高考总复习-热化学方程式和反应热的计算

1、学习必备欢迎下载高考总复习热化学方程式和反应热的计算【考试目标】1了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。2理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。【考点梳理】要点一、热化学方程式1定义：表示参加反应物质的量与反应热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。要点诠释： 热化学方程式既体现化学反应的物质变化，同时又体现反应的能量变化，还体现了参加反应的反应物的物质的量与反应热关系。如：H2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(g) ； H1=-241.8kJ/mol2H 2(g)+ O 2(g)=2H 2O(g)； H2=-483.6kJ/molH2(g)+1/2O 2(g)

2、=H 2O(l) ； H3=-285.8kJ/mol2H 2(g)+ O 2(g)=2H 2O(l) ； H4=-571.6kJ/mol2书写热化学方程式的注意事项：(1) 需注明反应的温度和压强； 因反应的温度和压强不同时， 其 H 不同。 不注明的指 101kPa和 25时的数据。(2) 要注明反应物和生成物的状态（不同状态，物质中贮存的能量不同）。1如： H2(g)+ O2 (g)=H 2O (g) ；H= 241.8 kJ mol2H2 (g)+1H= 285.8 kJ molO2 (g)=H 2O (1) ；2(3) 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示物质的量，它可

3、以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H 成比例变化。如： H2 (g)+Cl 2 (g)=2HCl (g)；H= 184.6 kJ mol11；H= 92.3 kJ molH 2 (g)+Cl 2 (g)=HCl (g)2 2(4) H 的单位 kJ/mol ，表示每 mol 反应所吸放热量， H 和相应的计量数要对应。(5) 比较 H 大小时要带着“” 、“”进行比较。(6) 表示反应已完成的热量，可逆反应N2(g) +3H 2(g)2NH 3 (g)； H=- 92.4kJ/mol ，是指当 1molN 2(g) 和 3molH 2(g) 完全反应，生成2 mo

4、l NH 3(g) 时放出的热量 92.4kJ； 2 mol NH 3(g)分解生成 1molN 2 (g)和 3molH 2(g)时吸收热量92.4kJ，即逆反应的 H=+92.4kJ/mol 。热化学方程式与化学方程式的比较：化学方程式热化学方程式学习必备欢迎下载相似点都能表明化学反应的物质变化，都遵循质量守恒定律。不含只表示化学反应的物质变化。重点表示化学反应的能量变化。同义点用化学式表示，遵循质量守恒，除了化学方程式的一般要求外，还有如下特点：书各物质的计量数只能是整数，要 要标出物质状态；非常温常压条件要标出；计量写数既可以是整数也可以是分数；要写出H。标出反应条件。要点二、盖斯定律

5、和反应热的计算。1.盖斯定律的定义不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。 即化学反应的反应热与反应途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。2.反应热的计算（ 1）根据反应物和生成物的总能量计算 H生成物的总能量反应物的总能量（ 2）根据键能计算H=反应物键能总和生成物键能总和（ 3）利用热化学方程式进行相关量的求解先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。（ 4）燃烧热和中和热的计算燃烧热： Q 放 =n（可燃物）×HCn（可燃物）为可燃物的物质的量，HC 为该可燃物的燃烧热中和热： Q 放 =n（ H2

6、O）×H Cn（ H2O）为生成水的物质的量，HC为中和热（ 5）利用盖斯定律求反应热（ 1）设计合理的反应途径。（ 2）适当加减已知的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反应热也要进行相应的加减运算，从而得出待求热化学方程式的反应热。（ 3）在进行反应热的计算时，要注意反应热的符号以及反应热与方程式中化学计量数间的比例关系。（ 6）混合物燃烧放热求比例问题可用常规的列方程组法，也可采用十字交叉法。【典型例题】类型一：热化学方程式的意义及书写例 1、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N 2H 4)和强氧化剂液态双氧水 当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热已知0.4

7、mol 液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ 的热量。学习必备欢迎下载(1)反应的热化学方程式为_ (2)又已知 H2O(l)=H 2O(g) ； H 44 kJ/mol 。由 16 g 液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 _kJ.(3) 此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_ 【答案】 (1)N 2H 4(l) 2H 2O2(l)=N 2(g) 4H 2O(g) ；H 641.63 kJ/mol(2)408.815(3)产物不会造成环境污染【解析】 (1) 首先根据得失电子守恒即可配平该氧化还原反应为N2 H

8、4 2H2O2=N24H 2O，因此 1 mol N 2H4(l) 完全反应放出热量是：，因此热化学方程式为N 2H4 (l) 2H 2O2(l)=N 2(g) 4H 2O(g)； H 641.63 kJ/mol 。(2) 利用盖斯定律得：N2H4(l) 2H2O2(l)=N 2 (g) 4H 2O(l)， 因 此 反 应 热H 641.63 kJ/mol ( 44kJ/mol) 4× 817.63 kJ/mol. 所以 16 g( 即 0.5 mol) N 2H 4(l) 与液态 H 2O2 反应生成液态H 2O 放出热量为 817.63 kJ/mol ×0.5 mol

9、408.815 kJ.(3)因产物为 N 2 和 H2O，故不会造成环境污染【总结升华】书写热化学方程式，要注意各物质的状态、H的正负及单位。举一反三：【变式 1】已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成1 mol 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)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2O (l) ； 1H= 2b kJ· mol5 1BC2H 2 (g)+ O2 (g)=2CO 2 (g)+H 2O (l) ；H=2b kJ · mol21C2C 2H2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g

10、)+2H 2O (l) ；H= 4b kJ·molD 2C2H2 (g)+5O 2 (g)=4CO 2 (g)+2H 2O (l) ；1H=+b kJ · mol【答案】 C【变式 2】写出下列热化学方程式：(1)SiH 4 是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和 H2O(l) ；已知室温下 2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ，其热化学方程式为_ (2)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B 2H6)，在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：_.(3)在101 kPa时， 1.00

11、 g C 6H6(l) 燃烧生成CO2 和H2O(l) 时，放出41.8 kJ的热量，C6H6的燃烧热为_ kJ/mol ，该反应的热化学方程式为学习必备欢迎下载_ 【答案】 (1)SiH 4(g) 2O2(g)=SiO 2(s) 2H2O(l) ；H 1427.2 kJ/mol(2)B 2H 6(g) 3O2(g)=B 2O3(s) 3H 2O(l) ；H 2165 kJ/mol(3)3260.4【 解 析 】 (1)1molSiH 4(g) 自 燃 生 成SiO2(s) 和H 2O(l) 放 出 的 热 量 为 ：热化学方程式为：SiH 4(g) 2O2(g)=SiO 2(s) 2H2O(

12、l) ；H 1427.2 kJ/mol(2) 1 mol B 2H 6(g)完全燃烧生成B 2O3(s)和 H2O(l) ，放出的热量为：热化学方程式为：B2H6(g) 3O2(g)=B 2O3(s) 3H2O(l) ；H 2165 kJ/mol(3)1 mol C 6H 6(l) 完全燃烧生成CO2(g) 和 H2O(l) 放出的热量为：热化学方程式为：类型二：有关反应热的计算例 2、SF6 是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F 键。已知：1molS(s) 转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF-F、 S-F键需吸收的能量分别为160kJ、 330kJ。则S(s)3F2(

13、g)=SF 6(g) 的反应热 H为A. -1780kJ/molC.-450 kJ/molB. -1220 kJ/molD. +430 kJ/mol【答案】B【解析】由题意的 1mol S(s) 和 3molF 2(g) 形成 S 原子和 F 原子共需要吸收能量是280kJ+3× 160kJ 760 kJ。而生成 1mol SF 6(g)时需形成 6molS-F 键，共放出 6× 330kJ 1980 kJ，因此该反应共放出的热量为1980 kJ 760 kJ 1220kJ,所以该反应的反应热H 1220kJ/mol ，选项 B 正确。【总结升华】 本题考查反应热的有关计算

14、。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学习必备欢迎下载学键需要放热。举一反三：【高清课堂：反应热和热化学方程式例】【变式 1】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O 2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量1 1 1 1 分别为： P P a kJ ·mol 、 P O b kJ ·mol 、 P=O c kJ ·mol 、 O=O d kJ ·mol 。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是A（ 6a+5d 4c 12b） kJ ·mol 1B（ 4c+12b 6a 5d） kJ ·mol 1C（ 4c+12

15、b 4a 5d） kJ ·mol 1D （4a+5d4c 12b） kJ ·mol 1【答案】 A【解析】由图可以看出：P4 中有 6mol 的 P P， 5mol 的 O2 中含有 5molO O， 1mol 的P4O10 中含有 4mol的 P O，12mol 的 P O，所以 H (6a 5d 4c 12b)kJ ·mol 1。【高清课堂：反应热和热化学方程式例】【变式 2】已知 H2g Br2l 2HBrg ； H72kJ/mol. ，蒸发 1mol Br 2（ l）需要吸收的能量为 30kJ，其它相关数据如下表：H 2(g)Br 2(g)HBr(g)1m

16、ol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中 a 为A404B 260C 230D 200【答案】 D【解析】 由已知得： Br 2(l)=Br 2(g)=+30kJ/mol ，则 H 2(g) + Br2(g) = 2HBr(g) ；= 102kJ/mol 。 436+a-2× 369= 102； a= 200kJ， D 项正确。例 3、已知 1 g 氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水放出120.9kJ 的热量，试计算1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。【答案】 1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为1.08× 104 kJ【

17、解析】设氢气燃烧的热化学反应的反应热H Q kJ/ molH 2 (g) 1H 2O (g)H Q kJ/ molO2 (g)22 gQ kJ学习必备欢迎下载1 g120.9 kJQ 241.8 H 241.8 kJ/ mol又设 1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q11 H 241.8 kJ/ molH2 (g) O2 (g)H2O (g)222.4 L241.8KJ1000 LQ1Q1 1.08× 104 kJ举一反三：【变式 1】已知下列两个热化学方程式：2H2(g)+O 2 (g)=2H 2O(l) 1； H= 571.6kJ· molC3H8(g)

18、+5O 2(g)=3CO 2(g)+4H 2O(l)； H= 2220.0kJ· mol 1实验测得 H2 与 C3H 8 的混合气体共5mol ，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中 H 2与 C3H 8体积比是A. 1:3B. 3:1C. 1:4D. 1:1【答案】 B【解析】可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出 1mol H 2 和 1mol C 3H 8 完全燃烧各自放出的热量，然后再求混合物的组成。设 H2 的物质的量为 x，则 C3 H8 的物质的量为 5-x ，则 (571.6÷ 2)x +2220× (5-x)=3847所以 x=3.75

19、mol ，由体积之比等于物质的量之比3.75：(5-3.75)=3 ： 1类型三：盖斯定律的应用例 4、已知： 2Zn （s） +O 2（ g） =2ZnO （ s）； H 1=-701.0kJ · mol -1 2Hg（ l） +O 2（ g） =2HgO （s）； H2=-181.6kJ · mol -1则反应 Zn （ s）+ HgO （ s） =ZnO （ s） + Hg （ l ）的 H 为A. +519.4kJ · mol -1B. +259.7 kJ· mol -1-1-1C. -259.7 kJ· molD. -519.4kJ · mol【答案】 C【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。即H =( H1- H2 )/2=-259.7 kJ ·mol -1。【总结升华】本题考查盖斯定律。题中两负数相减易出错，此外系数除以2 时，焓值也要除 2。举一反三：学习必备欢迎下载【变式 1】已知下列反应的热化学方程式为：(1)C(s) O2(g)=CO 2(g)；H 1 393.5 kJ/mol(2)CH 3COOH(l) 2O2(g) 2CO 2(g) 2H 2O(l) ； H 2 870.3 kJ/mol(3)H 2(g)1O2(g)=H 2O(l)