化学变化过程中的能量转换规律
第一章 化学变化过程中的能量转换
第二节 化学变化热效应的计算方法
在农业和工业生产实践中，经常需要精确计算化学变化过程中的能量转换。
例如在化工生产领域，对于化学变化过程中能量转换的利用（生产中燃料的消耗量，空气的通入量等）、化学变化条件的调控（温度控制）等都需要进行能量转换的计算。
1、基于热化学方程式计算化学变化中释放的能量
例1：已知信息如下：
计算1千克黄铁矿(FeS2含量为90%)完全燃烧时释放的能量(请列出计算步骤)。
分析：
根据黄铁矿燃烧的热化学方程式可知，1摩尔FeS2燃烧时释放的能量为853千焦，因此1千克黄铁矿燃烧时释放的能量为
2、化学键能、物质能量与化学变化热效应的计算
化学变化过程中的热效应：
ΔH = 反应物的总键能－生成物的总键能
ΔH = 生成物的总能量－反应物的总能量
例2：[2023·河北]已知：1摩尔物质中化学键断裂时所需的能量如下表所示。
假设体系中只存在以下两个化学变化：
分析：表中提供了各物质中化学键的键能数据，因此可以通过以下关系式进行计算：
Δ1＝反应物总键能－生成物总键能
例3：(2022·浙江)在标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表所示：
可以根据HO(g)＋HO(g) = H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214千焦/摩尔。以下说法不正确的是( )
A．H2的键能为436千焦/摩尔
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键键能的两倍
C．解离氧氧单键所需的能量：HOO < H2O2
答案：C。
分析：
表中提供了物质在气态时的相对能量数据，因此可以使用“Δ = 生成物的总能量－反应物的总能量”方法分析热效应。对于HO(g)＋HO(g) = H2O2(g)这个化学变化，Δ = －136千焦/摩尔－39千焦/摩尔 ×2 = －214千焦/摩尔。
A选项，可以认为是H2(g) = H(g)＋H(g)，氢气的键能Δ = 218千焦/摩尔×2 －0 = 436千焦/摩尔。
B选项，可以认为是O2(g) = O(g)＋O(g)，氧气的键能Δ = 249千焦/摩尔×2 －0 = 498千焦/摩尔。
比H2O2中氧氧单键键能的两倍214千焦/摩尔×2大。
C选项，HOO(g) = HO(g)＋O(g)，解离其中氧氧单键需要的能量为Δ249千焦/摩尔＋39千焦/摩尔－10千焦/摩尔＝278千焦/摩尔，比H2O2中氧氧单键的键能大。
D选项，H2O(g)＋O(g) = H2O2(g)的Δ＝－136千焦/摩尔－(－242千焦/摩尔)－249千焦/摩尔＝－143千焦/摩尔。
3、运用盖斯定律将多个热化学方程式整合得到所需的热效应
例4：[2020·全国]乙烷在特定条件下可以发生以下化学变化：
相关物质的燃烧热数据如下表所示：
Δ1＝________千焦/摩尔。
分析：
可以利用燃烧热的定义先写出三个热化学方程式，再运用盖斯定律通过乙烷的热化学方程式减去乙烯和氢气的热化学方程式，Δ1＝－1 560千焦/摩尔－(－1 411千焦/摩尔)－(－286千焦/摩尔)＝＋137千焦/摩尔。
由于Δ = 反应物的总键能－生成物的总键能，也可以参照总反应式，直接进行计算。
例5：[2023·全国]硫酸亚铁在工农业生产中具有多种用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。
已知以下热化学方程式：
分析：
将3个热化学方程式编号①②③，运用盖斯定律通过①＋③－②×2可以得到，所以Δ(a＋c－2b)
4、利用图像进行热效应计算
例6：(2022·重庆)“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强度，设计如图所示的循环过程，可以得到Δ4/(kJ·/ mol)为( )
A．＋533
B．＋686
C．＋838
D．＋1 143
分析：
可以先写出图中5个热化学方程式，再运用盖斯定律，通过⑤＋①－⑥－②＋③得到④，Δ4＝＋838千焦/摩尔。
也可以从图中观察化学变化的途径，设铵根离子溶于水的焓变为Δ，运用盖斯定律有：
也可以计算得到反应热Δ4＝＋838千焦/摩尔。
例7：在微生物作用的条件下，
两个化学变化过程中的能量变化示意图如图。
热化学方程式是____________。
分析：
从图中能量变化可以写出两个热化学方程式，将两个热化学方程式相加可以得到：
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