高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应中的热效应 4 反应热的计算学案 苏教版选修4

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1、反应热的计算【考点精讲】反应热的计算是化学概念和化学计算的一个结合点。反应热的大小与反应的条件、反应物、生成物的种类、状态及物质的量有关。反应热计算的类型及方法：（1）根据热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成正比。（2）根据反应物和生成物的能量计算：ΔH＝生成物的能量和－反应物的能量和。（3）根据反应物和生成物的键能计算：通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能通常用E表示，单位为kJ/mol或kJ·mol－1。方法：ΔH＝∑E（反应物）－∑E（生成物），即ΔH等于反应物的

2、键能总和与生成物的键能总和之差。如反应H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）ΔH＝E（H—H）＋E（Cl—Cl）－2E（H—Cl）。（4）根据盖斯定律计算：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。可以采用虚拟路径法或方程式加合法计算。（5）根据物质的燃烧热数值计算：Q（放）＝n（可燃物）×｜ΔH｜。（6）根据比热公式进行计算：Q＝cmΔt。【典例精析】例题1在一定条件下，甲烷与一氧化碳的燃烧的热化学方程式分别为：CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2

3、O（l）△H＝－890kJ/mol2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）△H＝－566.0kJ/mol一定量的甲烷与一氧化碳的混合气完全燃烧时，放出的热量为262.9kJ，生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收，可得到50g白色沉淀。求混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比。思路导航：由所给热化学方程式可知，甲烷与一氧化碳的燃烧热分别为890kJ/mol、283kJ/mol。设混合气体中甲烷与一氧化碳的物质的量分别为xmol和ymol。50g白色沉淀即0.5mol的碳酸钙，由碳的守恒可知：x＋y＝0.5两气体燃

4、烧放出的热量可列等式：890x＋283y＝262.9解得：x＝0.2moly＝0.3mol故混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为2：3。答案：2：3例题2化学反应的能量变化（ΔH）与反应物和生成物的键能有关（键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量），下表是部分化学键的键能数据：化学键P—PP—OO＝OP＝O键能kJ/mol197360499a已知白磷（P4）的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物（P4O10）的结构如下图所示，则上表中a＝kJ/mol。思路导航：1mol白磷（P

5、4）燃烧的热化学方程式为P4（s）＋5O2（g）＝P4O10（s）ΔH＝－2378.0kJ/mol，需断6molP—P和5molO＝O，形成12molP—O和4molP＝O，所以（4a＋12×360）－（6×197＋5×499）＝2378，解得a＝433.75kJ/mol。答案：433.75例题3（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔＨ＝－574kJ·mol－1CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g

6、）＋2H2O（g）　ΔＨ＝－1160kJ·mol－1若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为　　　　　kJ。（2）已知：C3H8（g）＝CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g）△H1＝+156.6kJ·mol－1CH3CH＝CH2（g）＝CH4（g）＋HC≡CH（g）△H2＝+32.4kJ·mol－1则相同条件下，反应C3H8（g）＝CH3CH＝CH2（g）＋H2（g）的△H＝kJ·mol－1。（3）甲烷在高温下与水蒸气反应的热化学方程式为：CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H

7、2（g）。部分物质的燃烧热数据如下表：已知1molH2O（g）转变为1molH2O（l）时放出44.0kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式。物质燃烧热（kJ·mol－1）H2（g）－285.8CO（g）－283.0CH4（g）－890.3思路导航：（1）根据盖斯定律可知，①＋②即得到CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1。标准状况下4.48LCH4的物质的量为0.2mol，放出的热量为0.2mol×867kJ·mol－1＝17

8、3.4kJ。（2）同样根据盖斯定律可知，①－②即得到C3H8（g）＝CH3CH＝CH2（g）＋H2（g），所以该反应的△H＝＋156.6kJ·mol－1－32.4kJ·mol－1＝＋124.2kJ/mol。（3）根据物质的燃烧热可知，①H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）ΔＨ＝－285.8kJ·mol－1、②CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）　ΔＨ＝－283.0kJ·mol－1、③CH4（g）＋2O