第三节 化学反应热的计算第1课时 化学反应热的计算
[目标要求] 1.理解盖斯定律的意义。2.能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。
一、盖斯定律
1．含义
(1)不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。
(2)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。
例如，
ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有如下的关系：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。
2．意义
利用盖斯定律，可以间接地计算一些难以测定的反应热。
例如：C(s)＋O2(g)===CO(g)
上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH不易测定，但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
(2)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝ΔH1－ΔH2。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1。
二、反应热的计算
1．根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算
例1 由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量，则反应：2H2(g)＋
O2(g)===2H2O(g)的ΔH为( )
A．－483.6 kJ·mol－1 B．－241.8 kJ·mol－1
C．－120.6 kJ·mol－1 D．＋241.8 kJ·mol－1
解析 已知4.5 g水蒸气生成时放热60.45 kJ，要求方程式中生成2 mol H2O(g)的ΔH，
比例关系：＝
解得Q＝483.6 kJ，故ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。
答案 A
2．利用燃烧热数据，求算燃烧反应中的其它物理量
例2 甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
1 kg CH4在25℃，101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为( )
A．－5.56×104 kJ·mol－1 B．5.56×104 kJ·mol－1
C．5.56×104 kJ D．－5.56×104 kJ
解析 16 g CH4燃烧放出890.3 kJ热量，1 kg CH4燃烧放出的热量为×1 000 g＝55 643.75 kJ≈5.56×104 kJ。
答案 C
3．利用盖斯定律的计算
例3 已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－50.75 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
则反应FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的焓变为( )
A．＋7.28 kJ·mol－1 B．－7.28 kJ·mol－1
C．＋43.68 kJ·mol－1 D．－43.68 kJ·mol－1
解析 根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中，FeO、CO、Fe、CO2是要保留的，而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去：因此将①×3－②－③×2得到：
6FeO(s)＋6CO(g)＝6Fe(s)＋6CO2(g)
ΔH＝＋43.65 kJ·mol－1
化简：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋7.28 kJ·mol－1
答案 A
知识点一 盖斯定律及应用
1．运用盖斯定律解答问题
通常有两种方法：
其一，虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，
可设置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
其二：加合(或叠加)法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。
如：求P4(白磷)===4P(红磷)的热化学方程式。
已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1①
4P(s，红磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH2②
即可用①－②得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
答案 P4(白磷)===4P(红磷) ΔH＝ΔH1－ΔH2
2．已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝Q1 kJ·mol－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝Q2 kJ·mol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝Q3 kJ·mol－1
若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为( )
A．(Q1＋Q2＋Q3) Kj B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ D．(3Q1－Q2＋Q3) kJ
答案 D
解析 46 g酒精即1 mol C2H5OH(l)
根据题意写出目标反应
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH
然后确定题中各反应与目标反应的关系
则ΔH＝(Q3－Q2＋3Q1) kJ·mol－1
知识点二 反应热的计算
3．已知葡萄糖的燃烧热是ΔH＝－2 840 kJ·mol－1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )
A．26.0 kJ B．51.9 kJ C．155.8 kJ D．467.3 kJ
答案 A
解析 葡萄糖燃烧的热化学方程式是
C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝－2 840 kJ·mol－1
据此建立关系式 6H2O ～ ΔH
6×18 g 2 840 kJ
1 g x kJ
解得x＝＝26.3 kJ，A选项符合题意。
4．已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－282.8 kJ·mol－1
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L (标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，则燃烧前混合气体中CO的体积分数为( )
A．80% B．50% C．60% D．20%
答案 B
解析 根据生成18 g液态H2O知混合气体中含1 mol H2，该反应产生的热量为 kJ＝
285.8 kJ。CO燃烧放出的热量为710.0 kJ－285.8 kJ＝424.2 kJ，则CO的物质的量为n(CO)＝＝1.5 mol，V(CO)%＝×100%＝50%。
练基础落实
1．已知：
(1)Zn(s)＋1/2O2(g)===ZnO(s)
ΔH＝－348.3 kJ·mol－1
(2)2Ag(s)＋1/2O2(g)===Ag2O(s)
ΔH＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于( )
A．－317.3 kJ·mol－1 B．－379.3 kJ·mol－1
C．－332.8 kJ·mol－1 D．＋317.3 kJ·mol－1
答案 A
解析 ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－348.3 kJ·mol－1－(－31.0 kJ·mol－1)＝－317.3 kJ·mol－1
2．已知25℃、101 kPa条件下：
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1
4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－3 119.1 kJ·mol－1
由此得出的正确结论是( )
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应
答案 A
解析 将两个热化学方程式叠加处理得：
3O2(g)＝2O3(g) ΔH＝＋284.2 kJ·mol－1，所以O2变为O3的反应是吸热反应，O2的能量低，O2更稳定。
3．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8 kJ·mol－1、－282.5 kJ·mol－1、－726.7 kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－127.4 kJ·mol－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1
答案 A
解析 根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，首先计算出目标反应的反应热ΔH＝2×(－285.8 kJ·mol－1)＋(－282.5 kJ·mol－1)－(－726.7 kJ·mol－1)＝－127.4 kJ·mol－1。
4．已知火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)的燃烧热为－6 000 kJ·mol－1，则30 g二甲基肼完全燃烧放出的热量为( )
A．1 500 kJ B．3 000 Kj C．6 000 kJ D．12 000 kJ
答案 B
解析 二甲基肼的相对分子质量是60,30 g二甲基肼是0.5 mol，放出的热量是燃烧热的一半，即3 000 kJ。
练方法技巧
用关系式求反应热
5．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗 5 mol·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋
O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为( )
A．＋8Q kJ·mol－1 B．＋16Q kJ·mol－1
C．－8Q kJ·mol－1 D．－16Q kJ·mol－1
答案 D
解析 建立关系式：
C4H10 ～ 4CO2 ～ 8KOH ～ ΔH
1 mol 4 mol 8 mol ΔH
5 mol·L－1×0.1L QkJ
则ΔH＝－＝－16Q kJ·mol－1
练综合拓展
6．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
(3)煤作为燃料有两种途径：
途径1——直接燃烧
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是______________________________________。
答案 (1)> (2)<
(3)ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)
解析 ①反应热的大小与反应物、生成物的状态有关，与反应物的多少有关。
②比较ΔH时，应包括符号，对于放热反应，热值越大，ΔH越小。
7．发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1
H2(g)＋F2(g)===HF(g) ΔH＝－269 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1
(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为__________________________；此反应用于火箭推进，除释放大量能量和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是______________。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。肼和氟反应的热化学方程式为__________________。
答案 (1)2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 135.7 kJ·mol－1 产物无污染
(2)N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 126 kJ·mol－1
解析 写出目标反应，然后再利用题给条件计算出反应热，最后写出热化学方程式。
第2课时 习题课
1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．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)在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案 C
解析 放热反应生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应生成物总能量高于反应物总能量，A错误；化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关，B错误；通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变，C正确；同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应条件不会影响ΔH的值，D错误。
2．在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2
D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
答案 A
解析 令2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1①
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2②
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3③
根据盖斯定律，将反应①＋反应②×2即可求得反应③，因此有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故A项正确。
3．下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是( )
A．甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
B．500 ℃、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成
NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－38.6kJ·mol－1
C．氯化镁溶液与氨水反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
D．氧化铝溶于NaOH溶液：A12O3＋2OH－===2AlO＋H2O
答案 D
解析 由燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在，故A项错误；N2与H2反应生成NH3为可逆反应，不能完全进行，故19.3 kJ不是0.5 mol N2与1.5 mol H2完全反应放出的热量，故B项错误；NH3·H2O为弱电解质，在书写离子方程式时，应写成化学式的形式，故C项错误；氧化铝与NaOH溶液反应，生成物是NaAlO2，故D项正确。
4．已知：(1)Fe2O3(s) ＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s) ΔH1＝＋234.1 kJ·mol－1
(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) 的ΔH是( )
A．－824.4 kJ·mol－1 B．－627.6 kJ·mol－1
C．－744.7 kJ·mol－1 D．－169.4 kJ·mol－1
答案 A
解析 ×(2)－(1)就可得2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)，则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－824.4 kJ·mol－1。
5．100 g碳燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH(25℃)＝－110.35 kJ·mol－1，
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH(25℃)＝－282.57 kJ·mol－1。
与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是( )
A．392.92 kJ B．2 489.44 kJ
C．784.92 kJ D．3 274.3 kJ
答案 C
解析 损失的热量就是CO继续燃烧所放出的热量，因为CO占，即有的C燃烧生成了CO，所以建立关系式：
C ～ CO ～ ΔH
12 g 1 mol 282.57 kJ
g Q
故Q＝282.57 kJ× g×＝784.92 kJ。
6．在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：
第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是
________________________________________________________________________。
②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
答案 ①放热 ΔH＝－273 kJ·mol－1<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)
②NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·mol－1
7．废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。
用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)
ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)
ΔH＝－196.46 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为________________________________________________________________________。
答案 Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.68 kJ·mol－1
解析 已知热反应方程中①＋×②＋③得：
Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－319.68 kJ·mol－1
ΔH＝ΔH1＋×ΔH2＋ΔH3＝＋64.39 kJ·mol－1＋×(－196.46 kJ·mol－1)＋(－285.84 kJ·mol－1)
＝－319.68 kJ·mol－1
8．由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为
4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g) ΔH
已知相同条件下：
4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g) ΔH2
SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH , ΔH＝________。
答案 (1)ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3
9．依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。
(1)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。其热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。其热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
(2)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ·mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
解析 根据反应热和燃烧热的定义计算出相关的热量，同时注意物质的状态，再书写相应的热化学方程式即可。
10．已知25℃、101 kPa时下列反应的热化学方程式为：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
则反应：④2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)在该条件下的反应热ΔH4＝____________。
答案 －488.3 kJ·mol－1
11．如果1个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题：
(1)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
丙烷脱氢可得丙烯。
已知：C3H8(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋156.6 kJ/mol
CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)
ΔH2＝＋32.4 kJ/mol
则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知：Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)
ΔH1＝＋532.36 kJ/mol
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g) ΔH2＝＋473.63 kJ/mol
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C3H8(g)―→CH3CHCH2(g)＋H2(g)
ΔH＝＋124.2 kJ/mol
(2)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)
ΔH＝＋58.73 kJ/mol
解析 (1)由C3H8(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋156.6 kJ/mol①
CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)
ΔH＝＋32.4 kJ/mol②
①－②可以得到
C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)＋H2(g)
ΔH＝ΔH1－ΔH2＝＋156.6 kJ/mol－32.4 kJ/mol
＝＋124.2 kJ/mol
(2)根据盖斯定律，将题中反应①－②得：
Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)
ΔH＝＋58.73 kJ/mol
12．已知：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
1．792 L(标准状况)的CO、CH4和O2组成的混合物，在量热器中燃烧时，放出13.683 kJ热量。若向燃烧产物中再加一定量的H2使其燃烧完全，又放出9.672 kJ热量，求原混合物中各气体的体积。
答案 V(CO)＝0.448L V(CH4)＝0.224L
V(O2)＝1.120L
解析 此题涉及热化学方程式、燃烧热、物质的量、气体摩尔体积等知识点，通过运用物质的量进行燃烧热的计算，比较深入地考查分析、推理和计算能力。
解此题时，首先正确理解热化学方程式中ΔH的含义，然后根据题给数据，建立气体的体积与气体的摩尔体积、物质的量之间的关系，进而求得答案。
因为当再加入H2时，放出的热量增加，所以原混合物中含过量O2的物质的量为
n(O2)＝＝0.020 0 mol
再求出气体的总物质的量为
＝0.080 0 mol
13．化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体。这种混合气体可用于生产甲醇和合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应：
①CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2(g)
ΔH1＝－36 kJ·mol－1
②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝＋216 kJ·mol－1
由反应①、②推出总反应热为零的总反应方程式③，并求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比。
答案 7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g) ΔH＝0
V(空气)∶V(H2O)＝100∶7
解析 将①×6得出的式子与②相加：
6CH4(g)＋3O2(g)===6CO(g)＋12H2(g)
6ΔH1＝－216 kJ·mol－1
7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g) ΔH＝0
所以总反应式③为
7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===7CO(g)＋15H2(g) ΔH＝0
其中＝，则＝＝。
化学选修四导学案5：第一章第三节 反应热的计算（第一课时）
【学习目标】 1.理解盖斯定律的意义。
2.能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。
【重点·难点】 能正确运用盖斯定律解决具体问题。
【课前预习】------自主学习教材 独立思考问题
一、盖斯定律
1．含义：(1)不管化学反应是 完成或 完成，其反应热是 的。
(2)化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关，而与反应的 无关。
2．意义：利用盖斯定律，可以 计算一些难以测定的 。
【课内探究】------合作探究重点 互动撞击思维
1、盖斯定律
思考：化学反应的反应热与反应途径有关吗？与什么有关？
归纳总结：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△H；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热
分别为△H1、△H2、△H3.
如下图所示：则有△H=
2、应用：通过盖斯定律可以计算出一些不能直接测量的反应的反应热。
例：已知：①C(s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②CO(g)+1/2O2 (g)= CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
求：C(s)+1/2O2(g)= CO (g) 的反应热△H3
【课堂练习】------答题规范训练 学习效果评估
1．已知： H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) △H1＝－241.8kJ/mol
H2O(g) = H2O (l) △H2＝－44 kJ/mol
则：H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) △H＝
2．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：
CuSO4?5H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) △H=+Q1kJ/mol
室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（ ）
A．Q1>Q2 B．Q1=Q2 C．Q13．已知热化学方程式：
①H2(g)+ O2(g)===H2O(g) ΔH=－241．8 kJ·mol－1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=－483．6 kJ·mol－1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=－285．8 kJ·mol－1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=－571． 6 kJ·mol－1?
则氢气的燃烧热为
A．241．8 kJ·mol－1 B．483．6 kJ·mol－1
C．285．8 kJ·mol－1 D．571．6 kJ·mol－1
4．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：
H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝－285.8kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
C8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l) △H＝－5518kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时放出热量最少的是( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C8H18(l) D. CH4(g)
5．已知① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH1= －283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ΔH2= －285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol 试计算: ④2CO(g)＋ 4 H2(g) = H2O(l)＋ C2H5OH (l) 的ΔH
化学选修四导学案6：第一章第三节 反应热的计算（第二课时）
【学习目标】 1．掌握反应热计算的几种常见方法。
2．了解反应热计算的常见题型。
【重点·难点】 掌握反应热计算的几种常见方法。
【课前预习】------自主学习教材 独立思考问题
自学课本例1，例2，例3，总结计算反应热有哪几种方法？
【课内探究】------合作探究重点 互动撞击思维
探究二：反应热的计算
例1、利用热化学方程式求解
归纳总结：各物质的n之比等于△H之比
例2、利用燃烧热求解
归纳总结：Q=燃烧热× n
例3、运用盖斯定律求解
归纳总结：
1.写出目标方程式确定“过渡物质” (要消去的物质)
2. 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。
【课堂练习】------答题规范训练 学习效果评估
1、已知 1mol白磷转化为红磷时放出 18.39 kJ的热量。在下列两个反应中：
4P（白、s）+ 5O2（g）=2P2O5（s）；ΔH = - a kJ/mol（a > 0）
4P（红、s）+ 5O2（g）=2P2O5（s）；ΔH = - b kJ/mol（b> 0）， a 和 b 的关系为 ( )
A .a < b B.a = b C.a > b D .无法确定
2、已知：H2O (g) = H2O (l) △H = Q1 kJ/mol C2H5OH (g) = C2H5OH (l) △H = Q2 kJ/mol
C2H5OH (g) + 3O2 (g) =2CO2 (g) + 3H2O (g) △H = Q3 kJ/mol。
若使23g 酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出热量为（Q1、Q2、Q3均取绝对值）（ ）
A.Q 1+ Q2 +Q3 B.0.5(Q1 + Q2 +Q3)
C.1.5Q1 —0.5Q2 + 0.5Q3 D.0.5Q1 —1.5Q2 + 0.5Q3
3、一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q＞0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液100ml,恰好生成正盐,则此条件下反应:
C4H10(g)+13/2O2(g)== 4 CO2 (g)+ 5 H2O(g)的△H为 （ ）
A. +8Q kJ B. +16Q kJ C. -8Q kJ D. -16Q kJ
4、以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式：
C2H2(g)+5/2 O2=2CO2(g)+H2O(l)；△H ＝-1300kJ/mol的说法中，正确的是 （ ）
A．有10NA个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量
B．有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量
C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量
D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量
5、已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1 ,
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2,
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3。
常温下取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则放出热量为（ ）
A．0.4△H1 + 0.05△H3 B． 0.4△H1 + 0.05△H2
C．0.4△H1 + 0.1△H3 D． 0.4△H1 + 0.2△H3
6、磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。
（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应的质量（g）为 。
（2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝ 。
（3）写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式：
。
7、火箭发射时可用肼（N2H4）为燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。
已知： N2 (g) + 2O2 (g) =2NO2 (g) △H =+67.7 kJ/mol
N2H4 (g) +O2 (g) =N2 (g) + 2H2O (g) △H = -534 kJ/mol
则N2H4和NO2反应的热化学方程式为____________________________________________
课件50张PPT。第三节 化学反应热的计算课程标准导航
1.知道盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。
2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
3．通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。
自主学习一、盖斯定律
1．内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是_______的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的_____________有关，而与反应的_________无关。相同始态和终态途径2．理解
途径角度
始态终态反应热放热吸热ΔH1＋ΔH2＝0很慢不纯盖斯定律二、反应热的计算
1．计算依据
反应热的计算依据有_________________、__________和___________的数据。
?2．举例
已知：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol热化学方程式盖斯定律燃烧热
ΔH1＝_________________________
则：ΔH＝_____________________________
___________________________________
ΔH＋ΔH2ΔH1－ΔH2＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)＝－110.5kJ/mol自主体验A．221 kJ B．787 kJ
C．393.5 kJ D．110.5 kJ
解析：选B。Q(热量)＝n×|ΔH1|，完全燃烧，则ΔH1＝－393.5 kJ/mol，所以Q＝787 kJ。
解析：选C。目标方程式中H2的化学计量数为1，则②应除以2。
探究导引1若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如下图所示)：则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间有何关系？
提示：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
要点归纳
1．理论依据
(1)对盖斯定律的理解
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
(2)举例
若反应物A变为生成物D，可以有两种途径:
a．由A直接变成D，反应热为ΔH；
b．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。
2．计算方法
(1)方法
将所给热化学方程式适当的相加减得出所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。
特别提醒
热化学方程式如何变化，则反应热ΔH也相应变化。
(1)热化学方程式相加(或相减)，则对应的反应热也相加(或相减)。
(2)热化学方程式相乘(或相除)，则对应的反应热也相乘(或相除)。
(3)正、逆反应的反应热数值大小相等，符号相反。即时应用
1．实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的ΔH，但可测出下面几个反应的热效应：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1 ①
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1 ②
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1 ③
根据盖斯定律求反应C(石墨)＋2H2(g)===CH4(g) ④的ΔH4。
解析：方法一：因为反应式①②③和④之间有以下关系：②＋③×2－①＝④。
所以ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1
＝－393.5＋2×(－285.8)－(－890.3)
＝－74.8(kJ·mol－1)
方法二：也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回到产物：
可见，ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－74.8 kJ·mol－1。
答案：ΔH4＝－74.8 kJ·mol－1
探究导引2如何利用已知反应热求未知反应热?
提示：(1)确定待求的反应方程式；(2)找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位
置；(3)根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量
数，或调整反应方向；(4)实行叠加并检验分析的正确与否。
要点归纳2．依据反应物断键吸收热量Q(吸)与生成物成键放出热量Q(放)
ΔH＝Q(吸)－Q(放)
3．依据反应物的总能量E(反应物)和生成物的总能量E(生成物)
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)4．依据物质的燃烧热ΔH
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|
5．依据盖斯定律
热化学方程式如何相加(或减)，则反应热作相应变化。
6．依据比热公式
Q＝cmΔt。特别提醒
(1)吸热反应的反应热ΔH>0,放热反应的反应热ΔH<0,在热化学方程式中ΔH的“＋”或
“－”号均不能省去。
(2)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；各项的化学计量数以及ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。
即时应用③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－870.3 kJ/mol
可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g) === CH3COOH(l)的反应热为( )
A．ΔH＝＋244.1 kJ/mol
B．ΔH＝－488.3 kJ/mol
C．ΔH＝－996.6 kJ/mol
D．ΔH＝＋996.6 kJ/mol解析：选B。由①×2＋②×2－③可得：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)
ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5 kJ/mol)＋2×(－285.8 kJ/mol)－(－870.3 kJ/mol)＝－488.3 kJ/mol。
? (2010·高考广东卷)在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2
D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2【解析】 第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
【答案】 A【规律方法】 应用盖斯定律进行热化学方程式相加(或减)时，做到：
(1)左侧(即反应物)加(或减)左侧；
(2)右侧(即生成物)加(或减)右侧；
(3)在此过程中已知化学方程式要扩大或缩小相应的倍数以消去中间产物；
(4)据化学方程式的变化确定反应热的变化。
(2012·平顶山高二检测)已知C(石墨)、H2和CO的燃烧热分别为393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol和282.8 kJ/mol。现有H2和CO组成的混合气体56.0 L(标准状况)，经充分燃烧后，放出的总热量为710.0 kJ,并生成液态水。下列热化学方程式或描述正确的是(双选)( )【答案】 CD
【易误警示】 本题易漏选C项，原因是误把C项当成C的燃烧热的热化学方程式，从而简单地认为反应热ΔH＝－393.5 kJ/mol，从而认为C项错误，实际上C项需应用盖斯定律将石墨及CO的燃烧热的热化学方程式相减而得。
?[经典案例] 煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：
a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；
b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。
这两个过程的热化学方程式为：试回答下列问题：
(1)与途径a相比，途径b有较多的优点，即________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(2)上述四个热化学方程式中ΔH>0的反应有________。
(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________。
A．a比b多 B．a比b少
C．a与b在理论上相同 D．两者无法比较(4)根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为__________________。
【解析】 (1)与途径a相比，途径b的优点主要有：煤的利用率高；变成气体燃料后，运输方便；使燃料充分燃烧。
(2)上述四个反应中①③④为放热反应,ΔH<0;②为吸热反应，ΔH>0。(3)根据盖斯定律,等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量相同。
(4)根据盖斯定律可知：E1＝E2＋E3＋E4。
【答案】 (1)煤的利用率高；变成气体燃料
后，运输方便；使燃料充分燃烧 (2)② (3)C
(4)E1＝E2＋E3＋E4化学选修四第一章第三节《化学反应热的计算（1）》教案 新人教版
教学目标：
1．知识与技能
①盖斯定律的本质，了解其科学研究中的意义。
②掌握有关盖斯定律的应用。
2．过程与方法
通过运用盖斯定律求有关物质的反应热，进一步理解反应热的概念。
3．情感态度与价值观
通过实例感受盖斯定律的应用，并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要贡献。
教学重点
掌握有关盖斯定律的应用
教学难点
掌握有关盖斯定律的应用
教学用具：
多媒体课件
学习过程
1．引入：如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2 O2(g)==CO(g)
①C(s)+1/2 O2(g)==CO(g) ΔH1=?
②CO(g)+1/2 O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol① + ② = ③ ，则 ΔH1 + ΔH2 =ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 ΔH1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol
2．盖斯定律：
不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。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。
3．如何理解盖斯定律？
1）请用自己的话描述一下盖斯定律。
2）盖斯定律有哪些用途？
4．例题
1）同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；ΔH = -2983.2 kJ/mol
P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；ΔH = -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
_________________________________。
2）在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是（ B ）
A．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H =-Q2
B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); △H= -Q1
C(s)+O2(g)=CO2 (g); △H= -Q2
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H= -Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H= -Q2
D. S(g)+O2(g)=SO2 (g); △H= -Q1
S(s)+O2(g)= SO2 (g); △H= -Q23、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H= -92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么。
教学反思：
化学选修四第一章第三节《化学反应热的计算（2）》教案 新人教版
教学目标:
1.知识与技能
① 掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算
2．过程与方法
① 通过有关反应热的计算的学习过程，使学生掌握有关反应热计算的方法和技巧，进一步提高化学计算能力。
3．情感态度与价值观
①通过有关反应热的计算的学习过程，进一步培养学生的节能意识和开发新能源的使命感、责任感；认识化学知识与人类生活、生产的密切关系。
教学重点：
掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算
教学难点：
掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算
教学用具：
多媒体课件
教学过程
一、怎样进行反应热的计算
1、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△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。
2、根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的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程式。
3、可燃物完全燃烧产生的热量＝n × △H
二、进行反应热计算常用的几种方法
1、列方程或方程组法
2、平均值法
3、极限分析法
4、十字交叉法
5、估算法（仅适于选择题）
[白板显示]例题见课本12、13页。
三、进行反应热的计算时应注意的问题：
1、反应热数值与各物质的化学计量系数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做同倍数的改京戏。
2、热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。
3、正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
〖练习1〗298K，101KPa时，将1.0 g钠与足量的氯气反应，生成氯化钠晶体并放出17.87 KJ的热量，求生成1mol 氯化钠的反应热？
〖练习2〗乙醇的燃烧热是△H=-1366.8KJ/mol，在此温度下，1Kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？
[白板显示]
〖练习3〗已知下列反应的反应热为：
(1)CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3KJ/mol
(2)C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5KJ/mol
(3) H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=—285.8KJ/mol
试计算下列反应的反应热：
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)
教学反思：
