知識(shí)講解_熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱計(jì)算(基礎(chǔ))

1、高考總復(fù)習(xí) 熱化學(xué)方程式和反應(yīng)熱的計(jì)算編稿：房鑫 責(zé)編：張燦麗【考試目標(biāo)】 1了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。 2理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算?！究键c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、熱化學(xué)方程式1定義：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量與反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。要點(diǎn)詮釋?zhuān)簾峄瘜W(xué)方程式既體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化，同時(shí)又體現(xiàn)反應(yīng)的能量變化，還體現(xiàn)了參加反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱關(guān)系。如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ；H1=-241.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)；H2=-483.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)

2、=H2O(l) ；H3=-285.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)；H4=-571.6kJ/mol 2書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)：(1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)；因反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)不同時(shí)，其H不同。 不注明的指101kPa和25時(shí)的數(shù)據(jù)。(2) 要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)（不同狀態(tài)，物質(zhì)中貯存的能量不同）。 如：H2 (g)+O2 (g)=H2O (g) H=241.8 kJmol H2 (g)+O2 (g)=H2O (1) H=285.8 kJmol(3)熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，表示物質(zhì)的量，它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。對(duì)于相同物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)

3、計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其H成比例變化。 如：H2 (g)+Cl2 (g)=2HCl (g) H=184.6 kJmol H2 (g)+Cl2 (g)=HCl (g) H=92.3 kJmol(4)H的單位kJ/mol，表示每mol反應(yīng)所吸放熱量，H和相應(yīng)的計(jì)量數(shù)要對(duì)應(yīng)。(5)比較H大小時(shí)要帶著“”、“”進(jìn)行比較。 (6)表示反應(yīng)已完成的熱量，可逆反應(yīng)N2(g) +3H2(g) 2NH3 (g)；H=- 92.4kJ/mol，是指當(dāng)1molN2(g)和3molH2(g)完全反應(yīng)，生成2 mol NH3(g)時(shí)放出的熱量92.4kJ；2 mol NH3(g)分解生成1molN2(g)和3molH2(g)時(shí)

4、吸收熱量92.4kJ，即逆反應(yīng)的H=+92.4kJ/mol。熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的比較： 化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式相似點(diǎn)都能表明化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化，都遵循質(zhì)量守恒定律。不同點(diǎn)含義只表示化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化。重點(diǎn)表示化學(xué)反應(yīng)的能量變化。書(shū)寫(xiě)用化學(xué)式表示，遵循質(zhì)量守恒，各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)只能是整數(shù)，要標(biāo)出反應(yīng)條件。除了化學(xué)方程式的一般要求外，還有如下特點(diǎn)：要標(biāo)出物質(zhì)狀態(tài)；非常溫常壓條件要標(biāo)出；計(jì)量數(shù)既可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)；要寫(xiě)出H。要點(diǎn)二、蓋斯定律和反應(yīng)熱的計(jì)算。1.蓋斯定律的定義不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)。

5、2.反應(yīng)熱的計(jì)算 （1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算H生成物的總能量反應(yīng)物的總能量（2）根據(jù)鍵能計(jì)算H=反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和（3）利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)量的求解先寫(xiě)出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間、物質(zhì)與反應(yīng)熱之間的關(guān)系直接求算物質(zhì)的量或反應(yīng)熱。（4）利用蓋斯定律求反應(yīng)熱適當(dāng)加減已知的熱化學(xué)方程式，得出待求的熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也要進(jìn)行相應(yīng)的加減運(yùn)算，從而得出待求熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱?！镜湫屠}】類(lèi)型一：熱化學(xué)方程式的意義及書(shū)寫(xiě)例1、火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí)，即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵猓⒎懦龃罅繜嵋阎?.4 mo

6、l液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成氮?dú)夂退魵?，放?256.652 kJ的熱量(1)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)(2)又已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，由16 g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是_kJ.(3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是_【答案】(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)；H641.63 kJ/mol(2)408.815(3)產(chǎn)物不會(huì)造成環(huán)境污染【解析】(1)首先根據(jù)得失電子守恒即可配平該氧化還原反應(yīng)為N2H42H2O2=N24H2O，因此1 mol N2H4(l)完全反應(yīng)放出熱量是

7、：，因此熱化學(xué)方程式為N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJ/mol。(2) 利用蓋斯定律得：N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)，因此反應(yīng)熱H641.63 kJ/mol(44 kJ/mol)×4817.63 kJ/mol。所以 16 g(即0.5 mol) N2H4(l)與液態(tài)H2O2反應(yīng)生成液態(tài)H2O放出熱量為817.63 kJ/mol×0.5 mol408.815 kJ。(3)因產(chǎn)物為N2和H2O，故不會(huì)造成環(huán)境污染?！究偨Y(jié)升華】書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式，要注意各物質(zhì)的狀態(tài)、H的正負(fù)及單位。舉一反三：【變式1】已知充分

8、燃燒a g乙炔氣體時(shí)生成1 mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是（ ）A2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O (l)；H=2b kJ·mol1BC2H2 (g)+O2 (g)=2CO2 (g)+H2O (l)；H=2b kJ·mol1C2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O (l)；H=4b kJ·mol1D2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O (l)；H=+b kJ·mol1【答案】C【變式2】在25、101 kPa下，1 g C8H

9、18（辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)，放出48.40 kJ的熱量，表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是（ ）AC8H18 (l)+O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (g)；H=48.40 kJ·mol1BC8H18 (l)+O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (l)；H=5517.60 kJ·mol1CC8H18 (l)+O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (l)；H=+5517.60 kJ·mol1D2C8H18 (l)+25O2 (g)=16CO2 (g)+18H2O (l)；H=96.80 kJ·mol1【答案】B【解析】1 g

10、辛烷的物質(zhì)的量為mol，則1 mol C8H18完全燃燒放出的熱量為48.40×114=5517.60 kJ，注意燃燒是放熱反應(yīng)，H0，并注意各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。類(lèi)型二：有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算例2、SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵。已知：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ，斷裂1molF-F 、S-F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應(yīng)熱H為A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/molC.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol【答案】B【解析】由題意的1mol S(s)和3mo

11、lF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ760 kJ。而生成1mol SF6(g)時(shí)需形成6molS-F鍵，共放出6×330kJ1980 kJ，因此該反應(yīng)共放出的熱量為1980 kJ760 kJ1220kJ,所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱H1220 kJ/mol，選項(xiàng)B正確?！究偨Y(jié)升華】本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。在化學(xué)反應(yīng)中斷鍵需要吸熱，而形成新的化學(xué)鍵需要放熱。舉一反三：【變式1】在反應(yīng)H2+Cl22HCl中，已知HH鍵能為436kJ，ClCl鍵能為247kJ， HCl鍵能為431kJ，判斷該反應(yīng)是（ ） A. 吸熱反應(yīng) B. 放熱反應(yīng) C. 吸收17

12、9kJ熱量 D.放出179kJ熱量【答案】BD【變式2】氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molHH鍵消耗的能量為Q1kJ， 破壞1molO = O鍵消耗的能量為Q2kJ， 形成1molHO鍵釋放的能量為Q3kJ。 下列關(guān)系式中正確的是（ ） A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3【答案】B例3、已知1 g氫氣在氧氣中完全燃燒，生成氣態(tài)水放出120.9kJ的熱量，試計(jì)算1000L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣完全燃燒所放出的熱量。 【答案】1000L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣完全燃燒所放出的熱

13、量為1.08×104 kJ【解析】設(shè)氫氣燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 HQ kJ/ mol H2 (g) O2 (g) H2O (g) H Q kJ/ mol 2 g Q kJ 1 g120.9 kJ Q 241.8H 241.8 kJ/ mol 又設(shè)1000L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣完全燃燒所放出的熱量為Q1 H2 (g) O2 (g) H2O (g) H 241.8 kJ/ mol 22.4 L 241.8kJ 1000 L Q1 Q1 1.08×104 kJ 舉一反三：【變式1】.葡萄糖是人體所需能量的重要來(lái)源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6(s)6O2(g) 6

14、CO2(g)6H2O(l) ；H=2 800 kJ/mol。葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算 100g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。 【答案】1556kJ【解析】根據(jù)題意，葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol。100 g葡萄糖的物質(zhì)的量為：n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1=0.556mol。1mol C6H12O6完全燃燒放出 2 800 kJ的熱量，0.556 mol C6H12O6完全燃燒放出的熱量為：0.5556 mol×2800 kJ/mol=1556

15、kJ。類(lèi)型三：蓋斯定律的應(yīng)用例4、已知：2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s）；H1=-701.0kJ·mol-1 2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）；H2=-181.6kJ·mol-1則反應(yīng)Zn（s）+ HgO（s）=ZnO（s）+ Hg（l）的H為A. +519.4kJ·mol-1 B. +259.7 kJ·mol-1 C. -259.7 kJ·mol-1 D. -519.4kJ·mol-1 【答案】C【解析】反應(yīng)的焓值由蓋斯定律直接求出。即H =(H1-H2)/2=-259.7 kJ·mol-1?！究偨Y(jié)升華】本

16、題考查蓋斯定律。題中兩負(fù)數(shù)相減易出錯(cuò)，此外系數(shù)除以2時(shí)，焓值也要除2。舉一反三：【變式1】已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 ：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)；H1393.5 kJ/mol(2)CH3COOH(l)2O2(g) 2CO2(g)2H2O(l)；H2870.3 kJ/mol(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)；H3285.8 kJ/mol則2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱(焓變)為()A488.3 kJ/molB488.3 kJ/molC244.15kJ/mol D244.15kJ/mol【答案】B【解析】據(jù)蓋斯定律知(1)×2(3)×2(2)即得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H(393.5 kJ/mol)×2(285.8 kJ/mol)×2(870.3 kJ/mol)488.3 kJ/mol【變式2】已知：C (s)+O2 (g)=CO2 (g) ；H1=437.3 kJ·mol1 H2 (g)+O2 (g)=H2O (g)；H2=285.8 kJ