高中化学1.3化学反应热的计算名师导航素材新人教版选修420200629121

第三节 化学反应热的计算名师导航知识梳理 1.盖斯定律(1)内容：不管化学反应是一步或_________完成，其反应热是_________的。

或者说，化学反应的反应热只与反应体系的_________和_________有关，而与反应的_________无关。

(2)解释：能量的释放或吸收是以________的物质为基础的，两者密不可分，但以________为主。

(3)应用：对于进行得______________的反应，不容易_________反应，________即有_________的反应，_________反应热有困难，如果应用_________，就可以_________地把它们的反应热计算出来。

例如：C （s ）+21O 2(g)====CO(g) 上述反应在O 2供应充分时，可燃烧生成CO 2；O 2供应不充分时，虽可生成CO ，但同时还部分生成CO 2。

因此该反应的ΔH______________。

但是下述两个反应的ΔH 却可以直接测得： (1)C(s)+O 2(g) ====CO 2(g)ΔH 1=－393.5 kJ ·mol -1(2)CO(g)+21O 2(g) ====CO 2(g) ΔH 2=－283.0 kJ ·mol -1根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH 。

分析上述两个反应的关系，即知：ΔH 1=______________，ΔH 2=______________。

则C(s)与O 2(g)生成CO(g)的热化学方程式为：____________________________。

2.反应热的计算反应热计算的主要依据是________和________的数据。

疑难突破1.如何理解盖斯定律？剖析：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

也就是说，化学反应的反应热只与反应体系的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。

如果一个反应可以分几步进行，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，这就是盖斯定律。

2.进行反应热计算应注意什么？剖析：(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。

(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。

(3)正、逆反应的反应热数值相等、符号相反。

3.如何计算燃烧热？剖析：（1）计算公式：Q 放=n(可燃物)×ΔH ，其中Q 放指可燃物完全燃烧放出的热量，ΔH 表示可燃物的燃烧热。

（2）含义：一定量的可燃物完全燃烧放出的热量，等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热。

问题探究问题：碳不完全燃烧生成一氧化碳，但同时不可避免地会生成少量二氧化碳，因此用实验的方法不可能准确地测量出一氧化碳的生成热。

如何得到一氧化碳的生成热呢？请进行探究。

探究：（1）测定二氧化碳的生成热和一氧化碳的燃烧热，并写出热化学方程式。

（2）比较这两个反应热化学方程式与生成一氧化碳的热化学方程式的不同点，找出无关的物质变换化学计量数使其相同，再通过加减消去，然后算出热量。

一定要注意热化学方程式相加减时，能量也要相加减。

由此可以计算出一氧化碳的生成热。

典题精讲【例1】(2020江苏高考，21(3))通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收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)，化工业上高纯硅可通过下列反应制取： SiCl 4(g)+2H 2(g)高温Si(s)+4HCl (g)该反应的反应热ΔH=______________kJ ·mol -1思路解析：根据拆键吸收能量，成键放出能量和能量守恒原理，分别求出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，相减即得该反应的反应热ΔH ，即ΔH=360 kJ ·mol -1×4 mol+436 kJ ·mol -1 ×2 mol －431 kJ ·mol -1×4 mol －176 kJ ·mol -1×24mol ＝236 kJ 。

答案：+236【例2】 发射卫星时可用肼(N 2H 4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。

已知：N 2(g)+2O 2(g)====2NO 2(g) ΔH 1=+67.7 kJ ·mol -1①N 2H 4(g)+O 2(g) ====N 2(g)+2H 2O(g) ΔH 2＝－534 kJ ·mol -1② 试计算1 mol 肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为_________kJ ，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：__________________________________________。

思路解析：由题意可知：N 2(g)+2O 2(g)====2NO 2(g) ΔH 1=+67.7 kJ ·mol -1①N 2H 4(g)+O 2(g)====N 2(g)+2H 2O(g) ΔH 2=－534 kJ ·mol -1② 根据盖斯定律，为在反应物中消去O 2并得到N 2H 4和NO 2的反应。

令②×2-①得：2 N 2H 4(g)－N 2(g)====2N 2(g)+4H 2O(g)－2NO 2(g)； ΔH ＝2ΔH 2-ΔH 1，整理得：2 N 2H 4(g)+2NO 2(g) ====3N 2(g)+4H 2O(g)ΔH ＝2ΔH 2－ΔH 1＝534 kJ ·mol -1×2－67.7 kJ ·mol -1＝－1 135.7 kJ ·mol -1。

则1 mol N 2H 4反应放出的热量为567.85 kJ 。

答案：567.85 2 N 2H 4(g)+2NO 2(g) ====3N 2(g)+4H 2O(g)ΔH ＝－1 135.7 kJ ·mol -1。

【例3】已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C （金刚石，s ）+O 2(g)====CO 2(g)ΔH=－395.41 kJ ·mol -1,C(石墨，s)+O 2(g) ====CO 2(g) ΔH=－393.51kJ ·mol -1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为____________________________。

由此看来更稳定的碳的同素异形体为____________________________。

若取金刚石和石墨的混合晶体共 1 mol 在O 2中完全燃烧，产生热量为Q kJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为_________（用含Q 的代数式表示）。

思路解析：由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得，C （金刚石，s ）－C(石墨，s)=0。

ΔH 3=ΔH 1－ΔH 2=－395.41 kJ ·mol -1+393.51 kJ ·mol -1=－1.90 kJ ·mol -1。

即C （金刚石，s ）====C （石墨，s) ΔH=－1.90 kJ ·mol -1。

可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。

金刚石395.41 Q －393.51石墨393.51 395.41－Q答案：C （金刚石，s ）====C （石墨，s ） ΔH=－1.90 kJ ·mol -1石墨QQ --41.39551.393【例4】 (经典回放)已知在25 ℃、101 kPa 下，1 g C 8H 18(辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ 的热量。

表示上述反应的热化学方程式正确的是（ ）A. C 8H 18(l)+225O 2(g)====8CO 2(g)+9H 2O(g) ΔH=－48.40 kJ ·mol -1B. C 8H 18（l ）+225O 2(g) ====8CO 2(g)+9H 2O(l)；ΔH=－5 518 kJ ·mol -1C. C 8H 18（l ）+225O 2(g) ====8CO 2(g)+9H 2O ；ΔH=+5 518 kJ ·mol -1D. C 8H 18（l ）+225O 2(g) ====8CO 2(g)+9H 2O(l)；ΔH=－48.40 kJ ·mol -1思路解析：本题考查热化学方程式的正误判断。

在25 ℃、101 kPa 下，1 mol C 8H 18燃烧生成CO 2和液态水时放出的热量为gkJ140.48×114 g=5 518 kJ 。

由于在判断热化学方程式时应注明以下几点：①标明各物质的状态，A 中H 2O 的状态标错，A 不正确；②标明反应是吸热还是放热，ΔH ＞0时为吸热反应，ΔH ＜0时为放热反应，C 错；③热量数值要与化学计量数相对应，显然D 错。

答案：B【例5】 已知下列两个热化学方程式：2H 2(g)+O 2(g)====2H 2O(l) ΔH=－571.6 kJ ·mol -1C 3H 8(g)+5O 2(g)====3CO 2(g)+4H 2O(l)ΔH=－2 220 kJ ·mol -1根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：(1)H 2的燃烧热为____________________________，C 3H 8的燃烧热为______________。

(2)1 mol H 2和2 mol C 3H 8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为______________。

(3)现有H 2和C 3H 8的混合气体共5 mol ,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H 2和C 3H 8的体积比是______________。

思路解析：(1)燃烧热是指1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，据题给的热化学方程式可知，H 2的燃烧热为571.6 kJ ·mol -1÷2=285.8 kJ ·mol -1，C 3H 8的燃烧热为2220 kJ ·mol -1。

(2)据公式Q放=n(可燃物)×ΔH，1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8 kJ·mol-1×1 mol+2 220 kJ·mol-1×2 mol=4 725.8 kJ。

(3)设混合气体H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5 mol －x，所以：285.8 kJ·mol-1×x+(5 mol －x)×2 220 kJ·mol-1=3847 kJ解方程得x=3.75 mol，则5 mol －x=1.25 mol。