、负号！ 时放热Q 2kJ，则（ A ） A．Q1>Q2 B．Q1=Q2 C． Q1<Q2 D．无法确定
④NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) ⑤NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq)
△H3=-72.3kJ/mol
△H4=-52.3kJ/mol △ H 5= ？
则第⑤个方程式中的反应热△H是________。 根据盖斯定律和上述反应方程式得：
⑤=④+③+②-①，
即△H5 = +16.3kJ/mol
◆能否根据式子： CH4(g)+O2(g)= CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445.15kJ/mol
认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol?
例：0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中 完全燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5kJ热
量，则表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为
盖斯定律是断定能量守恒的先 驱，也是化学热力学的基础。
2、盖斯定律在科学研究中的重要意义 • • • • • 有些反应进行得很慢 有些反应不容易直接发生 有些反应的产品不纯（有副反应发生） 这些都给测量反应热造成了困难 利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热 计算出来
3、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。
2 × ②－①： 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程， 同时注意： ⑴ 当反应式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以某 数。 ⑵ 反应式进行加减运算时，△H也同样要进行加减运算， 且要带“+”、“-”符号，即把△H看作一个整体进行运算。 ⑶ 通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把 △H看作一个整体。 ⑷ 在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三 态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反 之会放热。 ⑸ 当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应 热数值相等，符号相反。
盖斯定律的灵活应用
3 在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态 H2O，放出 890 kJ的热量，CH4 的燃烧热为多少？
1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？
【解】根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全 燃烧的热化学方程式为： CH4(g)＋2O2(g)= CO2(g)＋ 2H2O(l) ΔH=－890 kJ ／mol 即CH4 的燃烧热为 890 kJ／mol。 由：Q=n×△H 1000 L CH4 (标准状况)完全燃烧放出的热量为： Q= V (CH4) / V m ×△H =1000L / （22.4L· mol-1）×（—890 kJ／mol ） =44.6 mol×（-890 kJ／mol）＝—3.97×104kJ
二、反应的计算
• 题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写 • 1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热 化学反应方程式。 • 2、有关反应热的计算 • （1）盖斯定律及其应用 • （2） 根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根 据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或 比较大小。Q=n×△H • (3)利用键能计算反应热 • 题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量
则 Δ H1 + Δ H2 =Δ H3 所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 =-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol =-110.5kJ/mol
由上两例你能得出什么结论？
影响反应热的因素
1、与温度、压强有关
2、与物质的状态有关
3、与反应物的用量有关 4、与反应条件（途径）无关
——盖斯定律
一、盖斯定律 1、盖斯定律 定压或定容条件下的任意化学反应，在不做 其它功时，不论是一步完成的还是几步完成的， 其热效应总是相同的（反应热的总值相等）。
练习
已知 ① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol ② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol ③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH
＝－411kJ/mol
课本P12 例1： 【解二】设生成1molNaCl放热量为Q
Na(s) + 1/2Cl2(g)== NaCl (s) 23g 1g Q 17.87kJ
则：Q＝23g×17.87kJ÷ 1.0g
＝411kJ
答：由钠和氯气反应生成1mol的反应热为－411kJ/mol
变式练习
•1.已知： C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol •H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH= －241.8 kJ/mol 欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质 量比约为 •A. 2:3.25 B. 12:3.25 B • C. 1:1 D. 393.5:241.8
【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 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 kJ/mol ×2 －285.8 kJ/mol ×4 ＋1370 kJ/mol ＝－339.6kJ/mol
思考：如何测出该反应的反应热： ① C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?
不能很好的控制反应的程度，故不能直接通过实验测得△H1
如果已知： ②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ③C(s)+O2(g)==CO2(g) 你能求出ΔH1吗？ ①+②=③
，
ΔH2=-283.0kJ/mol ΔH3=-393.5kJ/mol
B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) △H=-2165kJ/mol
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判断下列数据△H1表示燃烧热吗？
① H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？还差什么条件？ 已知： ② H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol 求 ③ H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △ H 3= ？ 用图示求解过程。 ①+②=③ △H3=△H1+△H2=-285.8kJ/mol
。
你知道神六的火箭燃料是什么吗？
例5：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生 成N2、液态H2O。已知： ①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol ②N2H4(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。
观察该热化学方程式，回答：金刚石能自动变成石墨 吗？需要什么条件？若金刚石、石墨共1mol混合在氧气中 燃烧,产热QKJ,则两者的物质的量之比为:
例4：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：