反应焓变的计算

反应焓变的计算第1页，共21页，2023年，2月20日，星期一笃学二反应焓变的计算1.计算依据反应热计算的主要依据是热化学方程式、盖斯定律等相关数据。2．应用技巧化学反应的热效应只与始态、终态有关，与反应过程无关，反应热总值一定。如下图表示始态到终态的反应热。则ΔH＝

=

。

ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH5第2页，共21页，2023年，2月20日，星期一【慎思1】

化学反应的焓变，就如我们爬山，不论选择哪条路线，高度总是相同的(如图)，请从理论上说明为什么化学反应的焓变与化学反应过程无关？提示化学反应遵循质量守恒和能量守恒。在指定的状态下，各种物质的焓值都是确定且唯一的，因此反应不论是一步完成，还是分步完成，最初的反应物和最终的产物都是一样的。反应物和反应产物的焓的差值都是一样的。第3页，共21页，2023年，2月20日，星期一【慎思2】

根据热化学方程式进行计算时应注意哪些问题？提示1.反应焓变的数值与各物质的系数成正比。因此热化学方程式中各物质的系数改变时，其反应焓变的数值需同时做相同倍数的改变。2．正、逆反应的反应热焓变的数值相等，符号相反。3．热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。4．多个热化学方程式可以相加或相减，ΔH也进行相应的相加或相减，得到一个新的热化学方程式。5．热化学方程式中的反应焓变是指反应按照所给形式进行完全时的反应焓变。

第4页，共21页，2023年，2月20日，星期一盖斯定律的应用价值在于可以根据已准确测定的反应焓变来求实验难测或根本无法测定的反应焓变，可以利用已知的反应焓变计算未知的反应焓变。1．同素异形体反应焓变的求算及稳定性的比较。2．根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式)，进行有关反应焓变的计算或大小比较。第5页，共21页，2023年，2月20日，星期一【例1】1840年，瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应方程式，回答问题。已知：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH＝－176kJ·mol－1(2)NH3(g)＋H2O(l)===NH3·H2O(aq)ΔH＝－35.1kJ·mol－1(3)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq)ΔH＝－72.3kJ·mol－1(4)NH3(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)ΔH＝－52.3kJ·mol－1第6页，共21页，2023年，2月20日，星期一(5)NH4Cl(s)＋2H2O(l)===NH4Cl(aq)ΔH＝Q则第(5)个方程式中的反应热是________。解析考查盖斯定律的理解运用。本题可用“加合法”，也可用“虚拟路径法”。a．加合法(4)＋(3)＋(2)－(1)与(5)相比较得反应热是16.3kJ·mol－1。b．虚拟路径法设计反应的虚拟过程第7页，共21页，2023年，2月20日，星期一则有：ΔH＝－35.1kJ·mol－1＋(－72.3kJ·mol－1)＋(－52.3kJ·mol－1)＋176kJ·mol－1＝16.3kJ·mol－1。答案16.3kJ·mol－1第8页，共21页，2023年，2月20日，星期一利用盖斯定律进行问题分析时，常采用热化学方程式加合法和虚拟途径法。(1)加合法：根据需要将热化学方程式进行代数转换，然后相加，得出所需要的热化学方程式。转换时应注意各物质的系数与ΔH的数值同等倍数的改变，ΔH的符号也作相应的改变。(2)虚拟途径法先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。第9页，共21页，2023年，2月20日，星期一解析

答案P4(白磷，s)===4P(红磷，s)

ΔH＝－29.2kJ·mol－1第10页，共21页，2023年，2月20日，星期一1．根据热化学方程式进行计算：焓变与反应物各物质的物质的量成正比。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH1＝－571.6kJ·mol－1，生成2molH2O(l)，ΔH＝－571.6kJ·mol－1；生成1molH2O(l)，ΔH＝－285.8kJ·mol－1。2．根据反应物和生成物的总焓计算ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)3．依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量第11页，共21页，2023年，2月20日，星期一4．根据盖斯定律的计算5．根据比热公式求算：Q＝－c·m·ΔT【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)

ΔH1＝67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－534kJ·mol－1②试计算1mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为________，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：________。

第12页，共21页，2023年，2月20日，星期一解析由题意可知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH1＝67.7kJ·mol－1①，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH2＝－534kJ·mol－1②，根据盖斯定律，令②×2－①得2N2H4(g)－N2(g)===2N2(g)＋4H2O(g)－2NO2(g)，ΔH＝2ΔH2－ΔH1，整理得2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝－534kJ·mol－1×2－67.7kJ·mol－1＝－1135.7kJ·mol－1，则1molN2H4与NO2完全反应时放出的热量为567.85kJ。答案567.85kJ

2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1135.7kJ·mol－1第13页，共21页，2023年，2月20日，星期一利用盖斯定律求解目标反应的ΔH或能量时，应先据题意列出该反应的大致轮廓，调整已知反应的系数，利用反应式的相加或相减，消去目标反应中不存在的物质即可。第14页，共21页，2023年，2月20日，星期一第15页，共21页，2023年，2月20日，星期一答案C

第16页，共21页，2023年，2月20日，星期一第17页，共21页，2023年，2月20日，星期一请回答：(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_________________________________________。(2)比较反应热数据可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和比1molC(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：第18页，共21页，2023年，2月20日，星期一并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是______________________________。(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：________________________________________________________。(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇②甲醛③甲酸④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。第19页，共21页，2023年，2月20日，星期一解析根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝131.5kJ·mol－1，由此可知煤转化成水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。CO和H2按1∶1反应合成物质时，可达到零排放，符合“绿色化学”的要求，则合成的物质的最简式应满足CH2O，则②、④符合。答案(1)C(s)＋H2O(g)==