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(共44张PPT)
反应热及其计算
反应热和焓变
体系和环境（以研究盐酸与氢氧化钠的反应为例）
试管、空气等
盐酸、 NaOH溶液
和发生的反应
体系（系统）
环境
物质或
能量交换
一个化学反应过程中，除了生成新物质外，还有------
能量变化
热能
电能
（通常）
光能
------
根据反应体系在化学反应过程中是释放还是吸收热量，将反应分为吸热反应和放热反应
一、体系与环境的热量交换——反应热
在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
二、焓变
1.焓（H）：与内能有关的物理量。
内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
焓变（ΔH）：
单位：kJ·mol-1 或kJ/mol
2.焓变与反应热的关系
体系内能（H）改变
产生反应热
等压
等压反应热
焓变ΔH
反应物
生成物
则为放热反应
若ΔH＜0,
则为吸热反应
若ΔH>0,
3.常见的放热反应和吸热反应
吸热反应
放热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③C与H2O(g)反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
4.吸热、放热的原因分析
从宏观物质能量角度
体系能量降低
H ＜ 0
H ＞ 0
体系能量升高
放热反应
吸热反应
4.反应吸热、放热的原因分析
从微观键能角度
吸热
放热
>
<
5.热化学方程式：
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　 ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
物质变化
能量变化
物质的聚集状态不同，它们所具有的内能、焓也不同。
在热化学方程式中要标注物质的聚集状态，固体-s，液体-l，气体-g，溶液-aq。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢？
25℃
101kpa
100℃
101kpa
反应时的温度压强不同，其ΔH也不同。故热化学方程式需要标注温度、压强，若25℃、101kpa可省略，其他反应条件不需标注。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢？
一个化学反应正向为放热反应，逆向则为吸热反应，焓变数值相同，符号相反。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢？
热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是分数，也可以是整数。当化学计量数改变时，其ΔH也同等倍数的改变。
ΔH中的单位mol-1 代表每摩尔反应，ΔH数值要与化学反应一一对应。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢？
C (石墨，s) = C (金刚石，s) ΔH = +1.9 kJ/mol
同素异形体间转化的热化学方程式，除注明物质状态外，还要注明物质的名称。
书写热化学方程式还要注意哪些问题呢？
可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变数值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该数值小。
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1
反应热的计算
由盖斯定律计算反应热
由相对能量计算反应热
由键能计算反应热
由活化能计算反应热
一、由盖斯定律计算反应热
盖斯定律内容：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。
H
H1
H2
A
B
C
H = H1 + H2
一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。（教材P14）
例1：已知：①C(s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②CO(g)+ O2(g)= CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
求：C(s)+ O2(g)= CO (g) 的反应热△H3
CO(g)
C(s)
CO2(g)
H2
H1
H3

∴△H3 = △H1 － △H2 = -110.5 kJ/mol
一、由盖斯定律计算反应热
△H1 =△H2 + △H3
C(s)+O2(g)=CO2(g)
CO(g)+ O2(g)=CO2(g)
-
C(s)+ O2(g)=CO(g)
△H1=-393.5kJ/mol
△H2＝-283.0 kJ/mol
△H3＝ -110.5 kJ/mol
例2
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
③ C2H5OH(l) + 3 O2(g) ==== 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol
试计算 ④ 2CO(g)＋ 4 H2(g)==== H2O(l) ＋ C2H5OH(l) 的 ΔH
据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的。
＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol
下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加、减、乘、除得到。
①×2 + ②×4 - ③ = ④
∴ ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3
注意： ΔH要带正负号进行计算
+① ×2
+② ×4
- ③
2 1 2
4 2 4
二、由相对能量计算反应热
例1：如图表示一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClOx (x＝1,2,3,4)的能量相对大小，反应B→A＋C的热化学方程式为____________________________________________________(用离子符号表示)。

Cl－
ClO-
ClO3-
ΔH＝(63+0－60×3) kJ·mol－1＝-117 kJ·mol－1
ΔH＝－117 kJ·mol－1
例2：研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：
ⅠC2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝136 kJ·mol 1
ⅡC2H6(g)＋CO2(g) C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝177 kJ·mol 1
Ⅲ C2H6(g)＋2CO2(g) 4CO(g)＋3H2(g)　ΔH3
已知：298K时，相关物质的相对能量(如图1)。
根据相关物质的相对能量计算ΔH3＝_______kJ·mol 1。
ΔH3＝4×（-110kJ·mol－1）+0-（-84 kJ·mol－1）-2（-393 kJ·mol－1）
＝+430 kJ·mol－1
+430
三 、由键能计算反应热
例1：白磷与氧气可发生如下反应：P4(g)＋5O2(g)=P4O10(g)。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P=O c kJ·mol－1、O=O d kJ·mol－1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是
A.(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
B.(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1
C.(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1
D.(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
A
ΔH＝6E(P—P)+5E(O=O)－12E(P—O)－4E(P=O)＝(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
6条P—P键
12条P—O和4条P=O
O2
1条O=O
常见物质1 mol时所含化学键的数目：
物质 金刚石 SiO2 P4 CO2 CH4
化学键 C—C Si—O P—P C==O C—H
化学键数目 2NA 4NA 6NA 2NA 4NA
例2：CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表：
化学键 C—H C==C C—C H—H
键能/ (kJ·mol－1) 414 615 347 435
则该反应的反应热为 。
ΔH＝E(C—C)＋2E(C—H)－E(C==C)－E(H—H)＝(347＋2×414－615－435) kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1。
＋125 kJ·mol－1
断裂2条C—H和1条C—C
形成1条C==C
形成1条H—H
四 、由活化能计算反应热
1.E1代表无催化剂的条件下正反应活化能，E2 代表无催化剂的条件下逆反应活化能，由图像可知：△H=E1-E2
2.虚线代表有催化剂的能量变化情况，由图像可以看出，使用催化剂能同等程度降低正逆反应活化能，但不影响反应的焓变。
如图表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1
根据图像可知，ΔH＝(134－368) kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
例1
例2：研究发现在催化剂铑表面H2催化还原NO的详细反应机理如表[表中下标“(S)”表示吸附态组分]所示，其中基元反应 NO + Rh(S) →NO(S) 的ΔH = kJ·mol 1。
基元反应 活化能 Ea/ (kJ·mol-1)
H2 + Rh(S) + Rh(S)→H(S) + H(S) 12.6
NO + Rh(S)→NO(S) 0.0
NO(S) + Rh(S)→N(S) + O(S) 97.5
N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S) 120.9
H(S) + O(S)→OH(S) + Rh(S) 83.7
OH(S) + H(S)→H2O(S) + Rh(S) 33.5
H2O(S)→H2O+ Rh(S) 45.0
H(S) + H(S)→H2 + Rh(S) + Rh(S) 77.8
NO(S)→NO + Rh(S) 108.9
OH(S) + Rh(S)→H(S) + O(S) 37.7
-108.9
△H=E1-E2=0-108.9kJ·mol 1=-108.9kJ·mol 1
高考真题、模拟题中的反应热计算
（2023年浙江1月）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是
A.E6-E3=E5-E2
B. 可计算Cl-Cl键能为2（E2-E3）kJ·mol－1
C. 相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D. 历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) ΔH＝（E5-E4） kJ·mol－1
（2023年浙江1月）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是
A.E6-E3=E5-E2
O3(g)+O(g)=2O2(g)
无催化剂
有催化剂Cl
历程1：ΔH1＝（E6-E3） kJ·mol－1
历程2：ΔH2＝（E5-E2） kJ·mol－1
催化剂不改变焓变，故ΔH1＝ΔH2，所以A正确。
（2023年浙江1月）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是
B. 可计算Cl-Cl键能为2（E2-E3）kJ·mol－1
键能：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。故Cl2(g)=2Cl(g)的焓变ΔH数值就是Cl-Cl键能。
由图像可知，O3+O+Cl的相对能量为E2kJ·mol－1，
O3+O的相对能量为E3kJ·mol－1，因此，Cl的相对能量为（E2-E3）kJ·mol－1。
由题中已知条件可知，Cl2(g)的相对能量为0。故Cl2(g)=2Cl(g)的焓变ΔH=2（E2-E3）kJ·mol－1。所以B正确。
（2023年浙江1月）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是
C. 相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
O3(g)+O(g)=2O2(g)
无催化剂
有催化剂
催化剂不改变平衡，因此相同条件下，反应物的平衡转化率相同，历程Ⅱ=历程Ⅰ，C错误，答案为C。
（2023年浙江1月）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是
D. 历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热
化学方程式为：
ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) ΔH＝（E5-E4）kJ·mol－1
速率最快的反应应该是活化能最小的反应。
比较两个历程中三步反应的活化能相对大小，可知速率最快的反应是历程2中的第二步反应，由图像可知，该反应的焓变为（E5-E4）kJ·mol－1
故D正确。
(2022·浙江6月)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)
＝(-136) － 2 ×39=－214 kJ·mol－1
＝0－E(O—O)＝－214 kJ·mol－1
该反应的焓变ΔH数值就是O—O键能。
即E(O—O)＝214 kJ·mol－1
(2022·浙江6月)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
A．H2的键能为436 kJ·mol－1
H(g)＋H(g)===H2(g)
＝ 0－218× 2=－436 kJ·mol－1
即E(H—H)＝436 kJ·mol－1
(2022·浙江6月)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
O(g)＋O(g)===O2(g)
＝ 0－249× 2=－498 kJ·mol－1
即E(O＝O)＝498kJ·mol－1
(2022·浙江6月)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
C．解离氧氧单键所需能量：HOOHO(g)＋O(g)===HOO(g)
＝ 10－39－249=－278 kJ·mol－1
HOO(g)中氧氧单键键能为278kJ·mol－1
C
(2022·浙江6月)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
D．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1
＝(-136) － (-242)－ 249=－143 kJ·mol－1
（2023年新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。根据图1数据计算反应1/2N2(g)＋3/2H2(g)===NH3(g)的ΔH＝ kJ·mol 1。
E1
E2
E3
E4
E5
E1代表断裂1/2molN≡N吸收的能量
E2代表断裂3/2molH-H吸收的能量
E3、E4、E5分别代表断裂1molN-H吸收的能量
ΔH＝E1＋E2－E3－E4－E5
＝(473＋654－339－397－436) kJ·mol－1
＝－45kJ·mol－1。
－45
[2023·石家庄一模]基于铁催化体系(添加了氧化铝和氧化钾)的反应机理及能量变化如图所示，据此计算反应的ΔΗ=______________________________________________。
根据盖斯定律，化学反应的
反应热只与反应体系的始态
和终态有关，与反应途径无
关。
化学反应不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。
[2023·石家庄一模]基于铁催化体系(添加了氧化铝和氧化钾)的反应机理及能量变化如图所示，据此计算反应的ΔΗ=______________________________________________。
a
b
c
d
e
f
首先，根据图像，计算各步反应的反应热。
观察图像可知，图像中的符号E代表的是各反应的活化能。
[2023·石家庄一模]基于铁催化体系(添加了氧化铝和氧化钾)的反应机理及能量变化如图所示，据此计算反应的ΔΗ=______________________________________________。
a
b
c
d
e
f
△Ha = 0－ E1
△Hb = E2－ E3
△Hc = △H1
△Hd = E4－ E5
△He = △H2
△Hf = E6－ 0
1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)
△H= △Ha + △Hb + △Hc + △Hd + △He +△Hf
=－ E1+E2－ E3 + △H1+ E4－ E5+△H2+ E6
2(－ E1+E2－ E3 + △H1+ E4－ E5+△H2+ E6）
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