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1、高中化学高中化学选修选修4人教版人教版第三节第三节化学反应热的计算化学反应热的计算目标导航目标导航1.从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律，通从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律，通过过盖盖斯定律的运用，斯定律的运用，进进一步理解反一步理解反应热应热的概念。的概念。2.能正确运用盖斯能正确运用盖斯定律解决具体定律解决具体问题问题，说说明盖斯定律在科学研究中的重要作用。明盖斯定律在科学研究中的重要作用。3.学会反学会反应热应热的有关的有关计计算。算。一、盖斯定律一、盖斯定律1内容内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是_的的(填填“相同相同”或
2、或“不同不同”)。2特点特点(1)反反应应的的热热效效应应只与始只与始态态、终态终态有关，与有关，与_无关。无关。(2)反反应热总值应热总值一定，如下一定，如下图图表示始表示始态态到到终态终态的反的反应热应热。相相同同途径途径则则H_。(3)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式形式转转化化为为另一种形式。另一种形式。3意义意义利用盖斯定律，可以利用盖斯定律，可以间间接接计计算算难难以直接以直接测测定的反定的反应热应热。H1H2H3H4H5【议一议议一议】1已知：已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5kJmol1答案答
3、案(1)“虚虚拟拟路径路径”法法根据盖斯定律知根据盖斯定律知H1HH2HH1H2393.5kJmol1283.0kJmol1110.5kJmol1(2)“方程式加合方程式加合”法法2根据盖斯定律，利用根据盖斯定律，利用“方程式加合法方程式加合法”计计算反算反应热时应热时，应应注注意什么？意什么？答案答案(1)热热化学方程式同乘以某一个数化学方程式同乘以某一个数时时，反，反应热应热数数值值也也必必须须乘上乘上该该数。数。(2)热热化学方程式相加减化学方程式相加减时时，同种物，同种物质质之之间间可相加减，反可相加减，反应应热热也随之相加减，所求之和也随之相加减，所求之和为为其代数和。其代数和。(3
4、)将一个将一个热热化学方程式化学方程式颠颠倒倒时时，H的的“”、“”号必号必须须随之改随之改变变。(4)为为了防止出了防止出错错，应应将方程式左、右将方程式左、右颠颠倒，用倒，用“加法加法”计计算。算。二、反应热的计算二、反应热的计算反应热计算的几种类型：反应热计算的几种类型：(1)依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的量成正比，依据热化学方程式中的H求反应热，如求反应热，如(2)依据盖斯定律：根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的依据盖斯定律：根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热热化学方程式包括其化学方程
5、式包括其H相加或相减，得到一个新的相加或相减，得到一个新的热热化学方化学方程式，同程式，同时时反反应热应热也作相也作相应应的改的改变变。(3)依据反依据反应应物断物断键键吸收吸收热热量量Q吸吸与生成物成与生成物成键键放出放出热热量量Q放放进进行行计计算算H_。(4)依据反依据反应应物的物的总总能量能量E反反应应物物和生成物的和生成物的总总能量能量E生成物生成物进进行行计计算算H_。(5)依据物依据物质质的燃的燃烧热烧热H计计算：算：Q放放_。(6)依据比依据比热热公式公式计计算：算：Q_。Q Q吸吸Q Q放放E生成物生成物E反反应应物物n可燃物可燃物|H|cmt【算一算算一算】答案答案25%2
6、已知在一定条件下，已知在一定条件下，CO的燃的燃烧热为烧热为283kJmol1，CH4的的燃燃烧热为烧热为890kJmol1，求，求1molCO和和3molCH4组组成的混成的混合气体在上述条件下充分燃合气体在上述条件下充分燃烧烧，释释放的放的热热量量为为_。答案答案2953kJ解析解析Q283kJmol11mol890kJmol13mol2953kJ。3已知已知HH键键键键能能为为436kJmol1，HN键键键键能能为为391kJmol1，根据，根据N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，则则NN键键的的键键能能为为_。答案答案945.6kJmol1解析解析HE(NN)3
7、E(HH)6E(NH)92.4kJmol1，代入数据，则，代入数据，则E(NN)945.6kJmol1。1盖斯定律的解题模型及应用技巧盖斯定律的解题模型及应用技巧【例例1】根据盖斯定律，根据盖斯定律，结结合下述合下述热热化学方程式，回答化学方程式，回答问题问题。已知：已知：(1)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H176kJmol1(2)HCl(g)H2O(l)=HCl(aq)H72.3kJmol1(3)NH3(g)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H52.3kJmol1(4)NH4Cl(s)H2O(l)=NH4Cl(aq)HQ则则第第(4)个方程式中的反个方程式中的反应热应热是是_。
8、答案答案51.4kJmol1解析解析利用盖斯定律知，利用盖斯定律知，(3)(2)(1)(4)，则，则H52.3kJmol1(72.3kJmol1)(176kJmol1)51.4kJmol1。反思归纳反思归纳(1)解题模型解题模型(2)解题技巧解题技巧首先确定待求的方程式，然后观察待求方程式中的各物质首先确定待求的方程式，然后观察待求方程式中的各物质在已知方程式中的位置，最后根据未知方程式中各物质的在已知方程式中的位置，最后根据未知方程式中各物质的计量数和位置的需要对已知方程式进行处理计量数和位置的需要对已知方程式进行处理(包括调整化学包括调整化学计量数或调整反应方向，然后把各方程式进行叠加并检
9、验计量数或调整反应方向，然后把各方程式进行叠加并检验正确与否正确与否)。变式训练变式训练1已知：已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566kJmol1；N2(g)O2(g)=2NO(g)H180kJmol1，则，则2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)的的H是是()A386kJmol1B386kJmol1C746kJmol1D746kJmol1答案答案C解析解析利用盖斯定律可知利用盖斯定律可知即可得：即可得：2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)，故该反应的，故该反应的H566kJmol1180kJmol1746kJmol1。2反应热的比较反应热的比较【例例2
10、】下列各下列各组热组热化学方程式中，化学反化学方程式中，化学反应应的的H前者大前者大于后者的是于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8ABCD答案答案C解析解析解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)依据盖斯定律，设计合理的途径。依据盖斯定律，设计合理的途径。(2)注意注意H的正负号问题，作出正确判断。的正负号问题，作出正确判断。方法总结方法总结反应热反应热H的大小比较是高考考查的常见知识点，也是高的大小比较是高考考查的常见知识点，也是高中化学学习的难点。现归纳总结如下：中化
11、学学习的难点。现归纳总结如下：(1)比较比较H时，把反应热的时，把反应热的“”或或“”与反应热的数值看与反应热的数值看作一个整体进行比较，而比较反应放出或吸收的热量时只作一个整体进行比较，而比较反应放出或吸收的热量时只比较数值。比较数值。(2)直接比较法直接比较法依据规律、经验和常识直接判断不同反应的依据规律、经验和常识直接判断不同反应的H的大小的的大小的方法可称为直接比较法，如：方法可称为直接比较法，如：吸热反应的吸热反应的H肯定比放热反应的大肯定比放热反应的大(前者大于前者大于0，后者小于，后者小于0)。H与物质的量有关，同一反应且物质的状态都相同时，与物质的量有关，同一反应且物质的状态都
12、相同时，|H|与反应物的物质的量成正比。与反应物的物质的量成正比。等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量多，等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量多，H则要小。则要小。一般情况下，生成等物质的量的水时，强酸和强碱的稀溶一般情况下，生成等物质的量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱、弱碱和强酸、弱酸和弱碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱、弱碱和强酸、弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多液反应放出的热量多(电离要吸热电离要吸热)；中和反应在生成水的同时；中和反应在生成水的同时若还产生沉淀若还产生沉淀如硫酸和如硫酸和Ba(OH)2溶液反应溶液反应，则放出的热量比，则放出的热量
13、比只生成水的反应放出的热量多。只生成水的反应放出的热量多。H与物质的状态有关。等量的可燃物完全燃烧生成液与物质的状态有关。等量的可燃物完全燃烧生成液态水肯定比生成气态水放出的热量多，等量的气态反应物态水肯定比生成气态水放出的热量多，等量的气态反应物反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多。反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多。(3)图示比较法图示比较法反应热是生成物所具有的总能反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的总能量的量与反应物所具有的总能量的差，即差，即HE生生E反反，画出化，画出化学变化过程中的能量变化图学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低
14、关系可后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较以很方便地比较H的大小。这种方法称为图示比较法。的大小。这种方法称为图示比较法。例如，例如，S(g)O2(g)=SO2(g)H1akJmol1；S(s)O2(g)=SO2(g)H2bkJmol1。由于由于S(g)的能量高于的能量高于S(s)，如图所示，故相同条件时，如图所示，故相同条件时，S(g)能能量高，生成量高，生成SO2(g)放出热量多，所以放出热量多，所以ab，H1H20。(4)盖斯定律法盖斯定律法依据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态依据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态(反应物反应物)和和终态终态(生
15、成物生成物)有关，而与反应进行的具体途径无关。有关，而与反应进行的具体途径无关。比较两个热化学方程式相减所得到的热化学方程式的比较两个热化学方程式相减所得到的热化学方程式的H是大是大于于0还是小于还是小于0，可以用来判断原来两个反应的，可以用来判断原来两个反应的H的大小。这的大小。这种方法称为盖斯定律法。种方法称为盖斯定律法。变式训练变式训练2已知：已知：则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是()Aac0Bbd0C2ab0D2cd0答案答案C解析解析对比对比(1)、(2)两热化学方程式可知：两热化学方程式可知：2ab0，C正正确；对比确；对比(3)、(4)两式可知两式可知2cd0，D错
16、误，则错误，则B也错误；也错误；再对比再对比(1)、(3)两式，因等质量的两式，因等质量的H2O(g)比比H2O(l)的能量高，的能量高，则则|a|c|，又因为，又因为a、c均为负值，故均为负值，故ca0，A错误。错误。1人体内葡萄糖的消耗可用下列人体内葡萄糖的消耗可用下列热热化学方程式表示：化学方程式表示：C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2800.6kJmol1，如果某人每天消耗，如果某人每天消耗12540kJ热热量，量，则则每天至少每天至少摄摄入葡萄糖的入葡萄糖的质质量量为为()A806gB1000gC1250g D1500g答案答案A2氢氢气在氧气中燃气在
17、氧气中燃烧烧生成水蒸气是一个放生成水蒸气是一个放热热反反应应，且反，且反应应生生成成1molH2O(g)时时放出的放出的热热量量为为QkJ。若反。若反应过应过程中破坏程中破坏1mol氢氢气中的气中的HH键键需消耗能量需消耗能量Q1kJ，破坏，破坏1mol氧气中氧气中的的O=O键键需消耗能量需消耗能量Q2kJ，则则下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A在整个化学反在整个化学反应过应过程中有程中有2Q1Q22QB根据能量守恒有根据能量守恒有Q1Q2QC由水蒸气分解由水蒸气分解为氢为氢气和氧气的气和氧气的H(QQ1Q2)kJ答案答案D3已知胆已知胆矾矾溶于水溶于水时时溶液温度降低。胆溶液温度降低
18、。胆矾矾分解的分解的热热化学方程化学方程式式为为CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)HQ1kJmol1，室温下，若将，室温下，若将1mol无水硫酸无水硫酸铜铜溶解溶解为为溶液溶液时时放放热热Q2kJ，则则()AQ1Q2BQ1Q2CQ1Q2D无法比无法比较较答案答案A解析解析根据盖斯定律，依题意，胆根据盖斯定律，依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明矾溶于水时，溶液温度降低，说明该过程为吸热反应，该过程为吸热反应，H总总0。HQ1kJmol1，HQ2kJmol1。由盖斯定律由盖斯定律H总总HHQ1kJmol1(Q2kJmol1)0，则，则Q1Q2。4酸性氧化物和碱反酸性氧化
19、物和碱反应应生成酸式生成酸式盐盐的反的反应应很很难难直接直接测测其反其反应应热热。已知常温常。已知常温常压压下，将下，将22gCO2通入通入750mL1molL1NaOH溶液中充分反溶液中充分反应应，测测得反得反应应放出放出xkJ的的热热量。已知量。已知在在该该条件下，条件下，1molCO2通入通入1L2molL1的的NaOH溶液中溶液中充分反充分反应应放出放出ykJ热热量，量，则则CO2与与NaOH溶液反溶液反应应生成生成NaHCO3的的热热化学方程式化学方程式为为()ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2yx)kJmol1BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(a
20、q)H(2xy)kJmol1CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(4xy)kJmol1D2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l)H(8x2y)kJmol1答案答案C解析解析0.5molCO2与与0.75molNaOH反应，反应，CO2过量，故过量，故反应生成反应生成0.25molNa2CO3和和0.25molNaHCO3，放出，放出xkJ的热量，若生成的热量，若生成1molNa2CO3和和1molNaHCO3应放出应放出4xkJ的热量。的热量。1molCO2通入通入2molNaOH溶液中恰好生成溶液中恰好生成1molNa2CO3，放出，放出ykJ的热量，由盖斯定律
21、可得：的热量，由盖斯定律可得：CO2和和NaOH生成生成1molNaHCO3时放出热量为时放出热量为(4xy)kJ，D项中项中标错了物质的状态。标错了物质的状态。5某同学某同学发现发现在灼在灼热热的煤炭上洒少量水，煤炉中会的煤炭上洒少量水，煤炉中会产产生淡生淡蓝蓝色火焰，煤炭燃色火焰，煤炭燃烧烧更旺，因此更旺，因此该该同学得出同学得出结论结论“煤炭燃煤炭燃烧烧时时加少量水，可使煤炭燃加少量水，可使煤炭燃烧烧放出更多的放出更多的热热量。量。”(已知煤炭已知煤炭的燃的燃烧热为烧热为393.15kJmol1，氢氢气的燃气的燃烧热为烧热为242kJmol1，一氧化碳的燃，一氧化碳的燃烧热为烧热为283kJmol1)(1)写出写出该该同学看到燃同学看到燃烧现烧现象所涉及到的所有象所涉及到的所有热热化学反化学反应应方方程式：程式：_；(2)你你认为该认为该同学的同学的结论结论是否正确，是否正确，请简请简要要说说明其理由。明其理由。_。再见再见
