第一章 第三节化学反应热的计算
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第三节化学反应热的计算[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)大量实验证明,不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
(2)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。
(3)始态和终态相同反应的途径有如下三种:ΔH =ΔH 1+ΔH 2=ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5 2.盖斯定律的应用 根据如下两个反应Ⅰ.C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1=-393.5 kJ·mol -1 Ⅱ.CO(g)+12O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2=-283.0 kJ·mol -1选用两种方法,计算出C(s)+12O 2(g)===CO(g)的反应热ΔH 。
(1)虚拟路径法反应C(s)+O 2(g)===CO 2(g)的途径可设计如下:则ΔH =-110.5 kJ·mol -1。
(2)加合法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, C(s)+12O 2(g)===CO(g)。
②将已知热化学方程式Ⅱ变形,得反应Ⅲ: CO 2(g)===CO(g)+12O 2(g) ΔH 3=+283.0 kJ·mol -1;③将热化学方程式相加,ΔH 也相加:Ⅰ+Ⅲ得, C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH =ΔH 1+ΔH 3,则ΔH =-110.5 kJ·mol -1。
(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。
高二年级化学选修四同步小题狂练第一章第三节化学反应热的计算一、单选题1.已知下列热化学方程式:(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=−870.3kJ⋅mol−1(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=−393.5kJ⋅mol−1O2(g)=H2O(l)△H3=−285.8kJ⋅mol−1(3)H2(g)+12则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的△H为()kJ⋅mol−1.A. +488.3B. −244.15C. −488.3D. +244.152.已知:H2O(g)=H2O(l)△H1=−Q1kJ⋅mol−1(Q1>0)C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=−Q2kJ⋅mol−1(Q2>0)C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=−Q3kJ⋅mol−1(Q3>0)依据盖斯定律,若使23g液态乙醇完全燃烧并恢复至室温,则放出的热量为(单位:kJ)()A. Q1+Q2+Q3B. 0.5(Q1+Q2+Q3)C. 0.5Q1−1.5Q2+0.5Q3D. 1.5Q1−0.5Q2+0.5Q33.已知:①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3④2CO2(g)+4H2(g)=CH3COOH(l)+2H2O(l)△H4下列关于上述反应的焓变判断正确的是()A. H2的燃烧热为△H3B. 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H=2△H2+△H3−△H1C. △H4−△H1+2△H3=0D. 2molH2(g)燃烧生成水蒸气的△H<△H34.在298K、100kPa时,已知:2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)△H1Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)△H22Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)△H3则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是()A. △H3=△H1+2△H2B. △H3=△H1+△H2C. △H3=△H1−2△H2D. △H3=△H1−△H25.天然气燃烧不完全会产生有毒气体CO,又知CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=−566kJ⋅mol−1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=−890kJ⋅mol−1又知由H2与O2反应生成液态H2O比生成气态H2O多放出44kJ⋅mol−1的热量.则下列热化学方程式正确的是()A. 2CH4(g)+72O2(g)=CO2(g)+CO(g)+4H2O(l)△H=−1214kJ⋅mol−1B. 2CH4(g)+72O2(g)=CO2(g)+CO(g)+4H2O(g)△H=−1038kJ⋅mol−1C. 3CH4(g)+5O2(g)=CO2(g)+2CO(g)+6H2O(l)△H=−1538kJ⋅mol−1D. 3CH4(g)+5O2(g)=CO2(g)+2CO(g)+6H2O(g)△H=−1840kJ⋅mol−6.已知胆矾溶于水时溶液温度降低.胆矾分解的热化学方程式为CuSO4⋅5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1kJ⋅mol−1.室温下,若1mol无水硫酸铜溶解为溶液放热Q2 kJ,则()A. Q1>Q2B. Q1=Q2C. Q1<Q2D. 无法比较7.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)+32O2(g)=SO2(g)+H2O(g)△H12H2S(g)+SO2(g)=32S2(g)+2H2O(g)△H22H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)△H32S(g)=S2(g)△H4则△H4的正确表达式为()A. △H4=23(3△H3−△H1)−△H2 B. △H4=23(△H1+△H2)+△H3C. △H4=23(△H1+△H2)−△H3 D. △H4=23(△H1−△H2)−△H38.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO.其过程如下:下列说法不正确的是()A. 该过程中CeO2没有消耗B. 该过程实现了太阳能向化学能的转化第2页,共13页C. 图中△H1=△H2+△H3O2(g)=H2O(g)的反应热大于△H3D. H2(g)+129.如下图所示,△H1=−393.5kJ⋅mol−1,△H2=−395.4kJ⋅mol−1,下列说法正确的是A. 石墨和金刚石的转化是物理变化B. 金刚石的稳定性强于石墨C. 1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1.9kJD. C(s,石墨)=C(s,金刚石),该反应的△H<010.已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=−220kJ⋅mol−1②氢气燃烧的能量变化示意图:下列说法正确的是()A. 1molC(s)完全燃烧放出110 kJ的热量O2(g)=H2O(g)△H=−480kJ⋅mol−1B. H2(g)+12C. C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+130kJ⋅mol−1D. 欲分解2 mol H2O(l),至少需要提供4×462 kJ的热量二、填空题11.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义.(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体.已知:①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=−a kJ⋅mol−1(a>0)②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=−b kJ⋅mol−1(b>0)若用标准状况下3.36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为______ mol,放出的热量为______ kJ(用含有a和b的代数式表示).(2)用CH4催化还原NO x也可以消除氮氧化物的污染.例如:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=−574kJ⋅mol−1①②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=?②若1molCH4还原NO2至N2的整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=______ .12.(1)已知:①H2O(g)=H2O(l)△H1=−Q1kJ/mol②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=−Q2kJ/mol③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=−Q3kJ/mol若使1mol乙醇液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为______ kJ(2)大气中的部分碘源于O3对海水中I−的氧化,将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究.O3将I−氧化成I2的过程由3步反应组成:a.I−(aq)+O3(g)=IO−(aq)+O2(g)△H1b.IO−(aq)+H+(aq)=HOI(aq)△H2c.HOI(aq)+I−(aq)+H+(aq)=I2(aq)+H2O(l)△H3总反应的化学方程式为______ ,其反应热△H=______ .13.已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素,它们的原子序数依次增大.X元素的原子形成的离子就是一个质子,Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体,Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍.(1)请写出Z在元素周期表中的位置______ .(2)由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐,该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为______ .(3)工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气,可观察到大量白烟,同时有单质Z生成,写出化学方程式______ ,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为:______ .(4)Z的氢化物与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为______ .(5)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4应生成N2和水蒸气.已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(1)△H1=−195kJ⋅mol−1②N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=−534.2kJ⋅mol−1写出肼和N2O4反应的热化学方程式______ .14.磷单质及其化合物的有广泛应用.由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备白磷(P4)的热化学方程式为:4Ca5(PO4)3F(s)+2lSiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)△H已知相同条件下:第4页,共13页4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)△H12Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)△H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)△H3用△H1、△H2和△H3表示△H,△H=______(2)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍.①NaH2PO2中P元素的化合价为______ 4Ca5(PO4)3F(s)+2lSiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+ 20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)△H.②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2ˉ,在酸性等条件下发生下述反应:Ni2++______ H2PO2ˉ+______ →______ Ni+______ H2PO3ˉ+______请在横线上写出配平反应式所需要的系数及缺少的物质(系数为1时不能省略不填)答案和解析【答案】1. C2. D3. B4. A5. D6. A7. C8. C 9. C 10. C11. 0.3;3(2a+b);−1160kJ/mol8012. (3Q1−Q2+Q3);2I−+O3+2H+=I2+O2+H2O;△H1+△H2+△H313. 第二周期第ⅤA族;NH4++HCO3−+2OH−=NH3↑+2H2O+CO32−;8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2;3:2;2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=−873.4kJ/mol 14. △H1+3△H2+18△H3;+1;1;H2O;1;1;2H+【解析】1. 解:利用盖斯定律将(2)×2+(3)×2−(1)可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)则△H=2×(−285.8kJ⋅mol−1)+2×(−393.5kJ⋅mol−1)−(−870.3kJ⋅mol−1)=−488.3kJ⋅mol−1.故选C.根据盖斯定律将(2)×2+(3)×2−(1)可得2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热.本题考查反应热的计算,题目难度不大,注意盖斯定律的运用.2. 解:①H2O(g)=H2O(l)△H1=−Q1kJ⋅mol−1(Q1>0),②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=−Q2kJ⋅mol−1(Q2>0),③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=−Q3kJ⋅mol−1(Q3>0),根据盖斯定律可知,①×3−②+③得C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=(−3Q1+Q2−Q3)kJ/mol,即1mol液态乙醇完全燃烧并恢复至室温,则放出的热量为(3Q1−Q2+Q3)kJ,则23g液态乙醇完全燃烧并恢复至室温,则放出的热量为0.5×(3Q1−Q2+Q3)kJ=(1.5Q1−0.5Q2+ 0.5Q3)kJ,故选D.23g液态乙醇为0.5mol,利用已知的反应得出C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)的反应热,利用物质的量与反应放出的热量成正比来解答.本题考查学生利用盖斯定律计算反应热,明确已知反应和目标反应的关系是解答本题的关键,题目难度中等.△H3,3. 解:A.③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3中,不是1molH2燃烧时的能量变化,则H2的燃烧热为12故A错误;第6页,共13页B.由盖斯定律可知,②×2+③−①得到2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l),则2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H=2△H2+△H3−△H1,故B正确;C.由盖斯定律可知,③×2−①得到④,则2△H3−△H1=△H4,即△H4+△H1−2△H3=0,故C错误;D.燃烧为放热反应,焓变为负,生成物中气态水的能量比液态水的能量高,则2molH2(g)燃烧生成水蒸气的△H>△H3,故D错误;故选B。
第三节盖斯定律化学反应热的计算中和热:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热。
强酸与强碱反应生成可溶性盐的热化学方程式为:H+(aq)+ OH- (aq) == H2O(l) △H= -57.3kJ/mol盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。
假设反应体系的始态为S,终态为L,若S→L,△H﹤0;则L→S,△H﹥0。
1、100g碳燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且C(s)+1/2 O2(g)==CO(g)△H=-110.35 kJ·mol-1,CO(g)+1/2 O2(g)===CO2(g) △H=—282.57kJ·mol-1与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是( )A、392.92kJB、2489.44kJC、784.92kJD、3274.3kJ2、火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,这两者反应生成氮气和水蒸汽。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ·mol-1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ·mol-1则1mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为( )A、100.3kJB、567.85kJC、500.15kJD、601.7kJ3、已知:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) △H=-Q1kJ·mol-1H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=-Q2kJ·mol-1H2(g)+O2(g)==2H2O(l) △H=-Q3kJ·mol-1常温下,取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况),经完全燃烧后恢复到到常温,放出的热量(单位:kJ)为( )A、0.4Q1+0.05Q3B、0.4Q1+0.05Q2C、0.4Q1+0.1Q3D、0.4Q1+0.2Q34、充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q,完全吸收它生成的CO2生成正盐,需要5mol·L-1的kOH溶液100mL ,则丁烷的燃烧热为( )A、16QB、8QC、4QD、2Q5、已知胆矾溶于水时溶液温度降低。
第三节 化学反应热的计算1.盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。
2.盖斯定律的应用例1.写出石墨变成金刚石的热化学方程式 (25℃,101kPa 时)说明: (1)可以在书中查找需要的数据 (2)并告诉大家你设计的理由。
查燃烧热表知:①C(石墨,s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 1=-393.5kJ/mol②C(金刚石,s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 2=-395.0kJ/mol例2.已知下列各反应的焓变①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O 2(g)=CaCO 3(s) △H 1 = -1206.8 kJ/mol ②Ca(s)+1/2O 2(g)=CaO(s) △H 2= -635.1 kJ/mol ③C(s,石墨)+O 2(g)=CO 2(g) △H 3 = -393.5 kJ/mol 试求:④CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)的焓变例3.按照盖斯定律,结合下述反应方程式回答问题,已知: ①NH 3(g)+HCl(g)=NH 4Cl(s) △H 1=-176kJ/mol ②NH 3(g)=NH 3(aq) △H 2=-35.1kJ/mol ③HCl(g) =HCl(aq) △H 3=-72.3kJ/mol④NH 3(aq)+ HCl(aq)=NH 4Cl(aq) △H 4=-52.3kJ/mol ⑤NH 4Cl(s)= NH 4Cl(aq) △H 5=?则第⑤个方程式中的反应热△H 是________。
例4.已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ ,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式正确的是 ( )A. 2C 2H 2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2H 2O(l); ΔH =-4b kJ / molB. C 2H 2(g)+5/2O 2(g)=2CO 2(g)+H 2O(l); ΔH =+2b kJ / molC. C 2H 2(g)+5/2O 2(g)=2CO 2(g)+H 2O(l); ΔH =-2b kJ / molD. 2C 2H 2(g)+5O 2(g)=4CO 2(g)+2H 2O(l); ΔH =—b kJ / mol 例5.由金红石(TiO 2)制取单质Ti ,涉及到的步骤为:TiO 2TiCl 4Ti 已知:① C (s )+O 2(g )=CO 2(g ); ∆H =-393.5 kJ·mol -1 ② CO (g )+1/2O 2(g )=CO 2(g ); ∆H =-283 kJ·mol -1 ③ TiO 2(s )+2Cl 2(g )=TiCl 4(s )+O 2(g ); ∆H =+141 kJ·mol -1则TiO 2(s )+2Cl 2(g )+2C (s )=TiCl 4(s )+2CO (g )的∆H = 。
第三节 化学反应热的计算[知 识 梳 理]一、盖斯定律 1.内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的(填“相同”或“不同”)。
2.特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关,与途径无关。
(2)反应热总值一定,如下图表示始态到终态的反应热。
则ΔH =ΔH 1+ΔH 2=ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5。
(3)能量守恒:能量既不会增加,也不会减少,只会从一种形式转化为另一种形式。
【自主思考】已知H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol ,而H 2O(g)―→H 2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol ,请问若1 mol H 2和12 mol O 2反应生成液态水,放出的热量是多少? 提示 Q =(241.8 kJ/mol +44 kJ/mol)×1 mol =285.8 kJ 。
二、反应热的计算 1.主要依据热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热等数据。
2.主要方法(1)依据热化学方程式:反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比,依据热化学方程式中的ΔH求反应热,如(2)依据盖斯定律:根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式,同时反应热也作相应的改变。
(3)依据反应物断键吸收热量Q吸与生成物成键放出热量Q放进行计算:ΔH=Q吸-Q。
放(4)依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算:ΔH=E生成物-E。
反应物(5)依据物质的燃烧热ΔH计算:Q放=n可燃物×|ΔH|。
(6)依据比热公式计算:Q=cmΔt。
[效果自测]1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)同温同压下,氢气和氯气分别在光照条件下和点燃的条件下发生反应时的ΔH 不同。
()(2)对于放热反应,放出的热量越多,ΔH就越大。
()(3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·mol-1,ΔH=-571.6 kJ·mol-1的含义是指每摩尔该反应所放出的热量。
()(4)对于可逆反应而言,热化学方程式中的反应热表示反应达到平衡时所放出或吸收的热量。
()(5)如果用E表示破坏(或生成)1 mol化学键所消耗(或释放)的能量,则求2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的反应热时,可用下式表示:ΔH1=2E(H—H)+E(O===O)-2E(H—O)。
()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2.乙醇的燃烧热为ΔH1,甲醇的燃烧热为ΔH2,且ΔH1<ΔH2,若乙醇和甲醇的混合物1 mol 完全燃烧,反应热为ΔH 3,则乙醇和甲醇的物质的量之比为( ) A.ΔH 3-ΔH 2ΔH 3-ΔH 1 B.ΔH 2-ΔH 3ΔH 3-ΔH 1C.ΔH 2-ΔH 3ΔH 1-ΔH 3D.ΔH 3-ΔH 1ΔH 2-ΔH 3解析 本题可以用十字交叉法:,则得乙醇和甲醇的物质的量之比为ΔH 2-ΔH 3ΔH 3-ΔH 1。
答案 B探究一、盖斯定律的理解和应用 【合作交流】1.你能否从能量守恒的角度,解释化学反应的热效应只与反应体系的始态和终态有关?提示 由于在指定状态下,各种物质的焓值都是唯一确定的,因此无论经过哪些步骤从反应物变成生成物,它们的差值是不会改变的,即反应的焓变是一样的。
2.应用盖斯定律求反应热时,若方程式的化学计量数变,则反应热要相应变吗?方程式相加减时,反应热如何计算?提示 (1)反应热的数值与化学计量数成正比。
(2)方程式加减时,反应热也要相加减(带符号)。
【点拨提升】1.运用盖斯定律解题的常用方法 通常有两种方法:其一,虚拟路径法:如C(s)+O 2(g)===CO 2(g),可设置如下:ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3其二,加合法:即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。
如:求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。
已知:P4(白磷,s)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1①P(红磷,s)+54O2(g)===14P4O10(s)ΔH2②即可用①-②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
2.解题模型3.解题注意事项(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,所求之和为其代数和。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”、“-”号必须随之改变。
【典题例证1】把煤作为燃料可通过下列两种途径:途径ⅠC(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1<0途径Ⅱ先制水煤气:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH2>0①再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH3<0②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH4<0③请回答下列问题:(1)判断两种途径放热:途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是______________________________。
(3)由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要________能量才能转化为生成物,因此其反应条件为_________________________。
【变式训练1】已知:①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-566 kJ·mol-1;②N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH=+180 kJ·mol-1,则2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH是()A.-386 kJ·mol-1B.+386 kJ·mol-1C.-746 kJ·mol-1D.+746 kJ·mol-1探究二、反应热的计算【合作交流】1.反应热计算的依据有哪些?提示可依据化学方程式、盖斯定律等。
2.反应热有哪些计算方法?提示列方程法、估算法等。
【点拨提升】反应热计算的常用解题方法1.列方程法:先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质与反应热间的关系直接求算反应热。
2.估算法:根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出的热量,大致估算各成分的比例。
【典题例证2】已知:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1;②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH2;③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH3。
常温下取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况),经完全燃烧后恢复至室温,则放出的热量为()A.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)B.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH2)C.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH3)D.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH2)解析先算出甲烷和氢气各自的体积,再根据热化学方程式分别求算它们各自完全燃烧放出的热量,就可求出总热量。
也可以求出甲烷和氢气按体积比4∶1燃烧的热化学方程式,列比例来求反应放出的总热量。
n (气体)=11.2 L22.4 L 〃mol -1=0.5 mol ,n (CH 4)=0.5 mol ×45=0.4 mol ,n (H 2)=0.5 mol ×15=0.1 mol 。
燃烧后恢复至室温,H 2O 为液态,所以放出热量:Q =0.4 mol ×(-ΔH 1)+0.1 mol ×(-ΔH 32)=-(0.4 mol ×ΔH 1+0.05 mol ×ΔH 3)。
答案 A【变式训练2】 已知:2Zn(s)+O 2(g)===2ZnO(s) ΔH =-701.0 kJ/mol 2Hg(l)+O 2(g)===2HgO(s) ΔH =-181.6 kJ/mol 则反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH 为( ) A.+519.4 kJ·mol -1 B.+259.7 kJ·mol -1 C.-259.7 kJ·mol -1D.-519.4 kJ·mol -11.下列关于盖斯定律描述不正确的是( )A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 2.已知热化学方程式:C(金刚石,s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1① C(石墨,s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2②C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH 3=+1.9 kJ·mol -1③ 下列说法正确的是( )A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B.金刚石比石墨稳定C.ΔH 3=ΔH 1-ΔH 2D.ΔH 1>ΔH 23.已知H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH =-184.6 kJ·mol -1,则反应HCl(g)===12H 2(g)+12Cl2(g)的ΔH为()A.+184.6 kJ·mol-1B.-92.3 kJ·mol-1C.-369.2 kJ·mol-1D.+92.3 kJ·mol-14.已知:C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1CO2(g)+C(s)===2CO(g)ΔH22CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH34Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s)ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.ΔH1>0,ΔH3<0B.ΔH2>0,ΔH4>0C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH3=ΔH4+ΔH55.利用盖斯定律解答下题:已知:TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)ΔH=+140 kJ·mol-1①2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221 kJ·mol-1②写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式:_________________________________________________________________。