高中化学同步讲义（选择性必修一）第03讲 1.3反应热的计算（学生版）

第1课第3课时反应热的计算001目标任务课程标准学习目标1．了解盖斯定律及其简单应用。2．认识能量的转化遵循能量守恒定律。3．能进行反应焓变的简单计算。．1．能从宏观与微观相结合的角度认识和理解盖斯定律，并能利用盖斯定律解决简单问题。2．通过分析、推理等方法总结反应热与始态和终态的关系建立认知模型，并运用模型解决反应热的计算问题。002预习导学自主梳理1.1836年，化学家盖斯从大量实验中总结出一条规律；一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是（填“相同”或“不同”）的，该规律叫做盖斯定律。

2.反应的热效应只与始态、终态有关，与无关。反应热总值一定，如下图表示从始态到终态的反应热。则△H=。

3.能量守恒：能量既不会，也不会，只会从一种形式转化为另一种形式。

4.盖斯定律的应用

（1）反应热的绝对值与各物质的成正比。

（2）将两个或两个以上的热化学方程式，反应热△H亦。

5.△H的比较；对放热反应，放热越多，△H；对吸热反应，吸热越多，△H。

6.计算反应热的主要方法

（1）根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成比。

（2）根据反应物和生成物的总能量计算:△H=。

（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：△H=。（4）根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程。

预习检测1．下列说法均与盖斯定律有关，正确的个数为①化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关②盖斯定律的重要意义在于可将某些不易直接测定的反应热计算出来③盖斯定律是能量守恒定律的具体体现④能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的A．1 B．2 C．3 D．42．已知下列热化学方程式：；；则值为A． B． C． D．3．研究表明和在催化剂存在下可发生反应生成。已知部分反应的热化学方程式如下：

则的等于A． B．C． D．4．25℃、101kPa下，1mol氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

△H=-285.8kJ／molB．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)

△H=+571.6kJ／molC．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

△H=-571.6kJ／molD．H2(g)+O2(g)=H2O(1)

△H=-285.8kJ／mol5．已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中，部分反应进程如图，则过程中的焓变为___________kJ/mol。A． B． C． D．6．下列各组热化学方程式中，ΔH的比较正确的是①C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH1；C(s)+O2(g)=CO(g)

ΔH2②S(s)+O2(g)=SO2(g)

ΔH3；S(g)+O2(g)=SO2(g)

ΔH4③H2(g)+O2(g)=H2O(l)

ΔH5：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH6④CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)

ΔH7；CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)

ΔH8A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH3<ΔH4C．ΔH5<ΔH6 D．ΔH7>ΔH8探究提升03探究提升03►环节一盖斯定律【情境材料】发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和二氧化氮(NO2)为氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1②eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH＝－269kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1④【问题探究】1．你能否依据盖斯定律写出肼和二氧化氮反应的热化学方程式？2．有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大，试写出肼和氟气反应的热化学方程式。要点归纳应用盖斯定律的常用方法1．虚拟路径法若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：(1)由A直接变成D，反应热为ΔH；(2)由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，如图所示：则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(3)实例：已知下列两个热化学方程式Ⅰ.P4(s，白磷)＋5O2(g)=P4O10(s)ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1Ⅱ.P(s，红磷)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2＝－738.5kJ·mol－1写出白磷转化成红磷的热化学方程式。可虚拟如下路径：根据盖斯定律可得，ΔH=ΔH1＋(－ΔH2)×4＝－2983.2kJ·mol－1＋738.5kJ·mol－1×4＝－29.2kJ·mol－1故白磷转化成红磷的热化学方程式为P4(s，白磷)=4P(s，红磷)ΔH＝－29.2kJ·mol－12．加和法上例中用加和法，根据盖斯定律，由Ⅰ－4×Ⅱ可得ΔH＝ΔH1－4ΔH2＝－2983.2kJ·mol－1－4×(－738.5kJ·mol－1)＝－29.2kJ·mol－1，即白磷转化成红磷的热化学方程式为P4(s，白磷)=4P(s，红磷)ΔH＝－29.2kJ·mol－1(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。典例精讲【例1】下列关于盖斯定律描述不正确的是A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关B．盖斯定律遵守能量守恒定律C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热【例2】已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)

△H1H2(g)+O2(g)=H2O(l)

△H22As(s)+O2(g)=As2O5(s)

△H3则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)2的△H为A．2△H1-△H2-3△H3 B．△H3+3△H2-2△H1C．2△H1-3△H2-△H3 D．△H3+3△H2-△H1【例3】氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示，下列说法正确的是A． B．C． D．►环节二反应热的比较与计算【情境材料】已知下列信息：①Na(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH＝－411kJ·mol－1②乙醇的燃烧热ΔH＝－1366.8kJ·mol－1③已知下列反应的反应热CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1【问题探究】1．根据信息①，求生成2molNaCl的反应热。2．根据信息②，求1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？3．根据信息③，计算反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反应热。要点归纳1．比较类型与方法(1)同一反应，生成物的状态不同如A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1<0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2<0因为C(g)=C(l)ΔH3<0，而ΔH3＝ΔH2－ΔH1，则ΔH1>ΔH2。(2)同一反应，反应物的状态不同如S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－akJ·mol－1S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1(3)同素异形体的不同单质发生相似反应，产物相同时如C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－akJ·mol－1C(s，金刚石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1(4)两个有联系的不同反应C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1<0C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2<0C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH1))CO2(g)C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH2))CO(g)eq\o(→,\s\up7(ΔH3))CO2(g)ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。并据此可以写出热化学方程式：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＝ΔH1－ΔH2。2．大小比较原则(1)比较ΔH的大小时，必须把反应热的“＋”“－”与反应热的数值看作一个整体进行比较；比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小；比较“标准燃烧热”“中和热”时，只需比较数值的大小。(2)反应物的状态、化学计量数不同，则ΔH不同。(3)ΔH是带符号进行比较的，所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大；放热反应的ΔH<0，放热越多，ΔH越小，但|ΔH|越大。(4)同一物质，状态不同，反应热亦不同。。(5)对于可逆反应，因反应不能进行到底，实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。3．反应热计算的方法计算依据计算方法根据热化学方程式计算热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右移项，同时改变正、负号，各物质前面的化学计量数及ΔH的数值可以同时乘以相同的数根据盖斯定律计算将两个或两个以上的热化学方程式(包括ΔH)相加或相减(必要的时候，在热化学方程式相加或相减之前需要乘以或除以一个数)，从而得到一个新的热化学方程式根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热根据中和热中和反应放出的热量＝n(H2O)×|ΔH|根据化学键的变化ΔH＝反应物的化学键断裂时所吸收的总能量－生成物的化学键形成时所放出的总能量根据反应物和生成物的总能量ΔH＝E(生成物)－E(反应物)根据图像ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝＋ckJ·mol－1利用盖斯定律计算反应热的步骤：(1)确定待求反应的热化学方程式。(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。(5)加减确定待求热化学方程式。典例精讲【例4】下列热化学方程式或叙述正确的是A．1mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝＋642kJ·mol－1B．12g石墨转化为CO时，放出110.5kJ的热量：2C(石墨，s)＋O2(g)=2CO(g)

ΔH＝－110.5kJ·mol－1C．已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(l)

ΔH＝－286kJ·mol－1，则：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋572kJ·mol－1D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反应放出46.2kJ的热量【例5】已知：①②③④⑤下列关于上述反应焓变的判断正确的是A．△H1＞0 B．△H5＞0C．△H4＜△H3 D．△H1=△H2+△H3004课堂总结0505强化训练探究提升1．（2022秋·高二课时练习）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是A．能量变化的同时一定发生了化学变化B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH不同2．（2023春·河南安阳·高二安阳一中校考开学考试）常温下，某小组进行如下实验：编号实验热效应①将1mol的溶于水，溶液温度升高②将1mol的无水溶于水，溶液温度升高③将1mol的加热后得到无水和液态水由此可知，下列关系式错误的是A． B．C． D．3．（2023秋·湖北十堰·高二统考期末）合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol、-890.3kJ/mol，且H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol。下列热化学方程式正确的是A．B．C．D．4．（2022·浙江·高二期中）根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是：A．∆H5+∆H6+∆H7+∆H8<∆H2B．∆H5<0，∆H6<0，∆H7>0C．I(g)∆H6的小于Cl(g)的∆H6D．∆H1=∆H2+∆H3+∆H4+∆H5+∆H6+∆H7+∆H85．（2023秋·甘肃武威·高二天祝藏族自治县第一中学校考期末）工业上常利用和合成尿素，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是A．为合成尿素反应的中间产物B．利用和合成尿素是放热反应C．反应II在热力学上进行趋势很大D．的焓变6．（2022秋·辽宁营口·高二营口开发区第一高级中学校考阶段练习）如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图，下列说法正确的是A．热稳定性：MgCl2＜MgF2B．Mg(s)+X2(g)=MgX2(s)ΔH>0C．将MgCl2溶液蒸干可得到无水MgCl2D．该温度下MgI2(s)+Br2(g)=MgBr(s)+I2(g)ΔH=+160kJ•mol-17．（2023秋·黑龙江绥化·高二校考期末）在一定条件下，和发生反应：

，已知：a、b、c均大于零，下列说法不正确的是A．反应物的总键能低于生成物的总键能B．图乙中C．断开4molH-O键所需能量约为D．焓变的绝对值存在关系：8．（2022秋·广西南宁·高二校考阶段练习）关于反应：①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-2600kJ/mol；②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

ΔH=-566kJ/mol；③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

ΔH=+216kJ/mol。下列叙述正确的是A．CO的燃烧热为ΔH=+283kJ/molB．在③进行时，若加入催化剂，可以使ΔH减小C．若有3.2gCH4与足量水蒸气按③反应，则放出的热量是43.2kJD．若生成相同质量的CO2，C2H2放出的热量大于CO9．（2023秋·河南平顶山·高二统考期末）已知几种化学键的键能如表所示：化学键键能a436463750根据热化学方程式：

，计算表中的a为A．484.5 B．969 C．872 D．193810．（2022秋·广东广州·高二华南师大附中校考期中）下列有关化学能和热能的叙述中，正确的是A．伴有热量放出的变化过程都是放热反应B．化学反应中能量的变化与反应物的状态无关C．燃烧热的数值与实际参加反应的可燃物的质量无关D．反应热△H的单位中“”指的是每摩尔的反应物11．（2023秋·江苏徐州·高二统考期末）乙苯催化脱氢制备苯乙烯是目前生产苯乙烯的主要方法，反应：→+H2(g)。下列有关说法正确的是A．使用催化剂可降低该反应的B．的总能量大于与的总能量C．1g完全反应转化为需吸收约1.1kJ的能量D．反应→(g)+H2(g)12．（2023秋·全国·高二专题练习）已知：(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g)

ΔH=akJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)

ΔH=bkJ/mol(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l)

ΔH=ckJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)

ΔH=dkJ/mol下列关系式中正确的是A．a<c<0 B．b>d>0 C．2a=b>0 D．2c=d<013．（2021秋·山东济宁·高二统考期中）按要求回答下列问题(1)已知在常温常压下：①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ·mol-1②H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1甲醇燃烧热的热化学方程式为_______。(2)已知：CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H1=-192.9kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)△H2=-120.9kJ·mol-1甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H3_______。(3)苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6H5-CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反应方程式为：C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)△H1已知：3C2H2(g)C6H6(g)△H2；C6H6(g)+C2H4(g)C6H5-CH2CH3(g)△H3则反应3C2H2(g)+C2H4(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_______。(4)氨的合成是最重要的化工生产之一，工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：①用焦炭跟水反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)②用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，已知有关反应的能量变化如图