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1、全国各地接二连三地发生了多起特大安全事故，造成严重的人员伤亡，特别是北京密云、吉林商厦等特大安全事故，引起了党中央和国务院的高度关注第三节化学反应热的计算答案：nQ一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的始态终态过程1盖斯定律(1)能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，只要有能量转化，就一定服从能量守恒规律。(2)盖斯定律定义：一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的反应热只与反应体
2、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。盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。(3)盖斯定律的特点：反应热的效应只与始态、终态有关，与过程无关，就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔总是不变。即从途径角度理解如下：山的高度与上山的途径无关反应热总值一定从能量守恒定律的角度理解：上图先从S到L，体系放出热量(H10)，然后从L到S，体系吸收热量(H20)。经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即H1H20。总反应热与各步反应热之间可以进行数学四则运算，如下图表示始态到终态的反应热：由能量守恒定律知：HH1H2H3H4H5
3、，可推知H1HH2等。(4)盖斯定律的意义及应用：有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定该反应的反应热造成了困难，此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。【例1】 已知C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g)H2395.0 kJmol1求：C(石墨，s)=C(金刚石，s)H？解析：盖斯定律揭示了相关的几个化学反应伴随的热效应遵从的定量规律，一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。因此设计路径如下：HH1H2，所以反应得：C(石墨，s)=C(金
4、刚石，s)H1.5 kJmol1这个热化学方程式说明了石墨和金刚石中，石墨是更稳定的碳单质。答案：C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.5 kJmol12反应热的计算(1)根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据等，可以计算一些反应的反应热。析规律 涉及物质燃烧的反应热的计算公式：在有关反应热的简单计算时要牢记和充分理解反应热和热化学方程式的概念，同时结合利燃烧热的计算公式HQ放n(可燃物)其燃烧热，就能顺利解决问题，其中n为可燃物在热化学方程式前的化学计量数。【例21】 已知下列两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=3C
5、O2(g)4H2O(l)H2 220 kJmol1根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)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式_。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，根据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧热为571.6 kJmol12285.8 kJmol1，C3H8的燃烧热为2 220 kJmol1。(2)据公式Q放n(可燃物)其燃烧热，1 mol H2
6、和2 molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8 kJmol11 mol2 220 kJmol12 mol4 725.8 kJ。(3)1 mol C3H8(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时H2 220kJmol1，则生成H2O(g)时，H(2 220444)kJmol12 044 kJmol1。答案：(1)285.8 kJmol12 220kJmol1(2)4 725.8 kJ(3)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044 kJmol1(2)能源利用率的计算能源利用率100%【例22】 某锅炉用1 t煤可烧开水50 t(进入锅炉的水的温度
7、为20 )，请计算该锅炉的热效率。(1 t煤燃烧放热2.9107kJ)解答：(1)50 t水由20 升温至100 吸收的热量为50103 kg(100 20 )4.184 kJ(kg)11.673 6107kJ。(2)1 t煤完全燃烧放出的能量为2.9107kJ，所以锅炉的热效率1.673 6107 kJ(2.9107 kJ)100%57.7%。答：该锅炉的热效率为57.7 %。3有关反应热、焓变的计算方法归纳(1)根据热化学方程式进行计算：焓变(H)与反应物各物质的物质的量成正比。(2)根据反应物和生成物的能量计算：H生成物的能量之和反应物的能量之和。(3)根据反应物和生成物的键能计算：H反
8、应物的总键能生成物的总键能。(4)根据比热容和温度差进行计算：Qcm(T2T1)。(5)根据燃烧热、中和热计算：可燃物完全燃烧放出的热量n(可燃物)其燃烧热中和反应放出的热量n(H2O)中和热谈重点 根据盖斯定律计算反应热运用盖斯定律解题的常用方法有两种虚拟路径法：如C(s)O2(g)=CO2(g)，可设置如下：H2H1H3加合法：即运用所给方程式通过加减的方法得到新化学方程式。其解题思路如下：第一步：确定待求的反应方程式；第二步：找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；第三步：根据未知方程式中各物质的化学计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整化学计量数，或调整反应方向；第四
9、步：实施叠加并检验上述分析的正确与否。,【例31】 化学反应可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷(P4)和P4O6的分子结构如图所示。现提供以下化学键的键能，PP：198 kJmol1、PO：360 kJmol1，氧气分子内氧原子间的键能为498 kJmol1。则P4(s)3O2(g)=P4O6(s)的反应热H为()A1 638 kJmol1 B1 638 kJmol1C126 kJmol1 D126 kJmol1解析：根据H反应物键能总和生成物键能总能，1 mol P4分子中含有6 mol PP键，其键能为619
10、8kJmol1,1 mol O2中含有的键能为498 kJmol1，反应物的键能总和为(6198kJmol13498 kJmol1)2 682 kJmol1；1 mol P4O6中含有12 mol PO键，生成物的键能总和为12360 kJmol14 320 kJmol1，故H(2 6824 320)kJmol11 638 kJmol1。答案：B【例32】 发射火箭时利用N2H4(肼)为燃料，NO2作氧化剂，两者反应生成N2(气)、H2O(气)。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.2 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1H2(
11、g)F2(g)=2HF(g)H3269 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H4241.8 kJmol1(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_。(2)若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则肼和氟气反应的热化学方程式为_ _。解析：(1)本题属于盖斯定律的运用，根据盖斯定律设计化学反应过程如下2，此时可将两反应过程中的O2消除，从而得到肼和NO2的反应，则：HH12H2(67.2 kJmol1)2(534 kJmol1)1 135.2 kJmol1，故可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式为：2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 135.2 kJmol1(2)由
12、N2H42F2=N24HF，同第一问根据盖斯定律过程设计如下：HH22H42H3588.4 kJmol1，即得肼和氟气反应的热化学方程式为：N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H588.4 kJmol1答案：(1)2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 135.2 kJmol1没有污染(2)N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H588.4 kJmol14关系式法巧解多步反应的计算关系式是表示两种或多种物质之间关系的一种式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”的关系表示出来，把多步计算简化成为一步完成。关系式法的
13、优点是省去了多步计算的烦琐和比较复杂的运算，大大简化了思路。寻找关系式的方法，一般有以下两种：(1)写出各步反应的方程式，然后逐一递进找出关系式；(2)根据某原子守恒，直接写出关系式。【例4】 充分燃烧一定量的丁烷，放出热量为Q kJ，完全吸收生成的CO2生成正盐，需5 molL1的KOH溶液100 mL，则丁烷的燃烧热为多少？解析：由题意可列出C4H10、CO2、KOH与丁烷的燃烧热H的关系式(以碳守恒列出)：C4H104CO24K2CO38KOHH 8 mol H0.5 mol Q kJmol1知H16Q kJmol1点评：本题涉及多步化学反应，若以“碳元素”为桥梁找出各反应之间的关系式，可化繁为简。答案：丁烷的燃烧热H16Q kJmol1。安全生产工作怎么要求都不过份，怎么重视都不过份，安全生产无小事，安全生产责任重于泰山，抓好安全生产工作是极其重要的工作
