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1、第三节 化学反应热的计算【今日目标】1、 理解盖斯定律，通过运用盖斯定律求有关的反应热，进一步理解反应热的概念。2、 综合运用反应热和盖斯定律的知识解决能量变化的实际问题【学习过程】一、盖斯定律1840年，盖斯（GHHess，俄国化学家）从大量的实验事实中总结出一条规律：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。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。 二、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义【思考】对于反应：
2、C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的H无法直接测得，根据盖斯定律设计一个方案反应的H。【提示】我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：C（s）O2（g）=CO2（g）；H=3935 kJmolCO（g）+ O2（g）=CO2（g）；H=2830 kJmol讲根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的H。H1=H2+H3H2=H1H3=3935kJ/mol（2830kJ/mol）115 kJmol即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的H=115 kJmol 【总结】盖斯定律
3、在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。例1、通过计算求的氢气的燃烧热： 【提示】如上图表：已知：H2（g）+O2（g）=H2O（g）；H1241.8kJ/molH2O(g)H2O(l)；H244.0kJ/mol根据盖斯定律，则HH1H2241.8kJ/mol(44.0kJ/mol)285.8kJ/mol例2、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H，但可测出CH4燃烧反应的H1，根据盖斯定律求H4CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)；H1=-893kJmol-1 (1)C(石墨)+O2(g)CO2(g)；H2
4、=-3935kJmol-1 (2)H2（g）+O2（g）=H2O（l）；H3=-285.8kJmol-1 (3)C(石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4 (4)提示设计如下图利用盖斯定律时，可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以此来算得所求反应的热效应。也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物：因为反应式(1)，(2)，(3)和(4)之间有以下关系： (2)+(3)2-(1)=(4)所以 H4=H2+2H3-H1=-393.5 kJmol-1+2(-285.8) kJmol-1-(-893) kJmol-1=-74.8kJmol-1三、常见题型及解析题型一： 已
5、知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。例1、将3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。解析：3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量，则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为：因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：。由于1mol水汽化需吸热44kJ，则3mol液态水全部汽化应吸热：，所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：，则11
6、.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：。随堂练习已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H2b kJ / molB. C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)； H2b kJ / molC. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H4b kJ / molD. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； Hb kJ / mol题型二：利用盖斯定律求反应热例2、科学家盖斯曾提出：“不管化学
7、过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。（1）（s，白磷）+ （2） 则白磷转化为红磷的热化学方程式_。相同的状况下，能量较低的是_；白磷的稳定性比红磷_（填“高”或“低”）。 解析：依题意求：；可设计如下反应过程：；据盖斯定律有=（-2983.2+4738.5）kJ/mol=-29.2kJ/mol，即；。白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。随堂练习由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4Ti 已知： C(s)O2(g)CO2(g)； DH-393.5 kJmol-1 2CO(g)O2(
8、g)2CO2(g)； DH-566 kJmol-1 TiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(s)O2(g)； DH+141 kJmol-1则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)TiCl4(s)2CO(g)的DH 。 题型三：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。例3、已知下列两个热化学方程式：H2 (g) + 1/2 O2(g) = H2O (l) DH-285.8 kJmol-1 C3H8(g)+5O2(g) = 3 CO2(g) +4H2O (l) DH-2220 kJmol-1实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时
9、放热3847kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_，两者放出的热量之比约为_A、1：3 B、3：1 C、1：4 D、5：13解法一：十字交叉法解法二：估算排除法答案：BD随堂练习已知：；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 C. 1:1 D. 393.5:241.8解析：由题意可列得方程 答案： B题型四：反应热大小比较 例4、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，的是A. B. C. D. 解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条件有关。A选项：生
10、成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多即；B选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即；C选项：生成物的种类不同，由于CO与O2反应生成CO2要放出热量，故；D选项：反应物的物质的量不同，前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，故，即。答案选A、C。随堂练习氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)； H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)； H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H
11、2O(l)；H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H89.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g)题型五：利用键能计算反应热方法：H=E(反应物)E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。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。键能常用E表示，单位是kJ/mol。例5CH3CH3CH2CH2H2；有关化学键的键能如下。化学键 CH CC CC HH键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4
12、435.3试计算该反应的反应热解析：H =6E(CH)E(CC)E(CC)4E(CH)E(HH)=(6414.4347.4)kJ/mol(615.34414.4435.3)kJ/mol=125.6 kJ/mol这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为125.6 kJ/mol。【课堂练习及解析】1.下列说法或表示方法中正确的是（ ）A.等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多B.氢气的燃烧热为285.8 kJmol-1，则氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H285.8 kJmol-1C.Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s) =BaCl2(s)
13、+2NH3(g)+10H2O(l) H0D.已知中和热为57.3 kJmol-1，若将含5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ【解析】:硫磺变成硫蒸气需要吸收热量；在101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；Ba(OH)28H2O固体与NH4Cl固体反应是吸热反应，则H0；H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。 【答案】：D2.已知299 K时，合成氨反应N2（g）+3H2(g) =2NH3(g) H=92.0 kJmol-1,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为（假定测量过程中没有能量损失）（ ）A.一定小于92.0 kJ B.一定大于92.0 kJC.一定等于92.0 kJ D.无法确定【解析】:反应热是指反应完全进行时放出或吸收的热量，可逆反应是不能进行到底的，因此可逆反应放出或吸收的热量一定小于反应热。 【答案】：A3. 100 g碳燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)+ O2(g)=CO(g) H=1135 kJmol-1,CO(g)+ O2(g)=CO2(g) H=
