第三节_化学反应热的计算

答案
A
跟踪练习2
( )
下图构想的物质循环中太阳能最终转化为
A．化学能 C．生物能 答案 B
B．热能 D．电能
思维激活
在化学科学研究中，常常需要通过实验测定物质在发生 化学反应时的反应热，但是某些反应的反应热，由于种种原 因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接地获得。在 生产中对于燃料的燃烧，反应条件的控制以及“废热”的利 用，也需要进行反应热的计算。 反应热的计算要依据什么来进行？
ΔH3＝ΔH1－ΔH2
＝－393.5 kJ· －1－(－283.0 kJ· －1) mol mol ＝－110.5 kJ· －1 mol
所以C(s)＋O2(g)＝CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ· －1 mol
(三)、应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项
1．热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数 时，反应热数值也必须乘上该数。 2．热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减， 反应热也随之相加减。
3．将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”
号必须随之改变。 4．若热化学方程式需相减，最好能先把被减方程式进 行颠倒，然后相加，更不易出错。
例1、已知下列热化学方程式： Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S） △H1；(1) Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO（S） △H2； (2) 则Zn（S）+ HgO（S）= Hg（l）+ ZnO（S）， (3) △H值为=？
解析
依据反应：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)
可将(1)、(2)、(3)分别演变成如下情况： ①2CO2(g)＋2H2O(l)＝CH3COOH(l)＋2O2(g) 870.3 kJ· －1 mol ΔHa＝＋
②2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g) ΔHb＝－2×393.5 kJ· －1 mol
①能直接测定吗？如何测？ ②若不能直接测，怎么办？
1、提出问题
在化学科学研究中，常ຫໍສະໝຸດ 需要知道物质在 发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应 热很难直接测得，我们怎样才能获得它们的反 应热数据呢？
如何得到 C(s) + 1/2O2(g) ==CO(g)的反应热？
2、分析问题 C(s) + O2(g) == CO2(g) △H1 ……（1） △H2 ……（2）
1、请用自己的话描述一下盖斯定律。 2、盖斯定律有哪些用途？
典例导析
知识点1：盖斯定律的意义 例1 实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷 的反应热，但可通过测出CH4、石墨及H2燃烧反应的反应热， 再求由石墨生成甲烷的反应热。已知： ①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJ· －1 mol ②C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ· －1 mol
=-393.5 kJ· -1+2×(-285.8 kJ· -1)-(-890.3 kJ· -1) mol mol mol
=-74.8 kJ· －1 mol 答案 －74.8 kJ· －1 mol
跟踪练习1 盖斯定律指出：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，而与具体反应进 行的途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由 右图判断下列关系错误的是( )
A、△H2-△H1 C、△H1-△H2
B、△H2+△H1 D、-△H1-△H2
依题意可知：(3) = (1) - (2)
即△H = △H1 —△H2
例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa时) 说明:可以在书中查找需要的数据(P7)
查燃烧热表知(P7)：
①C(石墨，s)+O2(g)==CO2(g) △H1=-393.5kJ/m ol ②C(金刚石，s)+O2(g)==CO2(g) △H2=-395.0kJ/m ol
正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。
△H1 < 0
S（始态）
L（终态）
△H2 > 0
根据能量守恒定律： 若某化学反应从始态（S）到 终态（L）其反应热为△H1，而从终态（L）到始 态（S）的反应热为△H2，这两者和为0。 即△H1 ＋ △H 2 = 0
的反应热△H1
1 如何测定 C ( s ) O2 ( g ) CO ( g ) 2
CO(g) + 1/2O2(g) ==CO2(g) 3、解决问题
C(s) + 1/2O2(g) == CO(g) △H3 = ?
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)
△H3＝？
+) CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2＝-283.0 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3+ △H2= △H1 ∴△H3 = △H1 － △H2 △H1＝-393.5 kJ/mol
例如：
(1)C(s)＋ O2(g)＝CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ· －1 mol
1 (2)CO(g)＋ O2(g)＝CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ· －1 mol 2 1 求C(s)＋O2(g)＝CO(g)的反应热。 2
解析：
根据上述两个反应的关系可知：
ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，
A．A→F：ΔH＝－ΔH6 B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1 C．C→F：|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6| D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6) 答案 B
知识点2：盖斯定律的应用 例2 已知下列热化学方程式： (1)CH3COOH(l)＋2O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－ 870.3 kJ· －1 mol (2)C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ· －1 mol 1 (3)H2(g)＋ O2(g)＝H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ· －1 mol 2 则反应：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)的反应热 为( ) A．－488.3 kJ· －1 mol B．－244.15 kJ· －1 mol C．488.3 kJ· －1 mol D．244.15 kJ· －1 mol
2．反应热总值一定。如右图表示始态到终态的反应热， 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
(二)、盖斯定律在科学研究中的重要意义
因为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)，这给测定反应热造成 了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反 应热计算出来。
（1）已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol 1.写出石墨的完全燃烧的热化学方程式
C(g) O2 (g) CO2 (g); H 393.5kJ / mol S
2.二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式
CO2 ( g ) C(s) O2 ( g ); H 393.5kJ / mol
［特别提醒］
利用盖斯定律解题的关键是设计流程：从反应物开始， 经历若干中间反应(并不是真实的反应历程)，最终生成生成 物。分析过程中要注意同一物质的不同状态，因为物质的状 态不同，吸收或放出的热量也不相同。 二、进行反应热的计算时需注意的问题 1．反应热数值与各物质的化学计量系数成正比，因此 热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值
名师解惑
一、反应热的计算 1．由化学反应的本质(旧键断裂－新键生成)及化学反应 能量变化的原因(反应物的总能量与生成物的总能量不等)可 得： (1)反应热＝断裂旧键所需的能量－生成新键释放的能量 (2)反应热＝生成物的总能量－反应物的总能量 2．根据盖斯定律计算：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。也就是说，化学反应的反应 热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应的途径无关。 所以，可将热化学方程式进行适当的“加”、“减”等变形， ΔH进行相应的变化后来计算反应热。 3．其他相关计算 根据比热容公式ΔH＝CmΔt进行计算；由生成反应的焓 变计算:反应热＝生成物生成焓之和－反应物生成焓之和。
所以， ①- ②得： C(石墨，s) = C(金刚石，s)
△H=+1.5kJ/mol
例3 已知 ① CO( g ) 1 2 O2 ( g ) CO2 ( g ); H1 283.0kJ / mol ② H 2 (g) 1 2 O2 (g) H 2O(l)；H 2 285.8kJ / mol ③ C2 H5OH (l ) 3O2 (g) 2CO2 (g) 3H 2O(l)
解：依题意可知，发射火箭燃料发生如下反应 2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=? (3) 依题意可知：(3) = (2) x 2 - (1) 即△H = 2△H2—△H1 = - 1135.2kJ/mol 得：2 N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) △H=-1135.2kJ/mol
自学导引
一、怎样进行反应热的计算
1．热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同 时改变正、负号；各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或
缩小相同的倍数。
2．根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方 程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 3．可燃物完全燃烧产生的热量＝n×ΔH。 思考题 已知C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ· －1，则2.5 mol C在O2中完全燃烧生 mol 成CO2时放出多少热量？ 答案 983.75 kJ 二、进行反应热计算常用的几种方法 1．列方程或方程组法。 2．平均值法。 3．极限分析法。 4．十字交叉法。 5．估算法(仅适于选择题)。