为什么这样算

反应热的计算是较为基础的知识点，也是高考的热点和必考点．有些学生在解答相关试题时，对于是“反应物减生成物”还是“生成物减反应物”的记忆容易产生混乱．本文将从不同类型的题目着手，分析反应热计算背后的逻辑，以期对大家的理解和计算有帮助．

１ 什么是焓

人民教育出版社２０１９年版普通高中化学教科书（以下简称高中课本）描述：研究表明，在等压条件下进行的化学反应（严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑），其反应热等于反应的焓变，用符号ΔH 表示，常用单位是kJ·mol－１．

我们要明确，反应体系放热时，焓减小，ΔH 为负值，即ΔH ＜０;当反应体系吸热时，焓增大，ΔH 为正值，即ΔH ＞０．

２ 盖斯定律

利用盖斯定律计算反应热是高考中常见的反应热计算题型．要理解如何快速运用盖斯定律进行计算，先要厘清什么是盖斯定律．

高中课本描述：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的．即在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关．

北京大学出版社«普通化学原理（第４版）»（以下简称大学课本）描述：化学家们在研究了相当多的化学现象之后，总结提出了热化学定律．用现代术语可表述为以下两个定律：

（１）在相同条件下正向反应和逆向反应的ΔH 数值相等，符号相反．

（２）一个反应若能分解成两步或几步实现，则总反应的ΔH 等于各分步反应ΔH 之和．这个定律是１９世纪中叶俄国化学家盖斯综合分析大量实验数据提出来的，所以叫盖斯定律或反应热加和定律．

我们可以这样去理解计算的逻辑：盖斯定律又名“反应热加和定律”，说明化学反应方程式可以用数学代数计算的逻辑去理解，即“等号两侧相同物质相消”和“生成物与反应物位置互换（即广义上的逆反应）后，焓变应取原反应焓变的相反数”．

例１ （２０２４年安徽卷，节选）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料．由乙烷制乙烯的研究备受关注．回答下列问题．

C２H６ 氧化脱氢反应：

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．

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

解析 已知各个反应的方程式和焓变，根据盖斯定律目标反应由①－②×２得，则２CO（g）＋O２（g）＝２CO２ （g）的ΔH３ ＝ －２０９．８kJ·mol－１ －（＋１７８．１kJ·mol－１×２）＝－５６６kJ·mol－１．

３ 键能

利用键能计算反应热也是较为常见的反应热计算题型，通常给出的公式为

ΔH ＝反应物的键能之和－生成物的键能之和．

为什么是“反应物－生成物”，而非反过来呢？ 我们从键能的概念来理解．人教版课本没有给出明确的键能定义，我们参考大学课本定义来理解．

大学课本描述：键焓（也叫键能）是指在温度T与标准压力时，气态分子断开１ mol化学键的焓变……键焓是一种平均近似值，而不是直接的实验结果．

我们可以将键能简单地理解为“破坏气体所有化学键所需能量的总和”．需要注意的是，键能的大小并不能被用于表示物质能量的多少，而只表示物质与达到活泼态时自由能之差．

我们知道，化学反应的本质即为反应物的断键和生成物的成键．其中，断键过程吸热，物质能量升高，故键能均为正值;成键过程放热，物质能量降低．计算时，取反应物键能的正值，取生成物键能的负值，各项相加即可，表现为“反应物－生成物”．

例２ （２０２１年湖南卷，节选）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制氢气．相关化学键的键能数据如表１所示．

在一定温度下，利用催化剂将NH３ 分解为N２ 和H２，则２NH３ （g）⇌ N２ （g）＋３H２ （g）的ΔH ＝______kJ·mol－１．

解析 每个NH３ 分子含３个N—H 键，每个N２ 分子含１ 个N≡N 键，每个H２ 分子含１ 个H—H键．NH３ 为反应物，取＋３９０·８kJ·mol－１，N２ 和H２ 为生成物，分别取－ ９４６ kJ· mol－１ 和－４３６kJ·mol－１，乘上各自对应的键数和计量数，代数相加，即得ΔH ＝２×３×３９０.８kJ·mol－１＋１×１×（－９４６kJ·mol－１）＋３×１× （－４３６kJ·mol－１）＝＋９０.８kJ·mol－１．

４ 燃烧热

在部分计算反应热的题目中，所给的条件也可能为各物质的燃烧热，而我们常记的公式是这样的：ΔH ＝反应物的燃烧热之和－生成物的燃烧热之和．这里也是“反应物－生成物”，我们先回顾它的概念．

高中课本描述：在１０１kPa时，１mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热，单位是kJ·mol－１．

可以从两个角度去理解：

１）从定义中可以发现，利用燃烧热计算与盖斯定律是一致的，因为给出某一物质的燃烧热，即给出了该物质热化学反应方程式的焓变．可以写出该物质的热化学反应方程式，标上对应的燃烧热，利用盖斯定律进行计算即可．