第3课时 反应焓变的计算
[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。2.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
一、盖斯定律 1．盖斯定律的理解
(1)对于一个化学反应，无论是一步完成或分几步完成，其反应焓变都是相同的。 (2)化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 (3)某始态和终态相同，反应的途径有如下三种：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．盖斯定律的应用 根据如下两个反应
Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ·mol 1－1
Ⅱ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0kJ·mol
21
选用两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。
2(1)虚拟路径法
反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下：
－1
则ΔH＝－110.5kJ·mol。 (2)加合法
－1
①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置， 1
C(s)＋O2(g)===CO(g)。
2
②将已知热化学方程式变形，得反应Ⅲ： 1－1
CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH3＝283.0kJ·mol；
2③将热化学方程式相加，ΔH也相加。Ⅰ＋Ⅲ得： 1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH3，
2则ΔH＝－110.5kJ·mol。 特别提示
(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。 (3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。 相关链接
(1)多角度理解盖斯定律 ①从反应途径角度
－1
②从能量守恒角度
③对于如图所示的过程：
从反应途径角度：A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)； 从能量守恒角度：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。
(2)盖斯定律的意义
这给反应热的测定造成了困????
有些反应不容易直接发生???难，若应用盖斯定律，可以间
?有些反应的产品不纯???接把它们的反应热计算出来
有些反应进行的很慢
例1 下列说法正确的是( )
A．根据盖斯定律，可计算某些难以直接测得的反应焓变
B．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C．右图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．相同条件下，等质量的C按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能 途H2OO2O2
径a：C――→CO＋H―→CO―→CO2 2―2＋H2O；途径b：C―高温燃烧燃烧答案 A
解析 B项，同温同压下，该反应前后反应物和反应产物的总能量在两种反应条件下没有变化，ΔH相同，错误；C项，根据盖斯定律，ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，错误；D项，根据盖斯定律知，两途径放出的热量相等，错误。 思维启迪
化学反应的焓变只与始态和终态有关，与反应条件无关。
例2 已知P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)ΔH1＝－2983.2kJ·mol① 51－1
P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)ΔH2＝－738.5kJ·mol②
44(1)白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
(2)相同状况下，能量状态较低的是；白磷的稳定性比红磷(填“高”或“低”)。 答案 (1)P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2kJ·mol (2)红磷 低 解析 根据盖斯定律，书写相关反应的热化学方程式有两种方法： 方法1：“虚拟路径”法
根据已知条件可以虚拟如下过程：
－1
－1
根据盖斯定律
ΔH＝ΔH1＋(－ΔH2)×4＝－2983.2kJ·mol＋738.5kJ·mol×4＝－29.2kJ·mol，热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2kJ·mol 方法2：“加合”法
P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2983.2kJ·mol P4O10(s)===5O2(g)＋4P(红磷，s) ΔH2′＝2954kJ·mol 上述两式相加得：
P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2kJ·mol 思维模型
根据盖斯定律书写热化学方程式 (1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 (3)根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。
(4)实施叠加并确定反应热的变化。 二、反应焓变的计算 1．根据热化学方程式计算
反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比。 2．根据反应物和生成物的能量计算 ΔH＝∑生成物的能量－∑反应物的能量。 3．根据反应物和生成物的键能计算 ΔH＝∑反应物的键能－∑生成物的键能。
4．根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热。 5．根据物质的燃烧热数值计算
(1)在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。燃烧热的单位是kJ·mol。 (2)燃烧热的意义
－1
－1
－1－1
－1
－1
－1
－1
甲烷的燃烧热为890.31kJ·mol或ΔH＝－890.31kJ·mol，它表示25℃、101kPa时，1mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31kJ的热量。 (3)燃烧热的计算
－1－1
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。
例3 氯原子对O3分解有催化作用： O3＋Cl===ClO＋O2 ΔH1 ClO＋O===Cl＋O2 ΔH2
大气臭氧层的分解反应是O3＋O===2O2 ΔH，该反应的能量变化如图：
下列叙述中，正确的是( ) A．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E3 B．O3＋O===2O2是吸热反应 C．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 D．ΔH＝E3－E2＞0 答案 C
解析 A项，ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝E3－E2；B项，由E2＞E3知反应物总能量大于生成物总能量，故O3＋O===2O2为放热反应；C项，据盖斯定律将两式相加得ΔH＝ΔH1＋ΔH2；D项，由于O3＋O===2O2放热，故ΔH＝E3－E2＜0。 例4 已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH1＝akJ·mol ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220kJ·mol
通常人们把拆开1mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。已知H—H、O==O和O—H键的键能分别为436kJ·mol、496kJ·mol和462kJ·mol，则a为( ) A．－332B．－118C．350D．130 答案 D
解析 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝(2×436＋496－4×462)kJ·mol
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－1
－1
－1
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－1
，即③2H2(g)＋
O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－480 kJ·mol，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220 kJ·mol
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