1、高中化学高中化学选修选修4人教版人教版第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算目标导航目标导航1.从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律，通过盖从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律，通过盖斯定律的运用，进一步理解反应热的概念。斯定律的运用，进一步理解反应热的概念。2.能正确运用盖能正确运用盖斯定律解决具体问题，说明盖斯定律在科学研究中的重要作斯定律解决具体问题，说明盖斯定律在科学研究中的重要作用。用。3.学会反应热的有关计算。学会反应热的有关计算。一、盖斯定律一、盖斯定律 1内容内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是_ _的的(填填“相
2、同相同”或或“不同不同”)。2特点特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关，与反应的热效应只与始态、终态有关，与_无关。无关。(2)反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。相相同同途径途径则则H_。(3)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为另一种形式。形式转化为另一种形式。3意义意义利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。H1H2H3H4H5【议一议议一议】1已知：已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5
3、kJmol1答案答案(1)“虚拟路径虚拟路径”法法根据盖斯定律知根据盖斯定律知H1HH2HH1H2393.5 kJmol1283.0 kJmol1110.5 kJmol1(2)“方程式加合方程式加合”法法2根据盖斯定律，利用根据盖斯定律，利用“方程式加合法方程式加合法”计算反应热时，应注计算反应热时，应注意什么？意什么？答案答案(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。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，所求之和为其代数和。热也随之相加减
4、，所求之和为其代数和。(3)将一个热化学方程式颠倒时，将一个热化学方程式颠倒时，H的的“”、“”号必须号必须随之改变。随之改变。(4)为了防止出错，应将方程式左、右颠倒，用为了防止出错，应将方程式左、右颠倒，用“加法加法”计计算。算。二、反应热的计算二、反应热的计算反应热计算的几种类型：反应热计算的几种类型：(1)依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的量成正比，依据热化学方程式中的H求反应热，如求反应热，如(2)依据盖斯定律：根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的依据盖斯定律：根据盖斯定律，可以将两个或两个以
5、上的热化学方程式包括其热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方相加或相减，得到一个新的热化学方程式，同时反应热也作相应的改变。程式，同时反应热也作相应的改变。(3)依据反应物断键吸收热量依据反应物断键吸收热量Q吸吸与生成物成键放出热量与生成物成键放出热量Q放放进进行计算行计算H_。(4)依据反应物的总能量依据反应物的总能量E反应物反应物和生成物的总能量和生成物的总能量E生成物生成物进行计进行计算算H_。(5)依据物质的燃烧热依据物质的燃烧热H计算：计算：Q放放_。(6)依据比热公式计算：依据比热公式计算：Q_。Q Q吸吸Q Q放放E生成物生成物E反应物反应物n可燃物可燃物|H|cm
6、t【算一算算一算】答案答案25%2已知在一定条件下，已知在一定条件下，CO的燃烧热为的燃烧热为283 kJmol1，CH4的的燃烧热为燃烧热为890 kJmol1，求，求1 mol CO和和3 mol CH4组成的混组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为_。答案答案2 953 kJ解析解析Q283 kJmol11 mol890 kJmol13 mol2 953 kJ。3已知已知HH键键能为键键能为436 kJmol1，HN键键能为键键能为391 kJmol1，根据，根据N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，则，则NN键的
7、键能为键的键能为_。答案答案945.6 kJmol1解析解析HE(NN)3E(HH)6E(NH)92.4 kJmol1，代入数据，则，代入数据，则E(NN)945.6 kJmol1。1盖斯定律的解题模型及应用技巧盖斯定律的解题模型及应用技巧【例例1】根据盖斯定律，结合下述热化学方程式，回答问根据盖斯定律，结合下述热化学方程式，回答问题。题。已知：已知：(1)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H176 kJmol1(2)HCl(g)H2O(l)=HCl(aq)H72.3 kJmol1(3)NH3(g)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H52.3 kJmol1(4)NH4Cl(s)H2O(
8、l)=NH4Cl(aq)HQ则第则第(4)个方程式中的反应热是个方程式中的反应热是_。答案答案51.4 kJmol1解析解析利用盖斯定律知，利用盖斯定律知，(3)(2)(1)(4)，则，则H52.3 kJmol1(72.3 kJmol1)(176 kJmol1)51.4 kJmol1。反思归纳反思归纳(1)解题模型解题模型(2)解题技巧解题技巧首先确定待求的方程式，然后观察待求方程式中的各物质首先确定待求的方程式，然后观察待求方程式中的各物质在已知方程式中的位置，最后根据未知方程式中各物质的在已知方程式中的位置，最后根据未知方程式中各物质的计量数和位置的需要对已知方程式进行处理计量数和位置的需
9、要对已知方程式进行处理(包括调整化包括调整化学计量数或调整反应方向，然后把各方程式进行叠加并检学计量数或调整反应方向，然后把各方程式进行叠加并检验正确与否验正确与否)。变式训练变式训练1已知：已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1；N2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJmol1，则，则2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)的的H是是()A386 kJmol1 B386 kJmol1C746 kJmol1 D746 kJmol1答案答案C解析解析利用盖斯定律可知利用盖斯定律可知即可得：即可得：2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)，故
10、该反应的，故该反应的H566 kJmol1180 kJmol1746 kJmol1。2反应热的比较反应热的比较【例例2】下列各组热化学方程式中，化学反应的下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大前者大于后者的是于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A B C D答案答案C解析解析解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)依据盖斯定律，设计合理的途径。依据盖斯定律，设计合理的途径。(2)注意注意H的正负号问题，作出正确判断。的正负号问题，作出正确判断。方法总结方法总结反应热反
11、应热H的大小比较是高考考查的常见知识点，也是高的大小比较是高考考查的常见知识点，也是高中化学学习的难点。现归纳总结如下：中化学学习的难点。现归纳总结如下：(1)比较比较H时，把反应热的时，把反应热的“”或或“”与反应热的数值看与反应热的数值看作一个整体进行比较，而比较反应放出或吸收的热量时只作一个整体进行比较，而比较反应放出或吸收的热量时只比较数值。比较数值。(2)直接比较法直接比较法依据规律、经验和常识直接判断不同反应的依据规律、经验和常识直接判断不同反应的H的大小的的大小的方法可称为直接比较法，如：方法可称为直接比较法，如：吸热反应的吸热反应的H肯定比放热反应的大肯定比放热反应的大(前者大
12、于前者大于0，后者小于，后者小于0)。H与物质的量有关，同一反应且物质的状态都相同时，与物质的量有关，同一反应且物质的状态都相同时，|H|与反应物的物质的量成正比。与反应物的物质的量成正比。等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量多，多，H则要小。则要小。一般情况下，生成等物质的量的水时，强酸和强碱的稀溶一般情况下，生成等物质的量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱、弱碱和强酸、弱酸和弱碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱、弱碱和强酸、弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多液反应放出的热量多(电离要吸热电离要吸热)；中和反应在生成水的同时
13、；中和反应在生成水的同时若还产生沉淀若还产生沉淀如硫酸和如硫酸和Ba(OH)2溶液反应溶液反应，则放出的热量比，则放出的热量比只生成水的反应放出的热量多。只生成水的反应放出的热量多。H与物质的状态有关。等量的可燃物完全燃烧生成液与物质的状态有关。等量的可燃物完全燃烧生成液态水肯定比生成气态水放出的热量多，等量的气态反应物态水肯定比生成气态水放出的热量多，等量的气态反应物反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多。反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多。(3)图示比较法图示比较法反应热是生成物所具有的总能反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的总能量的量与反应物所具有的总能量的差，即差，
14、即HE生生E反反，画出化，画出化学变化过程中的能量变化图学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较以很方便地比较H的大小。这种方法称为图示比较法。的大小。这种方法称为图示比较法。例如，例如，S(g)O2(g)=SO2(g)H1a kJmol1；S(s)O2(g)=SO2(g)H2bkJmol1。由于由于S(g)的能量高于的能量高于S(s)，如图所示，故相同条件时，如图所示，故相同条件时，S(g)能能量高，生成量高，生成SO2(g)放出热量多，所以放出热量多，所以ab，H1H20。(4)盖斯定律法盖斯
15、定律法依据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态依据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态(反应物反应物)和和终态终态(生成物生成物)有关，而与反应进行的具体途径无关。有关，而与反应进行的具体途径无关。比较两个热化学方程式相减所得到的热化学方程式的比较两个热化学方程式相减所得到的热化学方程式的H是大是大于于0还是小于还是小于0，可以用来判断原来两个反应的，可以用来判断原来两个反应的H的大小。这的大小。这种方法称为盖斯定律法。种方法称为盖斯定律法。变式训练变式训练2已知：已知：则则a、b、c、d的关系正确的是的关系正确的是()Aac0 Bbd0C2ab0 D2cd0答案答案C解析解析对比对比
16、(1)、(2)两热化学方程式可知：两热化学方程式可知：2ab0，C正正确；对比确；对比(3)、(4)两式可知两式可知2cd0，D错误，则错误，则B也错也错误；再对比误；再对比(1)、(3)两式，因等质量的两式，因等质量的H2O(g)比比H2O(l)的能的能量高，则量高，则|a|c|，又因为，又因为a、c均为负值，故均为负值，故ca0，A错错误。误。1人体内葡萄糖的消耗可用下列热化学方程式表示：人体内葡萄糖的消耗可用下列热化学方程式表示：C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2 800.6 kJmol1，如果某人每天消耗，如果某人每天消耗12 540 kJ热量，则每天至
17、少热量，则每天至少摄入葡萄糖的质量为摄入葡萄糖的质量为()A806 g B1 000 g C1 250 g D1 500 g答案答案A2氢气在氧气中燃烧生成水蒸气是一个放热反应，且反应生氢气在氧气中燃烧生成水蒸气是一个放热反应，且反应生成成1 mol H2O(g)时放出的热量为时放出的热量为Q kJ。若反应过程中破坏。若反应过程中破坏1 mol 氢气中的氢气中的HH键需消耗能量键需消耗能量Q1 kJ，破坏，破坏1 mol氧气中氧气中的的O=O键需消耗能量键需消耗能量Q2 kJ，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是()A在整个化学反应过程中有在整个化学反应过程中有2Q1Q22QB根据能量守
18、恒有根据能量守恒有Q1Q2QC由水蒸气分解为氢气和氧气的由水蒸气分解为氢气和氧气的H(QQ1Q2)kJ答案答案D3已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为式为CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)HQ1 kJmol1，室温下，若将，室温下，若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时无水硫酸铜溶解为溶液时放热放热Q2 kJ，则，则()AQ1Q2 BQ1Q2CQ1Q2 D无法比较无法比较答案答案A解析解析根据盖斯定律，依题意，胆根据盖斯定律，依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明矾溶于水时，溶液温度降低，说明该过程为吸热
19、反应，该过程为吸热反应，H总总0。HQ1 kJmol1，HQ2 kJmol1。由盖斯定律由盖斯定律H总总HHQ1 kJmol1(Q2 kJmol1)0，则，则Q1Q2。4酸性氧化物和碱反应生成酸式盐的反应很难直接测其反应酸性氧化物和碱反应生成酸式盐的反应很难直接测其反应热。已知常温常压下，将热。已知常温常压下，将22 g CO2通入通入750 mL 1 molL1 NaOH溶液中充分反应，测得反应放出溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知的热量。已知在该条件下，在该条件下，1 mol CO2通入通入1 L 2 molL1的的NaOH溶液中溶液中充分反应放出充分反应放出y kJ热量，则
20、热量，则CO2与与NaOH溶液反应生成溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为的热化学方程式为()ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2yx)kJmol1BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2xy)kJmol1CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(4xy)kJmol1D2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l)H(8x2y)kJmol1答案答案C解析解析0.5 mol CO2与与0.75 mol NaOH反应，反应，CO2过量，故过量，故反应生成反应生成0.25 mol Na2CO3和和0.25 mol NaHCO3，放出，放
21、出x kJ的热量，若生成的热量，若生成1 mol Na2CO3和和1 mol NaHCO3应放出应放出4 x kJ的热量。的热量。1 mol CO2通入通入2 mol NaOH溶液中恰好生成溶液中恰好生成1 mol Na2CO3，放出，放出y kJ的热量，由盖斯定律可得：的热量，由盖斯定律可得：CO2和和NaOH生成生成1 mol NaHCO3时放出热量为时放出热量为(4xy)kJ，D项中项中标错了物质的状态。标错了物质的状态。5某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。”(已知煤炭已知煤炭的燃烧热为的燃烧热为393.15 kJmol1，氢气的燃烧热为，氢气的燃烧热为242 kJmol1，一氧化碳的燃烧热为，一氧化碳的燃烧热为283 kJmol1)(1)写出该同学看到燃烧现象所涉及到的所有热化学反应方写出该同学看到燃烧现象所涉及到的所有热化学反应方程式：程式：_；(2)你认为该同学的结论是否正确，请简要说明其理由。你认为该同学的结论是否正确，请简要说明其理由。_。再见再见
