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1、1第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算名师导航名师导航 知识梳理知识梳理 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）+O2(g)=CO(g)21上述反应在 O2供应充分时，可燃烧生成 CO2；O2供应不充分时，虽可生成 CO，但同时 还部分生成 CO2。因此该反应的
2、H_。但是下述两个反应的 H 却可以直接 测得：(1)C(s)+O2(g) =CO2(g) H1=393.5 kJmol-1(2)CO(g)+O2(g) =CO2(g)21H2=283.0 kJmol-1 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的 H。 分析上述两个反应的关系，即知： H1=_，H2=_。 则 C(s)与 O2(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。 疑难突破疑难突破 1.如何理解盖斯定律？ 剖析：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
3、（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：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：剖析：（1）计算公式：Q放=n(可燃物)H，其中 Q放指可燃物完全燃烧放出的热量， H 表示可燃物的燃烧热。 （2）含义：一定量的可燃物完
4、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。2问题探究问题探究 问题：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：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。 典题精讲典题精讲 【例 1】(2005 江苏
5、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(H)， 化学反应的 H 等于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的 差。化学键化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC 键能键能/kJmol/kJmol-1-1460360436431176347 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g) 高温 Si(s)+4HCl (g)该反应的反应热 H=_kJmol -1 思路解析：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
6、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 H，即 H=360 kJmol-14 mol+436 kJmol-1 2 mol431 kJmol-14 mol176 kJmol-1mol236 kJ。24答案：答案：+236 【例 2】 发射卫星时可用肼(N2H4)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：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.7 kJmol-1 N2H4(g)+O2(g) =N2(g)+2H2O(g) H2534 kJmol-1 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
7、 应的热化学方程式：_。 思路解析：思路解析：由题意可知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+67.7 kJmol-1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H2=534 kJmol-1 根据盖斯定律，为在反应物中消去 O2并得到 N2H4和 NO2的反应。 令2-得： 2 N2H4(g)N2(g)=2N2(g)+4H2O(g)2NO2(g)； H2H2-H1，整理得：2 N2H4(g)+2NO2(g) =3N2(g)+4H2O(g) H2H2H1534 kJmol-1267.7 kJmol-11 135.7 kJmol-1。 则 1 mol N2H4反应放出的
8、热量为 567.85 kJ。 答案：答案：567.85 2 N2H4(g)+2NO2(g) =3N2(g)+4H2O(g) H1 135.7 kJmol-1。3【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）+O2(g) =CO2(g)H=395.41 kJmol-1,C(石墨，s)+O2(g) =CO2(g) H=393.51 kJmol-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 O2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
9、示）。 思路解析：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。 H3=H1H2=395.41 kJmol-1+393.51 kJmol-1=1.90 kJmol-1。 即 C（金刚石，s）=C（石墨，s) H=1.90 kJmol-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 Q393.51石墨 393.51 395.41Q答案：答案：C（金刚石，s）=C（石墨，s） H=1.90 kJmol-1 石墨 QQ 41.39551.393【例 4】 (经典回放)已知在 25
10、、101 kPa 下，1 g C8H18(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. C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) H=48.40 kJmol-1225B. C8H18（l）+O2(g) =8CO2(g)+9H2O(l)；H=5 518 kJmol-1225C. C8H18（l）+O2(g) =8CO2(g)+9H2O；H=+5 518 kJmol-1225D. C8H18（l）+O2(g) =8CO2(g)+9H2O(l)；H=48.40 kJmol-1225思路解析：思路解析：本题考查热化学
11、方程式的正误判断。在 25 、101 kPa 下，1 mol C8H18燃烧生成 CO2和液态水时放出的热量为114 gkJ 140.48g=5 518 kJ。由于在判断热化学方程式时应注明以下几点：标明各物质的状态，A 中 H2O 的状态标错，A 不正确；标明反应是吸热还是放热，H0 时为吸热反应，H0 时为放热反应，C 错；热量数值要与化学计量数相对应，显然 D 错。 答案：答案：B 【例 5】 已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6 kJmol-1C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) H=2 220 kJmol-1 根
12、据上面两个热化学方程式，试回答下列问题： (1)H2的燃烧热为_，C3H8的燃烧热为_。 (2)1 mol H2和 2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_。 (3)现有 H2和 C3H8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 H2和4C3H8的体积比是_。 思路解析：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，H2的燃烧热为 571.6 kJmol-12=285.8 kJmol-1，C3H8的燃烧热 为 2 220 kJmol-1。 (2)据公式 Q放=n(可燃物)H，1
13、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 kJmol-11 mol+2 220 kJmol-12 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 kJmol-1x+(5 mol x)2 220 kJmol-1=3847 kJ 解方程得 x=3.75 mol， 则 5 mol x=1.25 mol。 故 V(H2)V(C3H8)=3.75 mol 1.25 mol=31。 答案：答案：(1)285.8 kJmol-1 2 220 kJmol-1 (2)4 725.8
14、 kJ (3)31 知识导学知识导学在学习盖斯定律时要把教材上的“山的高度与上山的途径无关”这一形象的比喻迁移 到盖斯定律的理解上来，然后运用能量守恒定律加以验证，再通过实例感受盖斯定律的应 用及在科学研究中的重要意义。利用盖斯定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的 热效应。化学反应的热效应可以用实验方法测得，但许多化学反应由于速率过慢，测量时间过 长，因热量散失而难于测准反应热，也有一些化学反应由于条件难于控制，产物不纯，也 难于测准反应热。于是如何通过热化学方法计算反应热，成为化学家关注的问题。热效应与参与反应的各物质的本性、聚集状态、完成反应的物质数量，反应进行的方 式、温度、压力等因素均有关，这就要求涉及的各个反应
