高中化學(xué)同步講義（選擇性必修一）第03講 1.3反應(yīng)熱的計算（學(xué)生版）

第1課第3課時反應(yīng)熱的計算001目標(biāo)任務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用。2．認(rèn)識能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。3．能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計算。．1．能從宏觀與微觀相結(jié)合的角度認(rèn)識和理解蓋斯定律，并能利用蓋斯定律解決簡單問題。2．通過分析、推理等方法總結(jié)反應(yīng)熱與始態(tài)和終態(tài)的關(guān)系建立認(rèn)知模型，并運用模型解決反應(yīng)熱的計算問題。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)自主梳理1.1836年，化學(xué)家蓋斯從大量實驗中總結(jié)出一條規(guī)律；一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是（填“相同”或“不同”）的，該規(guī)律叫做蓋斯定律。

2.反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與無關(guān)。反應(yīng)熱總值一定，如下圖表示從始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則△H=。

3.能量守恒：能量既不會，也不會，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

4.蓋斯定律的應(yīng)用

（1）反應(yīng)熱的絕對值與各物質(zhì)的成正比。

（2）將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱△H亦。

5.△H的比較；對放熱反應(yīng)，放熱越多，△H；對吸熱反應(yīng)，吸熱越多，△H。

6.計算反應(yīng)熱的主要方法

（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式計算：反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成比。

（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算:△H=。

（3）依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過程中的能量變化計算：△H=。（4）根據(jù)蓋斯定律的計算：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計算時，關(guān)鍵在于設(shè)計反應(yīng)過程。

預(yù)習(xí)檢測1．下列說法均與蓋斯定律有關(guān)，正確的個數(shù)為①化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)②蓋斯定律的重要意義在于可將某些不易直接測定的反應(yīng)熱計算出來③蓋斯定律是能量守恒定律的具體體現(xiàn)④能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的A．1 B．2 C．3 D．42．已知下列熱化學(xué)方程式：；；則值為A． B． C． D．3．研究表明和在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成。已知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

則的等于A． B．C． D．4．25℃、101kPa下，1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

△H=-285.8kJ／molB．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

△H=+571.6kJ／molC．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

△H=-571.6kJ／molD．H2(g)+O2(g)=H2O(1)

△H=-285.8kJ／mol5．已知某金屬氧化物催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)進(jìn)程如圖，則過程中的焓變?yōu)開__________kJ/mol。A． B． C． D．6．下列各組熱化學(xué)方程式中，ΔH的比較正確的是①C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH1；C(s)+O2(g)=CO(g)

ΔH2②S(s)+O2(g)=SO2(g)

ΔH3；S(g)+O2(g)=SO2(g)

ΔH4③H2(g)+O2(g)=H2O(l)

ΔH5：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH6④CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)

ΔH7；CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)

ΔH8A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH3<ΔH4C．ΔH5<ΔH6 D．ΔH7>ΔH8探究提升03探究提升03?環(huán)節(jié)一蓋斯定律【情境材料】發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料和二氧化氮(NO2)為氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1②eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH＝－269kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1④【問題探究】1．你能否依據(jù)蓋斯定律寫出肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式？2．有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑，反應(yīng)釋放的能量更大，試寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。要點歸納應(yīng)用蓋斯定律的常用方法1．虛擬路徑法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑：(1)由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；(2)由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，如圖所示：則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(3)實例：已知下列兩個熱化學(xué)方程式Ⅰ.P4(s，白磷)＋5O2(g)=P4O10(s)ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1Ⅱ.P(s，紅磷)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2＝－738.5kJ·mol－1寫出白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式?？商摂M如下路徑：根據(jù)蓋斯定律可得，ΔH=ΔH1＋(－ΔH2)×4＝－2983.2kJ·mol－1＋738.5kJ·mol－1×4＝－29.2kJ·mol－1故白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)ΔH＝－29.2kJ·mol－12．加和法上例中用加和法，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ－4×Ⅱ可得ΔH＝ΔH1－4ΔH2＝－2983.2kJ·mol－1－4×(－738.5kJ·mol－1)＝－29.2kJ·mol－1，即白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s，白磷)=4P(s，紅磷)ΔH＝－29.2kJ·mol－1(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個數(shù)時，反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減(帶符號)。(3)將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，ΔH的“＋”“－”號必須隨之改變，但數(shù)值不變。典例精講【例1】下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是A．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B．蓋斯定律遵守能量守恒定律C．利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難測定的反應(yīng)的反應(yīng)熱D．利用蓋斯定律可以計算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱【例2】已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)

△H1H2(g)+O2(g)=H2O(l)

△H22As(s)+O2(g)=As2O5(s)

△H3則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)2的△H為A．2△H1-△H2-3△H3 B．△H3+3△H2-2△H1C．2△H1-3△H2-△H3 D．△H3+3△H2-△H1【例3】氫氣和氧氣反應(yīng)生成水的能量關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A． B．C． D．?環(huán)節(jié)二反應(yīng)熱的比較與計算【情境材料】已知下列信息：①Na(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH＝－411kJ·mol－1②乙醇的燃燒熱ΔH＝－1366.8kJ·mol－1③已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1【問題探究】1．根據(jù)信息①，求生成2molNaCl的反應(yīng)熱。2．根據(jù)信息②，求1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量？3．根據(jù)信息③，計算反應(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱。要點歸納1．比較類型與方法(1)同一反應(yīng)，生成物的狀態(tài)不同如A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1<0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2<0因為C(g)=C(l)ΔH3<0，而ΔH3＝ΔH2－ΔH1，則ΔH1>ΔH2。(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物的狀態(tài)不同如S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－akJ·mol－1S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1(3)同素異形體的不同單質(zhì)發(fā)生相似反應(yīng)，產(chǎn)物相同時如C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－akJ·mol－1C(s，金剛石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1(4)兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1<0C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2<0C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH1))CO2(g)C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH2))CO(g)eq\o(→,\s\up7(ΔH3))CO2(g)ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。并據(jù)此可以寫出熱化學(xué)方程式：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＝ΔH1－ΔH2。2．大小比較原則(1)比較ΔH的大小時，必須把反應(yīng)熱的“＋”“－”與反應(yīng)熱的數(shù)值看作一個整體進(jìn)行比較；比較反應(yīng)放出或吸收的熱量時只比較數(shù)值的大??；比較“標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱”“中和熱”時，只需比較數(shù)值的大小。(2)反應(yīng)物的狀態(tài)、化學(xué)計量數(shù)不同，則ΔH不同。(3)ΔH是帶符號進(jìn)行比較的，所有吸熱反應(yīng)的ΔH均比放熱反應(yīng)的ΔH大；放熱反應(yīng)的ΔH<0，放熱越多，ΔH越小，但|ΔH|越大。(4)同一物質(zhì)，狀態(tài)不同，反應(yīng)熱亦不同。。(5)對于可逆反應(yīng)，因反應(yīng)不能進(jìn)行到底，實際反應(yīng)過程中放出或吸收的能量要小于熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的數(shù)值。3．反應(yīng)熱計算的方法計算依據(jù)計算方法根據(jù)熱化學(xué)方程式計算熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以左右移項，同時改變正、負(fù)號，各物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)及ΔH的數(shù)值可以同時乘以相同的數(shù)根據(jù)蓋斯定律計算將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式(包括ΔH)相加或相減(必要的時候，在熱化學(xué)方程式相加或相減之前需要乘以或除以一個數(shù))，從而得到一個新的熱化學(xué)方程式根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱根據(jù)中和熱中和反應(yīng)放出的熱量＝n(H2O)×|ΔH|根據(jù)化學(xué)鍵的變化ΔH＝反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量－生成物的化學(xué)鍵形成時所放出的總能量根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量ΔH＝E(生成物)－E(反應(yīng)物)根據(jù)圖像ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝＋ckJ·mol－1利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的步驟：(1)確定待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)找出待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式中的位置(是同側(cè)還是異側(cè))。(3)利用同側(cè)相加、異側(cè)相減進(jìn)行處理。(4)根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)通過乘除來調(diào)整已知反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)，并消去中間產(chǎn)物。(5)加減確定待求熱化學(xué)方程式。典例精講【例4】下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是A．1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ的熱量：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝＋642kJ·mol－1B．12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時，放出110.5kJ的熱量：2C(石墨，s)＋O2(g)=2CO(g)

ΔH＝－110.5kJ·mol－1C．已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(l)

ΔH＝－286kJ·mol－1，則：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋572kJ·mol－1D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)放出46.2kJ的熱量【例5】已知：①②③④⑤下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是A．△H1＞0 B．△H5＞0C．△H4＜△H3 D．△H1=△H2+△H3004課堂總結(jié)0505強(qiáng)化訓(xùn)練探究提升1．（2022秋·高二課時練習(xí)）下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是A．能量變化的同時一定發(fā)生了化學(xué)變化B．放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率C．應(yīng)用蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應(yīng)焓變D．同溫同壓下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件的ΔH不同2．（2023春·河南安陽·高二安陽一中?？奸_學(xué)考試）常溫下，某小組進(jìn)行如下實驗：編號實驗熱效應(yīng)①將1mol的溶于水，溶液溫度升高②將1mol的無水溶于水，溶液溫度升高③將1mol的加熱后得到無水和液態(tài)水由此可知，下列關(guān)系式錯誤的是A． B．C． D．3．（2023秋·湖北十堰·高二統(tǒng)考期末）合成氨原料中的H2可用甲烷在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱(△H)分別為-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol、-890.3kJ/mol，且H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式正確的是A．B．C．D．4．（2022·浙江·高二期中）根據(jù)圖中的各物質(zhì)間的能量循環(huán)圖，下列說法正確的是：A．?H5+?H6+?H7+?H8<?H2B．?H5<0，?H6<0，?H7>0C．I(g)?H6的小于Cl(g)的?H6D．?H1=?H2+?H3+?H4+?H5+?H6+?H7+?H85．（2023秋·甘肅武威·高二天祝藏族自治縣第一中學(xué)?？计谀┕I(yè)上常利用和合成尿素，該可逆反應(yīng)分兩步進(jìn)行，整個過程中的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是A．為合成尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物B．利用和合成尿素是放熱反應(yīng)C．反應(yīng)II在熱力學(xué)上進(jìn)行趨勢很大D．的焓變6．（2022秋·遼寧營口·高二營口開發(fā)區(qū)第一高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）如圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖，下列說法正確的是A．熱穩(wěn)定性：MgCl2＜MgF2B．Mg(s)+X2(g)=MgX2(s)ΔH>0C．將MgCl2溶液蒸干可得到無水MgCl2D．該溫度下MgI2(s)+Br2(g)=MgBr(s)+I2(g)ΔH=+160kJ?mol-17．（2023秋·黑龍江綏化·高二校考期末）在一定條件下，和發(fā)生反應(yīng)：

，已知：a、b、c均大于零，下列說法不正確的是A．反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能B．圖乙中C．?dāng)嚅_4molH-O鍵所需能量約為D．焓變的絕對值存在關(guān)系：8．（2022秋·廣西南寧·高二?？茧A段練習(xí)）關(guān)于反應(yīng)：①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-2600kJ/mol；②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

ΔH=-566kJ/mol；③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

ΔH=+216kJ/mol。下列敘述正確的是A．CO的燃燒熱為ΔH=+283kJ/molB．在③進(jìn)行時，若加入催化劑，可以使ΔH減小C．若有3.2gCH4與足量水蒸氣按③反應(yīng)，則放出的熱量是43.2kJD．若生成相同質(zhì)量的CO2，C2H2放出的熱量大于CO9．（2023秋·河南平頂山·高二統(tǒng)考期末）已知幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示：化學(xué)鍵鍵能a436463750根據(jù)熱化學(xué)方程式：

，計算表中的a為A．484.5 B．969 C．872 D．193810．（2022秋·廣東廣州·高二華南師大附中校考期中）下列有關(guān)化學(xué)能和熱能的敘述中，正確的是A．伴有熱量放出的變化過程都是放熱反應(yīng)B．化學(xué)反應(yīng)中能量的變化與反應(yīng)物的狀態(tài)無關(guān)C．燃燒熱的數(shù)值與實際參加反應(yīng)的可燃物的質(zhì)量無關(guān)D．反應(yīng)熱△H的單位中“”指的是每摩爾的反應(yīng)物11．（2023秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期末）乙苯催化脫氫制備苯乙烯是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，反應(yīng)：→+H2(g)。下列有關(guān)說法正確的是A．使用催化劑可降低該反應(yīng)的B．的總能量大于與的總能量C．1g完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為需吸收約1.1kJ的能量D．反應(yīng)→(g)+H2(g)12．（2023秋·全國·高二專題練習(xí)）已知：(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g)

ΔH=akJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)

ΔH=bkJ/mol(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l)

ΔH=ckJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)

ΔH=dkJ/mol下列關(guān)系式中正確的是A．a(chǎn)<c<0 B．b>d>0 C．2a=b>0 D．2c=d<013．（2021秋·山東濟(jì)寧·高二統(tǒng)考期中）按要求回答下列問題(1)已知在常溫常壓下：①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ·mol-1②H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。(2)已知：CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H1=-192.9kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)△H2=-120.9kJ·mol-1甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)的焓變△H3_______。(3)苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料。工業(yè)中用乙苯(C6H5-CH2CH3)為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反應(yīng)方程式為：C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)△H1已知：3C2H2(g)C6H6(g)△H2；C6H6(g)+C2H4(g)C6H5-CH2CH3(g)△H3則反應(yīng)3C2H2(g)+C2H4(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_______。(4)氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一，工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法：①用焦炭跟水反應(yīng)：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)②用天然氣跟水蒸氣反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖