反應(yīng)熱及其計算反應(yīng)熱和焓變體系和環(huán)境（以研究鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng)為例）試管、空氣等鹽酸、NaOH溶液和發(fā)生的反應(yīng)體系（系統(tǒng)）環(huán)境物質(zhì)或能量交換一個化學(xué)反應(yīng)過程中，除了生成新物質(zhì)外，還有------能量變化熱能電能（通常）光能------根據(jù)反應(yīng)體系在化學(xué)反應(yīng)過程中是釋放還是吸收熱量，將反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)一、體系與環(huán)境的熱量交換——反應(yīng)熱在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。二、焓變1.焓（H）：與內(nèi)能有關(guān)的物理量。內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。焓變（ΔH）：單位：kJ·mol-1

或kJ/mol2.焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系體系內(nèi)能（H）改變產(chǎn)生反應(yīng)熱等壓等壓反應(yīng)熱焓變ΔH反應(yīng)物生成物則為放熱反應(yīng)若ΔH＜0,則為吸熱反應(yīng)若ΔH>0,3.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)①所有燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③大多數(shù)化合反應(yīng)④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng)⑤物質(zhì)的緩慢氧化⑥鋁熱反應(yīng)①大多數(shù)分解反應(yīng)②銨鹽與堿的反應(yīng)，如Ba(OH)2·8H2O晶體或Ca(OH)2與NH4Cl晶體反應(yīng)③C與H2O(g)反應(yīng)，C與CO2反應(yīng)④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)4.吸熱、放熱的原因分析從宏觀物質(zhì)能量角度體系能量降低?H＜0?H＞0體系能量升高放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)4.反應(yīng)吸熱、放熱的原因分析從微觀鍵能角度吸熱放熱><5.熱化學(xué)方程式：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH＝－184.6kJ·mol－1物質(zhì)變化能量變化物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，它們所具有的內(nèi)能、焓也不同。在熱化學(xué)方程式中要標(biāo)注物質(zhì)的聚集狀態(tài)，固體-s，液體-l，氣體-g，溶液-aq。書寫熱化學(xué)方程式還要注意哪些問題呢？25℃101kpa100℃101kpa反應(yīng)時的溫度壓強不同，其ΔH也不同。故熱化學(xué)方程式需要標(biāo)注溫度、壓強，若25℃、101kpa可省略，其他反應(yīng)條件不需標(biāo)注。書寫熱化學(xué)方程式還要注意哪些問題呢？一個化學(xué)反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)，逆向則為吸熱反應(yīng)，焓變數(shù)值相同，符號相反。書寫熱化學(xué)方程式還要注意哪些問題呢？熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學(xué)計量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)，也可以是整數(shù)。當(dāng)化學(xué)計量數(shù)改變時，其ΔH也同等倍數(shù)的改變。ΔH中的單位mol-1

代表每摩爾反應(yīng)，ΔH數(shù)值要與化學(xué)反應(yīng)一一對應(yīng)。書寫熱化學(xué)方程式還要注意哪些問題呢？C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH=+1.9kJ/mol同素異形體間轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式，除注明物質(zhì)狀態(tài)外，還要注明物質(zhì)的名稱。書寫熱化學(xué)方程式還要注意哪些問題呢？可逆反應(yīng)中的“ΔH”表示的是完全反應(yīng)時對應(yīng)的焓變數(shù)值。若按該反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)投料進行反應(yīng)，由于可逆反應(yīng)不能進行徹底，那么吸收或放出的熱量一定比該數(shù)值小。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1反應(yīng)熱的計算由蓋斯定律計算反應(yīng)熱由相對能量計算反應(yīng)熱由鍵能計算反應(yīng)熱由活化能計算反應(yīng)熱一、由蓋斯定律計算反應(yīng)熱蓋斯定律內(nèi)容：一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。?H?H1?H2ABC?H

=

?H1

+

?H2

一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。（教材P14）例1：已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②CO(g)+?O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol求：C(s)+?O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱△H3CO(g)C(s)CO2(g)H2H1H3

∴△H3=△H1

－△H2=-110.5kJ/mol一、由蓋斯定律計算反應(yīng)熱△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＝-283.0kJ/mol△H3＝-110.5kJ/mol例2①CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol③C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol試計算④2CO(g)＋4H2(g)====H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④不論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱都是相同的。＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol下面就看看反應(yīng)④能不能由①②③三個反應(yīng)通過加、減、乘、除得到。①×2+②×4-③=④∴ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3注意：ΔH要帶正負(fù)號進行計算+①

×2+②×4-③212424二、由相對能量計算反應(yīng)熱例1：如圖表示一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOx(x＝1,2,3,4)的能量相對大小，反應(yīng)B→A＋C的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________(用離子符號表示)。

Cl－ClO-ClO3-ΔH＝(63+0－60×3)kJ·mol－1＝-117kJ·mol－1ΔH＝－117kJ·mol－1例2：研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有：ⅠC2H6(g)?C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1＝136kJ·mol?1ⅡC2H6(g)＋CO2(g)?C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝177kJ·mol?1ⅢC2H6(g)＋2CO2(g)?4CO(g)＋3H2(g)

ΔH3已知：298K時，相關(guān)物質(zhì)的相對能量(如圖1)。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算ΔH3＝_______kJ·mol?1。ΔH3＝4×（-110kJ·mol－1）+0-（-84

kJ·mol－1）-2（-393kJ·mol－1）

＝+430

kJ·mol－1+430三

、由鍵能計算反應(yīng)熱例1：白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng)：P4(g)＋5O2(g)=P4O10(g)。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1，根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH，其中正確的是A.(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B.(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C.(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D.(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1AΔH＝6E(P—P)+5E(O=O)－12E(P—O)－4E(P=O)＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－16條P—P鍵12條P—O和4條P=OO21條O=O常見物質(zhì)1mol時所含化學(xué)鍵的數(shù)目：物質(zhì)金剛石SiO2P4CO2CH4化學(xué)鍵C—CSi—OP—PC==OC—H化學(xué)鍵數(shù)目2NA4NA6NA2NA4NA例2：CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)

ΔH，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表：化學(xué)鍵C—HC==CC—CH—H鍵能/(kJ·mol－1)414615347435則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為

。ΔH＝E(C—C)＋2E(C—H)－E(C==C)－E(H—H)＝(347＋2×414－615－435)kJ·mol－1＝＋125kJ·mol－1。＋125kJ·mol－1斷裂2條C—H和1條C—C形成1條C==C形成1條H—H四

、由活化能計算反應(yīng)熱1.E1代表無催化劑的條件下正反應(yīng)活化能，E2代表無催化劑的條件下逆反應(yīng)活化能，由圖像可知：△H=E1-E22.虛線代表有催化劑的能量變化情況，由圖像可以看出，使用催化劑能同等程度降低正逆反應(yīng)活化能，但不影響反應(yīng)的焓變。如圖表示的是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

。NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1根據(jù)圖像可知，ΔH＝(134－368)kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。例1例2：研究發(fā)現(xiàn)在催化劑銠表面H2催化還原NO的詳細(xì)反應(yīng)機理如表[表中下標(biāo)“(S)”表示吸附態(tài)組分]所示，其中基元反應(yīng)NO+Rh(S)→NO(S)

的ΔH=

kJ·mol?1。基元反應(yīng)活化能Ea/(kJ·mol-1)H2+Rh(S)+Rh(S)→H(S)+H(S)12.6NO+Rh(S)→NO(S)0.0NO(S)+Rh(S)→N(S)+O(S)97.5N(S)+N(S)→N2+Rh(S)+Rh(S)120.9H(S)+O(S)→OH(S)+Rh(S)83.7OH(S)+H(S)→H2O(S)+Rh(S)33.5H2O(S)→H2O+Rh(S)45.0H(S)+H(S)→H2+Rh(S)+Rh(S)77.8NO(S)→NO+Rh(S)108.9OH(S)+Rh(S)→H(S)+O(S)37.7-108.9△H=E1-E2=0-108.9kJ·mol?1=-108.9kJ·mol?1高考真題、模擬題中的反應(yīng)熱計算（2023年浙江1月）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是A.E6-E3=E5-E2B.可計算Cl-Cl鍵能為2（E2-E3）kJ·mol－1C.相同條件下，O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH＝（E5-E4）kJ·mol－1（2023年浙江1月）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是A.E6-E3=E5-E2O3(g)+O(g)=2O2(g)無催化劑有催化劑Cl歷程1：ΔH1＝（E6-E3）kJ·mol－1歷程2：ΔH2＝（E5-E2）kJ·mol－1催化劑不改變焓變，故ΔH1＝ΔH2，所以A正確。（2023年浙江1月）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是B.可計算Cl-Cl鍵能為2（E2-E3）kJ·mol－1鍵能：氣態(tài)分子中1mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。故Cl2(g)=2Cl(g)的焓變ΔH數(shù)值就是Cl-Cl鍵能。由圖像可知，O3+O+Cl的相對能量為E2kJ·mol－1，O3+O的相對能量為E3kJ·mol－1，因此，Cl的相對能量為（E2-E3）kJ·mol－1。由題中已知條件可知，Cl2(g)的相對能量為0。故Cl2(g)=2Cl(g)的焓變ΔH=2（E2-E3）kJ·mol－1。所以B正確。（2023年浙江1月）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是C.相同條件下，O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠO3(g)+O(g)=2O2(g)無催化劑有催化劑催化劑不改變平衡，因此相同條件下，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率相同，歷程Ⅱ=歷程Ⅰ，C錯誤，答案為C。（2023年浙江1月）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是D.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH＝（E5-E4）kJ·mol－1速率最快的反應(yīng)應(yīng)該是活化能最小的反應(yīng)。比較兩個歷程中三步反應(yīng)的活化能相對大小，可知速率最快的反應(yīng)是歷程2中的第二步反應(yīng)，由圖像可知，該反應(yīng)的焓變?yōu)椋‥5-E4）kJ·mol－1故D正確。(2022·浙江6月)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(

)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)＝(-136)－2×39=－214kJ·mol－1

＝0－E(O—O)＝－214kJ·mol－1該反應(yīng)的焓變ΔH數(shù)值就是O—O鍵能。即E(O—O)＝214kJ·mol－1(2022·浙江6月)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(

)A．H2的鍵能為436kJ·mol－1H(g)＋H(g)===H2(g)＝0－218×2=－436kJ·mol－1

即E(H—H)＝436kJ·mol－1(2022·浙江6月)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(

)B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍O(g)＋O(g)===O2(g)＝0－249×2=－498kJ·mol－1

即E(O＝O)＝498kJ·mol－1(2022·浙江6月)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(

)C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2HO(g)＋O(g)===HOO(g)＝10－39－249=－278kJ·mol－1

HOO(g)中氧氧單鍵鍵能為278kJ·mol－1C(2022·浙江6月)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(

)D．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)