第02講反應(yīng)熱的計(jì)算

｛學(xué)目目標(biāo)］

i.能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的比較與計(jì)算。

2.會(huì)比較同一反應(yīng)在不同條件反應(yīng)的焰變大小。

3.能計(jì)算反應(yīng)熱。

〔產(chǎn)學(xué)習(xí)重信|

----------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII-----------------

1.理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焰變的計(jì)算。

2.婚變大小的判斷。

|硬學(xué)習(xí)難請(qǐng)）

-----------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII------------------

1.蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱。

2.焰變大小的判斷。

|豳基礎(chǔ)知ilj

何霞O

有些反應(yīng)的反應(yīng)熱無(wú)法通過(guò)量熱計(jì)直接測(cè)定，如C燃燒時(shí)不可能全部生成co,總有一

部分生成CO2,能否通過(guò)某些已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算C生成co反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？

一、蓋斯定律

1.內(nèi)容

一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是分幾步完成，其是完全相同的。即:

化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的有關(guān)，而與無(wú)關(guān)。

可圖示為：

感受■理解

游客從A點(diǎn)到B點(diǎn)，無(wú)論徙步或從纜車(chē)，從始態(tài)(S)到終態(tài)(L),若則皿>0；

人的勢(shì)能變化只與A與B兩點(diǎn)的海拔差有由S——>L——>S,經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)，所有的反應(yīng)

關(guān)，而與由A點(diǎn)到B點(diǎn)的途徑無(wú)關(guān)。物都和反應(yīng)前完全一樣，能量沒(méi)有發(fā)生變化，

故A//I+AH2=0。

2.意義

若：①反應(yīng)進(jìn)行得很慢;②反應(yīng)不容易直接發(fā)生；③反應(yīng)伴有副反應(yīng)發(fā)生,這些反應(yīng)的

反應(yīng)熱不能直接測(cè)定，可運(yùn)用蓋斯定律間接計(jì)算反應(yīng)熱。

3.應(yīng)用

利用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱。

那4方;

利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的兩種方法

i.虛擬路徑法：

先根據(jù)題意虛擬轉(zhuǎn)化過(guò)程，然后根據(jù)蓋斯定律列式求解，即可求得待求的反應(yīng)熱。

如C(s)+C)2(g)=CO2(g)的反應(yīng)熱計(jì)算：

尋始態(tài)C(s)+O2(g)

找終態(tài)CO2(g)

C(s)+1o(g)^CO(g)Aft

12

理過(guò)程

CO(g)+1o(g)^CO(g)Aft

222

'Hi

C(s)+O2(g)co2(g)

畫(huà)圖示

CO(g)+1o2(g)/

列算式A77i=A//3+A/f2

2.加合法：即運(yùn)用所給方程式通過(guò)的方法得到新的熱化學(xué)方程式。

第一步一先確定待求反應(yīng)的化學(xué)方程式

丁

找出待求化學(xué)方程式中各物質(zhì)在已知化學(xué)

方程式中的位置，若在“同側(cè)”，計(jì)算

第二步

時(shí)用“+”，若在“異側(cè)”，計(jì)算時(shí)

用“一”，即“同側(cè)相加、異側(cè)相減”

0

根據(jù)待求化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)

第三步量數(shù)確定已知化學(xué)方程式的乘數(shù)，即“系

數(shù)定乘數(shù)”

0

依據(jù)第二步、第三步的結(jié)論，計(jì)算待求

第四步

反應(yīng)的A”

利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的兩種方法

注意

￡’應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)注意以下幾點(diǎn)：

①熱化學(xué)方程式同乘以或除以某一個(gè)數(shù)時(shí)，也必須乘上該數(shù)。

②熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，△〃也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要

帶”+，，、"_，，符號(hào)，即把A〃看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。

③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，KH的“+”或“一”號(hào)必須隨之改變。

二'始變大小的比較

1.如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，的絕對(duì)值也要加倍。

1

如：H2(g)+1o2(g)=H2O(l)A^i=-akJmor；2H2(g)+02(g)=2H2O(1)

1

kJmoF,其反應(yīng)②中H2的量更多，因此放熱更多，但AM<0,A//2<0,故

KH。Nth。

2.同一反應(yīng)，反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)不同，反應(yīng)熱不同。

在同一反應(yīng)里，反應(yīng)物或生成物狀態(tài)不同時(shí)，要考慮A(g)雪A⑴雪A(s),或者從

吸熱吸熱

三狀態(tài)自身的能量比較：￡(g)>￡(l)>￡(s),可知反應(yīng)熱大小亦不相同。

1

如：S(g)+02(g)=SO2(g)AHi=-akJmor……①；S(s)+O2(g)=SO2(g)AH2=-

bkJmol1...②

方法一：圖像法

由圖像可知：但AH<0,NH2〈0,故AMVAft。

方法二：通過(guò)蓋斯定律構(gòu)造新的熱化學(xué)方程式

由①一②可得S(g)=S(s)A^=AHI-A^2<0,故AHI<AH2。

3.晶體類(lèi)型不同，產(chǎn)物相同的反應(yīng)，反應(yīng)熱不同

如：C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)A^i=-akJmol1；C(s,金剛石)+O2(g)=CC)2(g)

KHi=—bkJmor1

4.根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度比較反應(yīng)熱大小

①其他條件相同，燃燒越充分，放出熱量越多，A/f越小。

tOC(s)+1o2(g)=CO(g)NH\；C(s)+O2(g)=CO2(g)C完全燃燒，放熱更多，

|A77I|<|A772|.但AftCO,AHi<0,取NH\>KH2。

②對(duì)于可逆反應(yīng)，由于反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以實(shí)際放出(或吸收)的熱量

小于相應(yīng)的熱化學(xué)方程式中的的絕對(duì)值。

1

如：2SO2(g)+C)2(g)=2s03(g)A^=-197kJmor,向密閉容器中通入2moiSO2(g)

和1mol02(g),發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡后，放出的熱量小于197kJ,但A"仍為一197kJmol

-1

0

5.中和反應(yīng)中反應(yīng)熱的大小不同

①濃硫酸和氫氧化鈉固體反應(yīng)生成1mol水時(shí)，放出的熱量一定大于57.3kJ(濃硫酸稀

釋和氫氧化鈉固體溶解時(shí)都會(huì)放出熱量)。

②醋酸和NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水時(shí)，放出的熱量一定小于57.3kJ(醋酸電離會(huì)吸

熱)。

③稀硫酸和Ba(0H)2溶液反應(yīng)生成1mol水時(shí)，反應(yīng)放出的熱量一定大于57.3kJ(SOF

和Ba2+反應(yīng)生成BaSC?4沉淀會(huì)放熱)。

6.根據(jù)特殊反應(yīng)的焰變情況比較反應(yīng)焰變的大小

2Al(s)+|02(g)=A12O3(S)AHI……①

2Fe(s)+|o2(g)=Fe2O3(s)Kth……②

由①一②可得2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+AbO3(s)NH=NH\一居2,已知鋁熱反應(yīng)為

放熱反應(yīng)，故AH<0,

三、反應(yīng)熱的計(jì)算

1.根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算

熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。例如，

aA(g)+6B(g)=cC(g)+NH

abcd|A77|

〃(A)〃(B)〃(C)"(D)Q

則"(A)=AB)=BC)=〃(D)=。

abed|A//|

2.根據(jù)反應(yīng)物、生成物的計(jì)算

△H二反應(yīng)物的鍵能總和一o

3.根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算

0(放)="(可燃物)x|AA(燃燒熱)|。

4.根據(jù)蓋斯定律計(jì)算

根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其A/f相加或相減,得到一

個(gè)新的熱化學(xué)方程式及其幺2。

5.根據(jù)比熱公式計(jì)算：

考點(diǎn)剖析

lllllllllllllllllllllllillllllllillllllll

考點(diǎn)一：根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱

(2023?北京房山區(qū)高二上學(xué)期期中)工業(yè)上也可用CO和H2合成甲醇

已知:①CO(g)+$)2(g)=CO2(g)AHi=-283.0kJ-mol-1

②H2(g)+：O2(g)=H2O(g)Aft=-241.8kJmoF1

…a

③CH30H(g)+102(g)=C02(g)+2H2O(g)Aft=-192.2kJ?mo「1

1

則反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH=kJ-moP

考點(diǎn)二：反應(yīng)熱的計(jì)算

2.氯及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。

幾種含氯離子的相對(duì)能量如下表所示:

離子Cl(aq)C10-(aq)C102(aq)C107(aq)C10；(aq)

相對(duì)能量/k「mo「10601016338

①在上述五種離子中，最不穩(wěn)定的離子是(填離子符號(hào))。

②反應(yīng)3clCT(aq)=C1O式aq)+2C「(aq)的A/7=。

③寫(xiě)出由CIO3反應(yīng)生成CIO4和C1-的熱化學(xué)方程式：

考點(diǎn)三：焙變大小判斷

（2023?湖北宜昌市協(xié)作體高二上學(xué)期期中）相同條件下，下列各組熱化

學(xué)方程式中的是

A.C(s)+1o2(g)=CO(g)AHi；C(s)+O2(g)=CO2(g)Aft

33

B.2Al(s)+|O2(g)=A12O3(S)AHI；2Fe(s)+|O2(g)=Fe2O3(s)NHi

C.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)Af/i；2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)Aft

D.CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)A/fi；NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)Aft

［域基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

-----------------lllllllllllllllllllllllllllllllltllllllll------------------

1.(2023?河南洛陽(yáng)市強(qiáng)基聯(lián)盟大聯(lián)考高二上學(xué)期10月)已知高爐煉鐵時(shí)發(fā)生反應(yīng)

Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)AH=-24.6kJ-mo「，則消耗28gCO時(shí)，上述反應(yīng)

的能量變化為

A.吸收4.1kJ能量B.放出4.1kJ能量

C.吸收8.2kJ能量D.放出8.2kJ能量

2.(2023?北京豐臺(tái)區(qū)高二上學(xué)期期中)在298K、lOOkPa時(shí)，已知：

2H20(g)=2H2(g)+O2(g)A^i

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)Mh

2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)A%

則與和間的關(guān)系正確的是

A.A//3=A/fi+2A//2B.A/73=A^I+A//2

C.AH3=AH1-2AH2D.A//3=AHI-AH2

3.(2023?吉林吉林市高二上學(xué)期期中)已知強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化

+*12341

學(xué)方程式為H(aq)+OH"(aq)=H2O(l)3=一57.3kJ-mol-,向0.1L0.2molL^的NaOH

溶液中加入下列物質(zhì)：①稀醋酸；②濃硫酸；③稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)。則其焰變AH、Nh、

NH3的關(guān)系是

A.NH。NHAKH3B.Nlh

C.NH\=KH3>NHiD.A/7I<A/73<A7/2

4.(2023?山東臨沂市沂水縣高二上學(xué)期期中)已知：C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)A^i

11

=-393.5kJmoF；CO(g)+1o2(g)=CO2(g)A//2=-283kJ-moF

理論上2mol石墨不充分燃燒，生成等物質(zhì)的量的CO(g)和C02(g)放出的熱量是

A.676.5kJB.504kJ

C.283kJD.110.5kJ

5.(2023?江蘇南通高二上學(xué)期期末)Li/Li2。體系的能量循環(huán)如圖所示。已知：

-142kJ-mol*1、844kJ-mol1八。__.一門(mén)、“、上一?也口

[0(g)-------------------->0(g)-------------------->02]o下列說(shuō)法正確的是

2

2Li+(g)+0(g)Li2O(s)

,此2個(gè)海f

2Li(g)0(g)

「陽(yáng)牛溫混

2Li(s)+l/2O2(g)-----------

A.\H\~VB.A772Vo

C.A/73<0D.A//5>A/76

6.(2023?廣東廣州市高二上學(xué)期期中)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排

放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CC>3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與C02可發(fā)生如

下逆反應(yīng)：

反應(yīng)I：2NH3(1)+H2O(1)+CO2(g)=(NH4)2CO3(aq)KH\

反應(yīng)U：NH3(1)+H2O(1)+CO2(g)=NH4HCO3(aq)Aft

反應(yīng)III：(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)Aft

貝!與Mi、AH2之間的關(guān)系是：煙=-

7.(2023?江蘇南京高二期中)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的?/p>

料電池有良好的應(yīng)用前景。

已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A^i=-484kJ-mor'........①

1

H2O(1)=2H2O(g)A^i=+44kJ-moF.......②

表示比燃燒熱的熱化學(xué)方程式為。

8.(2023?北京海淀區(qū)高二上學(xué)期期末)克勞斯法：2H2s(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g)。

已知：2H2s(g)+302(g)=2SC>2(g)+2H2O(g)A*=-l036kJmo「

1

4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)A//2=+94kJmoF

用克勞斯法處理H2S,若生成1molS2(g),放出熱量kJo

I[冒過(guò)關(guān)檢測(cè)

-------------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII--------------------

1.(2022?江蘇蘇州模擬)已知幾種離子反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

①H+(aq)+OhT(aq)=H2。⑴A/fi；

②Ba2+(aq)+SC)r(aq)=BaSO4(s)A/72;

+

③NH3-H2O(aq)+H(aq)=NH[(aq)+H2O(1)Nth；

2++

@Ba(aq)+2OH"(aq)+2H(aq)+SOF(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)AH4o

下列有關(guān)判斷正確的是

A.AH2>0,AH3coB.AH2<A/74

C.A/￡t<A/7i+A/72D.A/fi>A7/3

2.(2023?湖北孝感市協(xié)作體高二上學(xué)期期中)已知煤轉(zhuǎn)化成水煤氣及其燃燒過(guò)程的能

量變化如圖，下列說(shuō)法不亞確的是

A"，

C(s)+HQ(g)+Oi(g)--------------->CO>(g)+H：O(g)

CO(g)+H^g)+OI(g)

A.由A7可知，該步反應(yīng)的反應(yīng)物鍵能總和小于生成物的鍵能總和

B.A//I-AH2+AH3=0

C.\HI<AH2

D.若用C(s)和H2。⑴轉(zhuǎn)化為H2(g)和CO(g),則A〃2變大

3.(2022?山東濰坊、高密、諸城三市期中)氮氧化物(NO0和CO均為大氣污染物。

已知下列反應(yīng)：

1

C(s)+N2O(g)=CO(g)+N2(g)NH=-193kJ-moF

1

C(s)+O2(g)=CO2(g)NH=-394kJ-moF

2co(g)+O2(g)=2CC)2(g)AH=-566kJmor1

相同條件下，反應(yīng)CO(g)+N2O(g)=CO2(g)+N2(g)的AH為

A.-365kJmor1B.-355kJmor1

C.+365kJmor1D.+355kJ-mo「

4.(2022?重慶市三模)氫能被稱(chēng)為未來(lái)能源，利用乙醇來(lái)制取氫氣涉及如下反應(yīng)

1

反應(yīng)I：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)A/7i=+173.5kJ-moP

1

反應(yīng)H：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A//2=-41.2kJmor

貝也molCH3cH20H(g)與壓03作用生成CO(g)和壓?反應(yīng)的△〃為

A.+255.9kJ-moF1B.-255.9kJmor1

C.+132.3kJmor1D.-132.3kJmor1

5.(2022?湖南永州市高二上學(xué)期期末)C(s)與O2(g)生成C02(g)的反應(yīng)可以一步完成,

也可以分兩步完成，各步反應(yīng)之間的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是

A.CO的燃燒熱的AH=-283.0kJ-mo「

B.A//=-110.5kJmo「

C.1mol金剛石與石墨完全燃燒放出的熱量均為393.5kJ

D.根據(jù)上圖推出C(s)+CC)2(g)=2CO(g)A//=+172.5kJmor1

6.(2023?北京延慶區(qū)高二上學(xué)期期末)C和H2在生產(chǎn)、生活、科技中是重要的燃料。

①2c(s)+O2(g)=2CO(g)AHi=-220kJmor1

下列推斷正確的是

A.C(s)的燃燒熱為220kJ-mo「

B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH2=+480kJmori

C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2O(g)AH3=+130kJ-mo「

D.欲分解2molH2O(l),至少需要提供4、462kJ的熱量

7.(2022?山東濰坊下學(xué)期期末)天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化法是目前獲取田的主流方法，CH4

經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為H2和CO2,其能量變化如圖：

能t能

量CO(g)+3H2(g)量

CO(g)+H2O(g)

△7/=+206.4kJ-mol'1

△Z/=-41.0kJmor'

CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

反應(yīng)過(guò)程(第一步反應(yīng))反應(yīng)過(guò)程(第二步反應(yīng))

則總反應(yīng)|CH4(g)+H2O(g)=*202也)+2112出)的公”等于

A