《化學反應熱的計算》 市賽獲獎

化學反應熱的計算1．“蓋斯定律”是指化學反應熱只與反應體系的始態(tài)與終態(tài)有關，而與反應途徑無關。2．反應熱的數(shù)值與各物質的化學計量數(shù)成正比。3．正逆反應的反應熱數(shù)值相同，符號相反。4．熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相加、減，反應熱也隨之相加減。[自學教材·填要點]1．內(nèi)容不論化學反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是

的(填“相同”或“不同”)。2．特點(1)反應的熱效應只與始態(tài)、終態(tài)有關，與

無關。相同途徑(2)反應熱總值一定，如下圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應熱。則ΔH＝

＝

。ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH5根據(jù)蓋斯定律，知：ΔH1＝

，則：ΔH＝

。ΔH＋ΔH2ΔH1－ΔH2＝－393.5－(－283.0)＝－110.5(kJ/mol)若反應物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩種途徑：a．由A直接變成D，反應熱為ΔH；b．由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示：則有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3②加合法：即運用所給熱化學方程式通過加減的方法得到所求熱化學方程式。a．當熱化學方程式乘以或除以某數(shù)時，ΔH也相應乘以或除以某數(shù)。b．當熱化學方程式進行加減運算時，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“＋”“－”符號，即把ΔH看做一個整體進行運算。1．判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)一個反應一步完成或分幾步完成，兩者相比，經(jīng)過的步驟越多，放出的熱量越多。 (

)(2)化學反應的過程，既遵循質量守恒定律，也遵循能量守恒定律。 (

)(3)不同的熱化學方程式之間，因反應的物質不同，故熱化學方程式不能相加減。(

)(4)由C(金剛石，s)===C(石墨，s)

ΔH＝－1.9kJ/mol，可知：金剛石比石墨更穩(wěn)定。(

)(5)已知下列兩個熱化學方程式：①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2983.2kJ/mol解析：(5)根據(jù)蓋斯定律可知：①－②×4可得白磷轉化為紅磷的熱化學方程式，則ΔH＝ΔH1－ΔH2×4＝－2983.2－4×(－738.5)＝－29.2(kJ/mol)。答案：(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√[自學教材·填要點]1．計算依據(jù)反應熱的計算依據(jù)有

、蓋斯定律、鍵能和

的數(shù)據(jù)。2．計算方法(1)根據(jù)熱化學方程式計算：反應熱與反應物各物質的物質的量成

比。熱化學方程式燃燒熱正(2)根據(jù)反應物和生成物的能量計算：ΔH＝生成物的能量和－反應物的能量和。(3)根據(jù)反應物和生成物的鍵能計算：ΔH＝反應物的鍵能和－生成物的鍵能和。(4)根據(jù)蓋斯定律計算：將熱化學方程式進行適當?shù)摹凹印薄ⅰ皽p”等變形后，由過程的熱效應進行計算、比較。(5)根據(jù)物質的燃燒熱數(shù)值計算：Q(放)＝

。n(可燃物)×|ΔH|[師生互動·解疑難](1)運用熱化學方程式進行反應熱的計算，可以從反應式中各物質的物質的量、質量、標準狀況下氣體體積、反應熱等對應關系，列式進行簡單計算。(2)注意熱化學方程式中化學計量數(shù)只表示物質的物質的量，必須與ΔH相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。尤其是利用蓋斯定律計算反應熱時，熱化學方程式可以直接相加減，化學計量數(shù)必須與ΔH相對應。(3)熱化學方程式中的反應熱是指按所給形式反應完全時的反應熱。(4)正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。2．(2011·山東高考)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1＝－196.6kJ/mol

①；2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2＝－113.0kJ/mol

②，則反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝______kJ/mol。答案：－41.8主題1：相同質量的H2分別與O2完全反應時，生成液態(tài)水和氣態(tài)水，哪一個放出的熱量多？甲生成氣態(tài)水放熱多乙生成液態(tài)水放熱多丙甲同學的結論錯誤；依據(jù)蓋斯定律，可以把生成液態(tài)水的過程虛擬為：則Q2＝Q1＋Q3，即Q2>Q1主題2：依據(jù)以下兩個反應，判斷金剛石和石墨兩種物質的穩(wěn)定性。

①C(金剛石，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－283.0kJ/mol②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2＝－281.1kJ/mol甲物質具有的能量越低，物質的穩(wěn)定性越強，即能量越低越穩(wěn)定乙依據(jù)蓋斯定律，將反應①－②可得：C(金剛石，s)===C(石墨，s)ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－1.9kJ/mol相同物質的量的石墨所含的能量比金剛石低，因此，石墨的穩(wěn)定性強于金剛石[例1]

(2011·海南高考)已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)

ΔH1＝－701.0kJ/mol①，2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)ΔH2＝－181.6kJ/mol

②，則反應Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH為(

)A．＋519.4kJ/mol

B．＋259.7kJ/molC．－259.7kJ/mol D．－519.4kJ/mol[答案]

C利用已知熱化學方程式的焓變求未知反應焓變的方法：(1)確定待求反應的熱化學方程式；(2)找出待求熱化學方程式中各物質出現(xiàn)在已知方程式中的位置(是同側還是異側)。(3)利用同側相加、異側相減進行處理。(4)根據(jù)未知熱化學方程式中各物質的化學計量數(shù)通過乘除來調整已知反應的化學計量數(shù)，并消去中間產(chǎn)物。(5)實施疊加并確定反應熱的變化。1．(2012·臨沂高二期末測試)二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的新型燃料，在未來可能替代汽車燃油、石油液化氣、城市煤氣等，市場前景極為廣闊。它清潔，高效，具有優(yōu)良的環(huán)保性能。工業(yè)上制二甲醚是在一定溫度(230～280℃)、壓強(2.0～10.0MPa)和催化劑作用下進行的，反應器中發(fā)生了下列反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7kJ·mol－1

①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2kJ·mol－1

③反應器中的總反應可表示為3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，則該反應的ΔH＝________。解析：根據(jù)蓋斯定律，由①×2＋②＋③可得：3CO2(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝2×(－90.7)＋(－23.5)＋(－41.2)＝－246.1kJ·mol－1。答案：－246.1kJ·mol－1[例2]

(2012·濟南高二檢測)已知下列兩個熱化學方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.0kJ/molC3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2220.0kJ/mol(1)實驗測得H2和C3H8的混合氣體共5mol，完全燃燒生成液態(tài)水時放熱6262.5kJ，則混合氣體中H2和C3H8的體積比為____________。(2)已知：H2O(l)===H2O(g)

ΔH＝＋44.0kJ/mol，寫出丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水的熱化學方程式：_____。(2)由H2O(l)===H2O(g)

ΔH＝＋4