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反应焓变的计算
第3课时
第
1
章
　
第
1
节
1.了解盖斯定律的概念和意义。
2.理解盖斯定律的本质，并能运用盖斯定律计算反应热(重、难点)。
3.了解摩尔燃烧焓的概念及燃料的合理利用。
学习目标
内
容
索
引
目标一　盖斯定律的内容与理解
目标二　利用盖斯定律计算反应热的一般方法
目标三　能源　摩尔燃烧焓
< 目标一 >
盖斯定律的内容与理解
问题探究
H2(g) + O2(g) ===H2O(l) H1＝ 285.8 kJ·mol -1
H2O(g) ===H2O(l) H2＝ 44 kJ·mol -1
已知实验测得1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)的反应热为285.8 kJ·mol－1，请试通过计算是否可以得出H2(g) + O2(g) === H2O(g)的反应热 H ？（查阅资料 H2O(g) ===H2O(l) H＝ 44 kJ·mol -1）
①
②
① ②
H2(g) + O2(g) H2O(g) ===H2O(l) H2O(l)
H2(g) + O2(g) ===H2O(g) H＝ 241.8 kJ·mol -1
H2O(g)
H
H2(g)＋O2(g)
H2O(l)
H1
H2
H1 = H + H2
遵循能量守恒定律，在一定条件下，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。
一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热都是一样的。
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
1.内容
2.特点
3.意义
对于很难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。
(1)可以直接测量任意一反应的反应热
(2)利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热
(3)利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
(4) 已知途径a：C CO+H2　 　CO2+H2O；途径b：C 　　CO2。相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能
×
×
√
√
1.正误判断
2.一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。
ΔH= = 。
ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
3.C不完全燃烧反应C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可利用
1 mol C(s)和1 mol CO(g)完全燃烧的焓变分别为-393.5 kJ·mol-1、-283.0 kJ·
mol-1计算，写出分析过程。
第一步：分别写出二者完全燃烧的热化学方程式：
，______________________
____________________。
C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
则C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH= 。
第二步：设计虚拟路径
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的物质转化与能量变化表示如下：
ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
< 目标二 >
利用盖斯定律计算反应热的一般方法
C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)==CO2(g) ΔH2=－283.0 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)==2H2O(g) ΔH3=－483.6 kJ·mol－1
求该反应 C(s)＋H2O (g)==CO(g)＋H2(g) ΔH= ？
选目标一侧参照；
若已知与目标异侧，
则倒转，改变ΔH符号。
调方向
2H2O(g) == 2H2(g)＋O2(g)
ΔH5=+483.6 kJ·mol－1
CO2(g) == CO(g)＋O2(g)
ΔH4=+283.0 kJ·mol－1
已知方程式乘某数，
系数与目标一致，
ΔH也同乘。
调系数
调整好相加，
ΔH也相加。
加
H2O(g) == H2(g)＋O2(g)
ΔH6=+241.8 kJ·mol－1
ΔH = +131.3 kJ·mol－1
问题探究
把方程式②颠倒过来，可得③2Al(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)　ΔH3=-ΔH2=-1 169.2 kJ·mol-1。根据盖斯定律，由①+③可得Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
类型一　利用盖斯定律书写热化学方程式
1.已知：
①Al2O3(s)+3C(s)===2Al(s)+3CO(g)　ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
②2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)　ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为____________________
　　　 　　　 　。
===2AlCl3(g)+3CO(g)　ΔH=+174.9 kJ·mol-1
Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)
2.NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示：
反应O3(g)+O(g)===2O2(g)　ΔH=-143 kJ·mol-1
反应1：O3(g)+NO(g)===NO2(g)+O2(g)　ΔH1=
-200.2 kJ·mol-1
反应2：热化学方程式为__________________
　　　 　　　　 。
NO(g)+O2(g)　ΔH2=+57.2 kJ·mol-1
NO2(g)+O(g)===
反应2为NO2和O生成NO和O2，根据盖斯定律可知ΔH2=ΔH-ΔH1。
类型二　利用盖斯定律计算反应热
3.用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)+H2O(l)===HNO3(aq)+HNO2(aq)　ΔH=-116.1 kJ·mol-1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)　ΔH=+75.9 kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)===2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。
-136.2
目标方程式=×(①×3+②)
ΔH=×(-116.1 kJ·mol-1×3+75.9 kJ·mol-1)=-136.2 kJ·mol-1
利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。
练后反思
< 目标三 >
能源　摩尔燃烧焓
问题探究
柴草
煤
液化石油气
天然气
家用燃料的变迁
根据什么标准来选择燃料
物质的燃烧热
燃料的储量
燃料的开采、运输
燃料储存的条件、价格
燃料对生态环境的影响
… …
1.能源
概念：
自然界中，能为人类提供能量的物质或物质运动。
太阳能
风能
水能
生物质能
地热能
海洋能
核能
化石燃料
能源危机解决的办法 ：
开发新能源
节约现有能源
开源节流
1.能源
核能、风能、太阳能等
加大节能减排的力度，提高能源利用效率
2.摩尔燃烧焓
概念：
在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。
C→CO2(g)　 H→H2O(l) S→SO2(g)　 N→N2(g)
意义
甲烷的摩尔燃烧焓为-890.3 kJ·mol-1，它表示298 K、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量。
1.在25 ℃、101 kPa下，汽油的成分之一——辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为
2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)　ΔH=-11 036 kJ·mol-1。
则表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为__________________________
　　　 　　　　 。
+9H2O(l)　ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)
2.目前煤在我国依然是第一能源，煤的气化可以实现煤的综合利用，提高煤的利用价值。下表列举了几种常见物质的摩尔燃烧焓(298 K，101 kPa)，且298 K，101 kPa时，1 mol H2O(l)变为H2O(g)需要吸收44.0 kJ的热量(注
物质 化学式 ΔH/(kJ·mol-1)
石墨 C(s) -393.5
氢气 H2(g) -285.8
一氧化碳 CO(g) -283.0
意：煤的摩尔燃烧焓可用石墨的摩尔燃烧焓计算)。
(1)计算煤气化反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的焓变，写出计算过程。
答案　根据摩尔燃烧焓的含义，可得热化学方程式：
①C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1；
②CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1；
③H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1；
④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4=+44.0 kJ·mol-1。所以根据盖斯定律，将①-②-③-④整理可得：C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)，则ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3-ΔH4=+131.3 kJ·mol-1。
(2)从物质和能量的角度说明将煤炭转化为水煤气的价值：____________
___________________________________________________________________________。
物与氧气的接触面积提高燃烧效率；可以减少二氧化硫和一氧化碳等污染气体的排放
可以增大可燃
则ΔH6=　　　　　　　　　　　　(用ΔH1~ΔH5表示)。
1.镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系如图所示。
ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4-ΔH5
自我测试
2.假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是
A.|ΔH1|>|ΔH2|
B.|ΔH1|<|ΔH3|
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
D.甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2
√
本课结束
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节

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