1、第 2 课时 热化学方程式 反应焓变的计算学习目标：1.掌握热化学方程式的书写。(重点)2.理解盖斯定律的内容。3.能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。(难点)自 主 预 习探 新 知一、热化学方程式1概念把一个化学反应中的物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子。2意义热化学方程式不仅表明了物质的变化，还表示了能量的变化。3实例C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H131.3 kJmol1 ，表示在 25 和 101 kPa 的条件下，1 mol C(s)和 1 mol H2O(g)完全反应生成 1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)时吸收的热量为 131.1 k
2、J。微点拨：热化学方程式中物质的系数仅表示物质的量，因此可以是整数或分数，而普通的化学方程式中物质的系数只能是整数。二、反应焓变的计算1盖斯定律(1)定义：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。(2)盖斯定律的特点：化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。反应焓变一定。如图分别有三个途径：()()()。则有 H H1 H2 H3 H4 H5。微点拨：化学反应的焓变与反应的过程、条件无关。2盖斯定律的应用(1)科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。(2)方法“叠加法”原理：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式
3、相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。步骤微点拨：“叠加法”思维流程：找目标看来源变方向调系数相叠加得答案。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)热化学方程式前面的系数代表分子数或物质的量。( )(2)H2(g) O2(g)=H2O(l)和 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l)的 H 相同。( )12(3)相同条件下，等质量的 S(s)和 S(g)完全燃烧释放的热量不同。( )(4) 中，存在关系式： H1 H2 H3。( )提示 (1) 热化学方程式中的系数只代表物质的量。(2) 同一反应的热化学方程式系数不同， H 不同。(3)
4、(4) H3 H1 H2。2热化学方程式 C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H131.3 kJmol 1 表示( ) A碳和水反应吸收 131.3 kJ 能量B1 mol 碳和 1 mol 水反应生成一氧化碳和氢气，并吸收 131.3 kJ 热量C1 mol 固态碳和 1 mol 水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和 1 mol 氢气，并吸收131.3 kJ 热量D1 个固态碳原子和 1 分子水蒸气反应吸收 131.3 kJ 热量C H 的数值要与热化学方程式中物质的系数、状态相对应，A、B 项错误，C 项正确；热化学方程式中的系数表示对应物质的物质的量，D 项错误。3在
5、298 K、100 kPa 时，已知：C(s，石墨)O 2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol 12H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 12C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H32 599 kJmol 1则相同条件下时由 C(s，石墨)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变 H4是( ) A226.7 kJmol 1 B326 kJmol 1C226.7 kJmol 1 D326 kJmol 1C 据盖斯定律可知 H4 226.7 kJmol 1 。4 H1 H2 H32合 作 探 究攻 重 难热化学方程
6、式的书写如图是 NO2和 CO 反应生成 CO2和 NO 过程中能量变化示意图。思考交流1写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式。提示 NO 2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1 。2为什么热化学方程式中要注明物质的聚集状态？提示 反应的焓变与各反应物和反应产物的聚集状态有关。3反应的焓变与热化学方程式的写法有关吗？提示 有关。如 NO2(g) CO(g)= CO2(g) NO(g) H117 kJmol1 ，即12 12 12 12化学方程式中各物质的系数加倍，则 H 数值的绝对值也加倍。对点训练1完全燃烧 m g 液态乙醇得到液态水时放出的热量为 a
7、kJ，经测定 m g 乙醇与 Na 反应时最多可生成 0.5 g H2，则液态乙醇完全燃烧生成液态水的热化学方程式为( )AC 2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H a kJmol1BC 2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H a kJmol112C C2H5OH(l) O2(g)=CO2(g) H2O(l)12 32 32 H a kJmol1DC 2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H2 a kJmol1D 根据相关的化学方程式进行计算2C2H5OH2Na 2C 2H5ONaH 22 mol 2 gn(C
8、2H5OH) 0.5 g则有 n(C2H5OH)0.5 mol，即 m g 乙醇的物质的量为 0.5 mol，其完全燃烧放出的热量为 a kJ，D 项正确。2写出 298 K 时下列反应的热化学方程式：(1)3 mol NO2(g)与 1 mol H2O(l)反应生成 HNO3(aq)和 NO(g)，放出热量 138 kJ。_(2)用 CO 还原 1 mol Fe2O3，放出热量 24.8 kJ。_(3)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气，吸收热量 90.7 kJ。_解析 书写热化学方程式时要注意：a.标明物质的聚集状态；b.写出反应焓变的大小及单位， H0 为放热反应， H0 为吸热
9、反应， H 的大小与反应方程式中系数的大小相对应；C热化学方程式中各物质前的系数表示物质的量的多少，可用分数表示；d.反应热的大小在不同压强和温度下测量会有变化，因此书写热化学方程式时要注明反应条件，若不特殊说明，就是指通常状况(25 ，1.0110 5 Pa)。答案 (1)3NO 2(g)H 2O(l)=2HNO3(aq)NO(g) H138 kJmol 1(2)3CO(g)Fe 2O3(s)=2Fe(s)3CO 2(g) H24.8 kJmol 1(3)2HgO(s)=2Hg(l)O 2(g) H181.4 kJmol 1“五步”突破热化学方程式的书写反应焓变的计算方法2C(s)O 2(g
10、)=2CO(g) H1221 kJmol 12CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H2566.0 kJmol 1C(s)O 2(g)=2CO2(g) H3393.5 kJmol 1思考交流1上述反应中， H1、 H2、 H3之间有什么关系？提示 H3 。 H1 H222计算反应焓变的方法主要有哪些？提示 主要方法有：(1)利用热化学方程式进行有关计算；(2)根据焓变定义计算： H H(反应产物) H(反应物)；(3)根据键能进行计算： H反应物键能之和反应产物键能之和。(4)根据盖斯定律进行计算。对点训练1已知：Fe(s) O2(g)=FeO(s) H1272 kJmol1 ，2Al(s)
11、 O2(g)12 32=Al2O3(s) H21 675 kJmol1 ，则 2Al(s)3FeO(s)= =Al2O3(s)3Fe(s)的 H为( )A859 kJmol 1 B859 kJmol 1C1 403 kJmol 1 D2 491 kJmol 1B 根据盖斯定律， H H23 H11 675 kJmol1 3272 kJmol1 859 kJmol 1 ，B 项正确。2如图是某条件时 N2与 H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )A该反应的热化学方程式为：N23H 2 2NH3 H92 kJmol 1B1 mol N 2和 3 mol H2充分反应可放出 92 k
12、J 的热量Cb 曲线是加入催化剂时的能量变化曲线D使用催化剂能改变反应的焓变C A 项中未标状态；B 项合成氨反应为可逆反应，反应不彻底，故 1 mol N2和 3 mol H2充分反应放出的热量小于 92 kJ；D 项，焓变是反应的热效应，催化剂不能改变反应的热效应。3已知 H2(g)Br 2(l)=2HBr(g) H72 kJmol1 ，蒸发 1 mol Br2(l)需要吸收能量 30 kJ，其他相关数据如表所示：物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)1 mol 气态分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369则表中 a 为( ) A404 B260C230 D200
13、D 由题意知：H 2(g)Br 2(l)=2HBr(g) H72 kJmol1 ，Br 2(l)=Br2(g) H30 kJmol1 ，根据盖斯定律，由可得 H2(g)Br 2(g)=2HBr(g) H102 kJmol1 ，故 102 kJmol1 436 kJmol1 a kJmol1 2369 kJmol1 ，则 a200。4将 0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B 2H6)在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5 kJ 热量，该反应的热化学方程式为_。已知：H 2O(g)=H2O(l) H144 kJmol1 ，则标准状况下 11.2 L 乙硼烷完全燃烧生成气态
14、水时放出的热量为_kJ。解析 0.3 mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水时放出 649.5 kJ 热量，则 1 mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为 1 mol 2 165 kJ，故乙硼烷燃烧的热化学方程式为649.50.3 molB2H6(g)3O 2(g)=B2O3(s)3H 2O(l) H2 165 kJmol1 。由于 1 mol 液态水汽化需吸收热量 44 kJ，则 3 mol 液态水全部汽化吸收的热量为 3 mol44 kJmol1 132 kJ，所以 1 mol 乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为 2 165 kJ132 kJ2 033 kJ，则标准状况下 11.2 L 乙硼烷完
15、全燃烧生成气态水时放出的热量为 0.5 mol2 033 kJmol1 1 016.5 kJ。答案 B 2H6(g)3O 2(g)=B2O3(s)3H 2O(l) H2 165 kJmol 1 1 016.5利用盖斯定律计算 H 的步骤当 堂 达 标固 双 基1下列叙述正确的是( )A反应产物的总能量一定低于反应物的总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C根据盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变D同温同压下，H 2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照条件下和点燃条件下的 H 不同C 对于吸热反应，反应产物的总能量高于反应物的总能量，A 项错误；反应速率与反应是吸热反
16、应还是放热反应没有必然的联系，B 项错误；C 项是盖斯定律的重要应用，C项正确；反应焓变与反应条件无关，D 项错误。2下列热化学方程式书写正确的是( )A2SO 2O 2 2SO3 H196.6 kJmol 1= = = = =500 V2O2B4H 2(g)2O 2(g)=4H2O(l) H1 143.2 kJmol 1CC(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJDC(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol 1B A 中未注明各物质的聚集状态，C、D 中 H 的符号错误，放热反应的 H0，且C 中 H 的单位错误。3已知：2Zn(s)O 2(g)=2ZnO(s)
17、 H701.0 kJmol 12Hg(l)O 2(g)=2HgO(s) H181.6 kJmol 1则反应 Zn(s)HgO(s)= =ZnO(s)Hg(l)的 H 为( ) A519.4 kJmol 1 B259.7 kJmol 1C259.7 kJmol 1 D519.4 kJmol 1C 给两个反应标号2Zn(s)O 2(g)=2ZnO(s) H701.0 kJmol 12Hg(l)O 2(g)=2HgO(s) H181.6 k Jmol 1则所求反应可表示为()1/2；则其 H(701.0 kJmol1 )(181.6 kJmol1 )1/2259.7 kJmol1 。4写出 298
18、K 时，下列反应的热化学方程式：(1)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热 90.7 kJ。_(2)16 g 固体硫完全燃烧时放出 148.4 kJ 的热量。_(3)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和 CO2，放出 99.6 kJ 的热量。_(4)甲醇合成反应及其能量变化如图所示，合成甲醇的热化学方程式为_。解析 (2)16 g 固体硫完全燃烧时放出 148.4 kJ 的热量，故其热化学方程式可写为S(s) O2(g)= SO2(g) H148.4 kJmol1 或 S(s)O 2(g)=SO2(g) 12 12 12 H296.8 kJmol 1 。(3)1 mol
19、C2H2燃烧生成液态水和 CO2放热： 26 g1 294.8 kJ，热化学方99.6 kJ2 g程式为C2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H 2O(l)52 H1 294.8 kJmol 1 。(4)反应产物的能量比反应物的能量低，反应是放热反应， H 为负值。答案 (1)2HgO(s)= =2Hg(l)O 2(g) H181.4 kJmol 1 或 HgO(s)=Hg(l) O2(g)12 H90.7 kJmol 1(2) S(s) O2(g)= SO2(g) 12 12 12 H148.4 kJmol 1 或 S(s)O 2(g)=SO2(g) H296.8 kJmol 1(3)C2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H 2O(l)52 H1 294.8 kJmol 1(4)CO(g)2H 2(g)=CH3OH(g) H( a b) kJmol1
