為什么這樣算

反應熱的計算是較為基礎的知識點，也是高考的熱點和必考點．有些學生在解答相關試題時，對于是“反應物減生成物”還是“生成物減反應物”的記憶容易產(chǎn)生混亂．本文將從不同類型的題目著手，分析反應熱計算背后的邏輯，以期對大家的理解和計算有幫助．

１ 什么是焓

人民教育出版社２０１９年版普通高中化學教科書（以下簡稱高中課本）描述：研究表明，在等壓條件下進行的化學反應（嚴格地說，對反應體系做功還有限定，中學階段一般不考慮），其反應熱等于反應的焓變，用符號ΔH 表示，常用單位是kJ·mol－１．

我們要明確，反應體系放熱時，焓減小，ΔH 為負值，即ΔH ＜０;當反應體系吸熱時，焓增大，ΔH 為正值，即ΔH ＞０．

２ 蓋斯定律

利用蓋斯定律計算反應熱是高考中常見的反應熱計算題型．要理解如何快速運用蓋斯定律進行計算，先要厘清什么是蓋斯定律．

高中課本描述：一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應熱是相同的．即在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關．

北京大學出版社?普通化學原理（第４版）?（以下簡稱大學課本）描述：化學家們在研究了相當多的化學現(xiàn)象之后，總結提出了熱化學定律．用現(xiàn)代術語可表述為以下兩個定律：

（１）在相同條件下正向反應和逆向反應的ΔH 數(shù)值相等，符號相反．

（２）一個反應若能分解成兩步或幾步實現(xiàn)，則總反應的ΔH 等于各分步反應ΔH 之和．這個定律是１９世紀中葉俄國化學家蓋斯綜合分析大量實驗數(shù)據(jù)提出來的，所以叫蓋斯定律或反應熱加和定律．

我們可以這樣去理解計算的邏輯：蓋斯定律又名“反應熱加和定律”，說明化學反應方程式可以用數(shù)學代數(shù)計算的邏輯去理解，即“等號兩側相同物質相消”和“生成物與反應物位置互換（即廣義上的逆反應）后，焓變應取原反應焓變的相反數(shù)”．

例１ （２０２４年安徽卷，節(jié)選）乙烯是一種用途廣泛的有機化工原料．由乙烷制乙烯的研究備受關注．回答下列問題．

C２H６ 氧化脫氫反應：

①２C２H６（g）＋O２（g）＝２C２H４（g）＋２H２O（g）ΔH１＝－２０９．８kJ·mol－１，

②C２H６（g）＋CO２（g）＝C２H４（g）＋H２O（g）＋CO（g） ΔH２＝＋１７８．１kJ·mol－１．

計算：２CO（g）＋O２ （g）＝２CO２ （g）的ΔH３ ＝________kJ·mol－１．

解析 已知各個反應的方程式和焓變，根據(jù)蓋斯定律目標反應由①－②×２得，則２CO（g）＋O２（g）＝２CO２ （g）的ΔH３ ＝ －２０９．８kJ·mol－１ －（＋１７８．１kJ·mol－１×２）＝－５６６kJ·mol－１．

３ 鍵能

利用鍵能計算反應熱也是較為常見的反應熱計算題型，通常給出的公式為

ΔH ＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和．

為什么是“反應物－生成物”，而非反過來呢？ 我們從鍵能的概念來理解．人教版課本沒有給出明確的鍵能定義，我們參考大學課本定義來理解．

大學課本描述：鍵焓（也叫鍵能）是指在溫度T與標準壓力時，氣態(tài)分子斷開１ mol化學鍵的焓變……鍵焓是一種平均近似值，而不是直接的實驗結果．

我們可以將鍵能簡單地理解為“破壞氣體所有化學鍵所需能量的總和”．需要注意的是，鍵能的大小并不能被用于表示物質能量的多少，而只表示物質與達到活潑態(tài)時自由能之差．

我們知道，化學反應的本質即為反應物的斷鍵和生成物的成鍵．其中，斷鍵過程吸熱，物質能量升高，故鍵能均為正值;成鍵過程放熱，物質能量降低．計算時，取反應物鍵能的正值，取生成物鍵能的負值，各項相加即可，表現(xiàn)為“反應物－生成物”．

例２ （２０２１年湖南卷，節(jié)選）氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過氨熱分解法制氫氣．相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表１所示．

在一定溫度下，利用催化劑將NH３ 分解為N２ 和H２，則２NH３ （g）? N２ （g）＋３H２ （g）的ΔH ＝______kJ·mol－１．

解析 每個NH３ 分子含３個N—H 鍵，每個N２ 分子含１ 個N≡N 鍵，每個H２ 分子含１ 個H—H鍵．NH３ 為反應物，取＋３９０·８kJ·mol－１，N２ 和H２ 為生成物，分別取－ ９４６ kJ· mol－１ 和－４３６kJ·mol－１，乘上各自對應的鍵數(shù)和計量數(shù)，代數(shù)相加，即得ΔH ＝２×３×３９０.８kJ·mol－１＋１×１×（－９４６kJ·mol－１）＋３×１× （－４３６kJ·mol－１）＝＋９０.８kJ·mol－１．

４ 燃燒熱

在部分計算反應熱的題目中，所給的條件也可能為各物質的燃燒熱，而我們常記的公式是這樣的：ΔH ＝反應物的燃燒熱之和－生成物的燃燒熱之和．這里也是“反應物－生成物”，我們先回顧它的概念．

高中課本描述：在１０１kPa時，１mol純物質完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量，叫作該物質的燃燒熱，單位是kJ·mol－１．

可以從兩個角度去理解：

１）從定義中可以發(fā)現(xiàn)，利用燃燒熱計算與蓋斯定律是一致的，因為給出某一物質的燃燒熱，即給出了該物質熱化學反應方程式的焓變．可以寫出該物質的熱化學反應方程式，標上對應的燃燒熱，利用蓋斯定律進行計算即可．