高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应 2 反应焓变的计算课件 鲁科版选择性必修1-鲁科版高中必修1化学课件

1、第2课时反应焓变的计算一、盖斯定律一、盖斯定律1.1.内容内容: :一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成, ,反应热都是反应热都是_。2.2.实质实质: :化学反应的反应热只与反应体系的化学反应的反应热只与反应体系的_有关有关, ,而与反应的而与反应的_无关。无关。必备知识必备知识素养奠基素养奠基一样的一样的始态和终态始态和终态途径途径【做一做做一做】某始态和终态相同某始态和终态相同, ,反应的途径有如下三种反应的途径有如下三种:()()():()()()。 则有则有H=_=_H=_=_。HH1 1+H+H2 2HH3 3+H+H4 4+H+H5 5

2、【巧判断巧判断】(1)(1)应用盖斯定律应用盖斯定律, ,可计算某些难以测定的反应焓变。可计算某些难以测定的反应焓变。( () )提示提示: :。对于难以测定的化学反应的焓变。对于难以测定的化学反应的焓变, ,可以利用盖斯定律通过已知反应的可以利用盖斯定律通过已知反应的焓变计算得出。焓变计算得出。(2)(2)一个反应一步完成或分几步完成一个反应一步完成或分几步完成, ,两者相比两者相比, ,经过的步骤越多经过的步骤越多, ,放出的热量越放出的热量越多。多。( () )提示提示: :。一个反应一步完成或分几步完成。一个反应一步完成或分几步完成, ,反应的焓变是相同的。反应的焓变是相同的。二、盖斯

3、定律的应用二、盖斯定律的应用1.1.盖斯定律的意义盖斯定律的意义2.2.方法方法: :如果一个化学方程式可以通过其他几个化学方程式相加减而得到如果一个化学方程式可以通过其他几个化学方程式相加减而得到, ,则该则该反应的焓变可由这几个反应的焓变相加减得到。反应的焓变可由这几个反应的焓变相加减得到。3.3.实例实例应用盖斯定律计算应用盖斯定律计算C C燃烧生成燃烧生成COCO的反应热的反应热: :已知已知:(1)C(s)+O:(1)C(s)+O2 2(g)(g)=COCO2 2(g)(g)H H1 1=-393.5 kJmol=-393.5 kJmol-1-1(2)CO(g)+ O(2)CO(g)

4、+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H2 2=-283.0 kJmol=-283.0 kJmol-1-1若若C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)=CO(g)CO(g)的反应热为的反应热为H,H,求求H H。1212 虚拟路径虚拟路径: : 应用盖斯定律求解应用盖斯定律求解: :H H1 1= =_则则: :H=H=_。 H+H+H H2 2H H1 1- -H H2 2=-393.5 kJmol=-393.5 kJmol-1-1-(-283.0 kJmol-(-283.0 kJmol-1-1) )=-110.5 kJmol=-110.5 kJmol-1-1【情境

5、情境思考思考】硫黄是硫元素的单质硫黄是硫元素的单质, ,是一种重要的工业原料是一种重要的工业原料, ,在火山口的附近就存在单质硫在火山口的附近就存在单质硫, ,单质硫有多种同素异形体单质硫有多种同素异形体, ,其中有单斜硫、正交硫等。其中有单斜硫、正交硫等。已知已知:S(s,:S(s,单斜单斜)+O)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)HH1 1=-297.16 kJmol=-297.16 kJmol-1-1和和S(s,S(s,正交正交) ) +O+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)HH2 2=-296.83 kJmol=-296.83 kJmol-1-1, ,

6、据此判断单斜硫和正交硫的稳定据此判断单斜硫和正交硫的稳定性。性。提示提示: :由两式相减得热化学方程式由两式相减得热化学方程式S(s,S(s,单斜单斜)=S(s,)=S(s,正交正交) )H=H=-0.33 kJmol-0.33 kJmol-1-1, ,所以正交硫能量低所以正交硫能量低, ,能量越低越稳定能量越低越稳定, ,因此正交硫比单斜硫稳因此正交硫比单斜硫稳定。定。三、能源三、能源1.1.定义定义: :自然界中自然界中, ,能为人类提供热、光、电等有用能为人类提供热、光、电等有用_的物质或物质运动统称的物质或物质运动统称为能源。为能源。能量能量2.2.分类分类分类分类依据依据种类种类举例

7、举例转换转换过程过程一次能源一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等二次能源二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用使用历史历史常规能源常规能源化石燃料化石燃料新能源新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等性质性质可再生能源可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能等太阳能、风能、氢能、生物质能等不可再生不可再生能源能源化石燃料、核能化石燃料、核能3.3.我国能源现状我国能源现状(1)(1)我国目前使用最多的能源是我国目前使用最多的能源是_,_,包括包括_、_、

8、_等等, ,属属_ _ 再生能源再生能源, ,并且能源利用率总体偏低并且能源利用率总体偏低, ,能源危机趋于严重。能源危机趋于严重。(2)(2)开源节流开源节流: :即一方面开发核能、风能、太阳能等新能源和可再生能源即一方面开发核能、风能、太阳能等新能源和可再生能源, ,另一另一方面大力实施节能减排。方面大力实施节能减排。化石燃料化石燃料煤煤石油石油天然气天然气不可不可【情境情境思考思考】下列分别是利用不同能源发电的实例图形下列分别是利用不同能源发电的实例图形, ,分析哪些符合开源节流的思想。分析哪些符合开源节流的思想。 提示提示: :符合开源节流符合开源节流, ,属于新能源的开发利用属于新能

9、源的开发利用, ,而火力发电是利用煤等而火力发电是利用煤等作燃料进行的作燃料进行的, ,不属于新能源的开发利用不属于新能源的开发利用, ,不符合开源节流。不符合开源节流。四、摩尔燃烧焓四、摩尔燃烧焓【特别提醒特别提醒】(1)“(1)“完全燃烧完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物: :CCOCCO2 2(g),HH(g),HH2 2O(l),SSOO(l),SSO2 2(g)(g)等。等。(2)(2)摩尔燃烧焓是以摩尔燃烧焓是以1 mol1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的, ,因此在书写因此在书写它

10、的热化学方程式时它的热化学方程式时, ,应以燃烧应以燃烧1 mol1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如数。例如:C:C8 8H H1818(l)+ O(l)+ O2 2(g)=8CO(g)=8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(l)O(l)H=-5 517.6 kJmolH=-5 517.6 kJmol-1-1, ,即即C C8 8H H1818的摩尔燃烧焓为的摩尔燃烧焓为5 517.6 kJmol5 517.6 kJmol-1-1。252关键能力关键能力素养形成素养形成知识点一反应焓变的计算方法知识点一反应焓变的计算方法【重点释疑重点

11、释疑】1.1.根据热化学方程式进行计算根据热化学方程式进行计算其计算方法与一般方程式的计算相似其计算方法与一般方程式的计算相似, ,可以把可以把HH当成方程式的一项进行处理当成方程式的一项进行处理, ,反应的焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。反应的焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。2.2.根据化学键断裂和形成中的能量变化来计算根据化学键断裂和形成中的能量变化来计算焓变等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出能量的差值焓变等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出能量的差值, ,即即H=H=反反应物的化学键断裂所吸收的能量和应物的化学键断裂所吸收的能量和- -生成物的化学键形成

12、所放出的能量和。生成物的化学键形成所放出的能量和。3.3.根据焓变定义计算根据焓变定义计算H=H(H=H(生成物生成物)-H()-H(反应物反应物) )这种计算常以图示方法给出这种计算常以图示方法给出, ,如图如图: :反应反应2A(g)+B(g)=2C(g)2A(g)+B(g)=2C(g)的焓变的焓变H=HH=H2 2-H-H1 1。4.4.利用盖斯定律计算反应焓变的两种方法利用盖斯定律计算反应焓变的两种方法(1)(1)虚拟路径法。虚拟路径法。如如C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)可设置如下可设置如下: :(2)(2)加和法加和法: :即运用所给热化学方

13、程式通过加减的方法得到新的热化学方程式。即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到新的热化学方程式。如如C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)=COCO2 2(g)(g)H H1 1=-393.5 kJmol=-393.5 kJmol-1-1CO(g)+ OCO(g)+ O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H H2 2=-283 kJmol=-283 kJmol-1-1则则C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)=CO(g)CO(g)H=H=H H1 1- -H H2 2=-110.5 kJmol=-110.5 kJmol-1-11212【思考思考讨论讨论】1.1.为什么

14、化学反应的焓变与反应过程无关为什么化学反应的焓变与反应过程无关? ?提示提示: :根据焓变表达式根据焓变表达式:H=H(:H=H(反应产物反应产物)-H()-H(反应物反应物),),可知反应物不管分几步可知反应物不管分几步转变为反应产物转变为反应产物, ,在确定条件下在确定条件下, ,反应物与反应产物所具有的总焓是确定的反应物与反应产物所具有的总焓是确定的, ,其其差值也就是确定的差值也就是确定的, ,与反应过程无关。与反应过程无关。2.2.相同条件下相同条件下, ,等质量的等质量的C C按按a a、b b两种途径完全转化两种途径完全转化, ,途径途径a:C CO+Ha:C CO+H2 2 C

15、O CO2 2+H+H2 2O;O;途径途径b:C COb:C CO2 2比较途径比较途径a a和途径和途径b b放出的热量的多少放出的热量的多少? ?提示提示: :相等。根据盖斯定律知相等。根据盖斯定律知, ,两途径放出的热量相等。两途径放出的热量相等。【案例示范案例示范】【典例典例】请完成下列填空请完成下列填空: :(1)(2018(1)(2018全国卷全国卷节选节选) )已知已知2N2N2 2O O5 5(g)=2N(g)=2N2 2O O4 4(g)+O(g)+O2 2(g)(g)H H1 1=-4.4 kJmol=-4.4 kJmol-1-12NO2NO2 2(g)=N(g)=N2

16、2O O4 4(g)(g)H H2 2=-55.3 kJmol=-55.3 kJmol-1-1则反应则反应N N2 2O O5 5(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)的的H=H=kJmolkJmol-1-1。12(2)(2018(2)(2018天津高考节选天津高考节选)CO)CO2 2与与CHCH4 4经催化重整经催化重整, ,制得合成气的化学方程式为制得合成气的化学方程式为CHCH4 4(g)+CO(g)+CO2 2(g) 2CO(g)+2H(g) 2CO(g)+2H2 2(g)(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下已知上述反应中相关的化学键键能

17、数据如下: :则该反应的则该反应的H=H=_。化学键化学键C CH HC CO OH HH HC O(CO)C O(CO)键能键能/kJ/kJmolmol-1-14134137457454364361 0751 075【思维建模思维建模】利用盖斯定律计算反应焓变的思路为利用盖斯定律计算反应焓变的思路为【解析解析】(1)(1)已知已知2N2N2 2O O5 5(g)=2N(g)=2N2 2O O4 4(g)+O(g)+O2 2(g)(g)H H1 1=-4.4 kJmol=-4.4 kJmol-1-1、2NO2NO2 2(g)=N(g)=N2 2O O4 4(g)(g)HH2 2=-55.3 k

18、Jmol=-55.3 kJmol-1-1, ,根据盖斯定律可知反应根据盖斯定律可知反应N N2 2O O5 5(g)=2NO(g)=2NO2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)的的H= H= H H1 1- -H H2 2= kJmol= kJmol-1-1=(-2.2+55.3)kJmol=(-2.2+55.3)kJmol-1-1=53.1 kJmol=53.1 kJmol-1-1。1212 14.455.3 2 (2)(2)对于反应对于反应CHCH4 4(g)+CO(g)+CO2 2(g) 2CO(g)+2H(g) 2CO(g)+2H2 2(g),(g),断裂反应物中的化学键断裂

19、反应物中的化学键吸收能量吸收能量E E1 1=(413=(4134+7454+7452) kJ=3 142 kJ,2) kJ=3 142 kJ,形成生成物中化学键释放的能量形成生成物中化学键释放的能量E E2 2=(2=(21 075+21 075+2436) kJ=3 022 kJ,436) kJ=3 022 kJ,则则E E1 1EE2 2, ,反应为吸热反应反应为吸热反应, ,因此因此H=EH=E1 1- -E E2 2=+120 kJ=+120 kJmolmol-1-1。答案答案: :(1)53.1(1)53.1(2)+120 kJ(2)+120 kJmolmol-1-1【规律方法规律

20、方法】模型认知模型认知虚拟途径法在盖斯定律中的应用虚拟途径法在盖斯定律中的应用(1)(1)模型。模型。先根据题意虚拟转化过程先根据题意虚拟转化过程, ,然后根据盖斯定律列式求解然后根据盖斯定律列式求解, ,即可求得待求的反应即可求得待求的反应热。热。(2)(2)举例。举例。若反应物若反应物A A变为生成物变为生成物D,D,可以有两个途径可以有两个途径: :由由A A直接变成直接变成D,D,反应热为反应热为HH。由由A A经过经过B B变成变成C,C,再由再由C C变成变成D,D,每步的反应热分别为每步的反应热分别为HH1 1、HH2 2、HH3 3。如图所示如图所示: : 则有则有H=HH=H

21、1 1+H+H2 2+H+H3 3。【迁移迁移应用应用】1.(20201.(2020潍坊高二检测潍坊高二检测) )已知反应已知反应: :H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H H1 1 N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=NO(g)=NO2 2(g)(g)H H2 2 N N2 2(g)+ H(g)+ H2 2(g)=NH(g)=NH3 3(g)(g)H H3 3则反应则反应2NH2NH3 3(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)=2NO2NO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g)的的H H为为( () )121212

22、3272A.2A.2H H1 1+2+2H H2 2-2-2H H3 3B.B.H H1 1+ +H H2 2- -H H3 3C.3C.3H H1 1+2+2H H2 2+2+2H H3 3D.3D.3H H1 1+2+2H H2 2-2-2H H3 3【解析解析】选选D D。把已知反应依次编号为、。把已知反应依次编号为、, ,根据盖斯定律将方程式根据盖斯定律将方程式3+3+2-2-2 2得得2NH2NH3 3(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)=2NO2NO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g)H=3H=3H H1 1+ +2 2H H2 2-2-2H H3 3。722

23、.(20202.(2020晋江高二检测晋江高二检测) )已知已知: :C(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)H H1 1= =a kJmola kJmol-1 -1 2C(s)+O2C(s)+O2 2(g)=2CO(g)(g)=2CO(g)H H2 2=-220 kJmol=-220 kJmol-1-1通常人们把断开通常人们把断开1 mol1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。已知某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。已知HHHH、O OO O和和OHOH键的键能分别为键的键能分别为436 kJmol436 kJmol-1

24、-1、496 kJmol496 kJmol-1-1和和462 kJmol462 kJmol-1-1, ,则则a a为为( () )A.-332A.-332B.-118B.-118C.350C.350D.130D.130【解析解析】选选D D。根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能。根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式可得出热化学方程式: :2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)HH3 3=(2=(2436+496-4436+496-4462)kJmol462)kJmol-1-1, ,即即2H2H

25、2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)HH3 3=-480 kJmol=-480 kJmol-1-1, ,题中题中2C(s)+O2C(s)+O2 2(g)=2CO(g)(g)=2CO(g)HH2 2=-220 kJmol=-220 kJmol-1-1, ,根据盖斯定律根据盖斯定律( (- -) ) 得得C(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)HH1 1=(H=(H2 2-H-H3 3) ) , ,即即a=(-220+480)a=(-220+480) =130, =130,选项选项D D正确。正确。1

26、212123.(3.(教材改编题教材改编题) )在在100 kPa100 kPa和和298 K298 K时时, ,有关反应的热化学方程式有有关反应的热化学方程式有: :H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H H1 1=-241.8 kJmol=-241.8 kJmol-1-1H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H H2 2=-285.8 kJmol=-285.8 kJmol-1-1下列说法错误的是下列说法错误的是( () )A.HA.H2 2燃烧生成燃烧生成1 mol H1 mol H2 2O(g)

27、O(g)时时, ,放出放出241.8 kJ241.8 kJ的热量的热量B.OB.O2 2前面的前面的 表示参加反应的表示参加反应的O O2 2的分子数目的分子数目121212C.C.若若1 mol1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为摩尔燃烧焓物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为摩尔燃烧焓, ,则则H H2 2的摩的摩尔燃烧焓为尔燃烧焓为285.8 kJmol285.8 kJmol-1-1D.1 molD.1 mol液态水变成水蒸气时吸收液态水变成水蒸气时吸收44 kJ44 kJ的热量的热量【解析解析】选选B B。物质分子式前面的化学计量数只表示。物质分子式前面的化学计量数只表

28、示“物质的量物质的量”, ,而不表示而不表示微粒个数。微粒个数。【素养提升素养提升】20192019年年4 4月月2020日日2222时时4141分分, ,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭, ,成成功发射第四十四颗北斗导航卫星。此次发射是功发射第四十四颗北斗导航卫星。此次发射是20192019年度北斗导航卫星首次发年度北斗导航卫星首次发射射, ,拉开今年北斗高密度组网序幕。拉开今年北斗高密度组网序幕。(1)(1)长征三号乙运载火箭的一子级、助推器和二子级使用液态四氧化二氮和液长征三号乙运载火箭的一子级、助推器和二子级使用液态四氧化二氮和液态偏

29、二甲肼态偏二甲肼(C(C2 2H H8 8N N2 2) )作为推进剂。作为推进剂。N N2 2O O4 4与偏二甲肼燃烧产物只有与偏二甲肼燃烧产物只有COCO2 2(g)(g)、H H2 2O(g)O(g)、N N2 2(g),(g),并放出大量热并放出大量热, ,已知已知10.0 g10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出放出425 kJ425 kJ热量热量, ,书写该反应的热化学方程式。书写该反应的热化学方程式。提示提示: :N N2 2O O4 4与偏二甲肼反应的产物为与偏二甲肼反应的产物为COCO2 2、N N2 2和气态水和气态水

30、,1 mol C,1 mol C2 2H H8 8N N2 2(l)(l)与与N N2 2O O4 4(l)(l)完全燃烧放出的热量为完全燃烧放出的热量为 60 g=2 550.0 kJ60 g=2 550.0 kJ。该反应的热化学方程式为。该反应的热化学方程式为C C2 2H H8 8N N2 2(l)+2N(l)+2N2 2O O4 4(l)=2CO(l)=2CO2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)+3NO(g)+3N2 2(g)(g)H=-2 550.0 kJmolH=-2 550.0 kJmol-1-1。425 kJ10.0 g(2)(2)长征三号乙运载火箭的三子级使用的是效能

31、更高的液氢和液氧作为推进剂。长征三号乙运载火箭的三子级使用的是效能更高的液氢和液氧作为推进剂。已知已知: :H H2 2(g)=H(g)=H2 2(l)(l)H=-0.92 kJmolH=-0.92 kJmol-1-1O O2 2(g)=O(g)=O2 2(l)(l)H=-6.84 kJmolH=-6.84 kJmol-1-1H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2O(g)O(g)H=+44.0 kJmolH=+44.0 kJmol-1-1H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H=-285.8 kJmolH=-285.8 kJmol-1-1请写出

32、液氢和液氧生成气态水的热化学方程式。请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式。12提示提示: :根据盖斯定律根据盖斯定律, ,由由+ +- - - 得得:H:H2 2(l)+ O(l)+ O2 2(l)=H(l)=H2 2O(g)O(g)H=-237.46 kJmolH=-237.46 kJmol-1-11212(3)(3)肼肼(N(N2 2H H4 4) )常用作火箭燃料。常用作火箭燃料。肼肼(H(H2 2NNHNNH2 2) )的有关化学反应的能量变化如图所示的有关化学反应的能量变化如图所示, ,计算下表中的计算下表中的a a值。值。提示提示: :391391。由能量变化图示可知。由能量变

33、化图示可知, ,反应反应N N2 2H H4 4(g)+O(g)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)的的HH1 1=-576 kJ=-576 kJmolmol-1-1, ,根据反应热与键能的关系可知根据反应热与键能的关系可知HH1 1=(4a kJ=(4a kJmolmol-1-1+ +154 kJ154 kJmolmol-1-1+500 kJ+500 kJmolmol-1-1)-(942 kJ)-(942 kJmolmol-1-1+4+4463 kJ463 kJmolmol-1-1)=)=-576 kJ-576 kJmolmol-1-1, ,解得

34、解得a=391a=391。化学键化学键N NN NO OO ONNNNO OH H N NH H键能键能(kJ(kJmolmol-1-1) )154154500500942942463463a a在火箭推进器中装有肼在火箭推进器中装有肼(N(N2 2H H4 4) )和过氧化氢和过氧化氢, ,当两者混合时即产生气体当两者混合时即产生气体, ,并放出并放出大量的热。已知大量的热。已知:N:N2 2H H4 4(l)+2H(l)+2H2 2O O2 2(l)=N(l)=N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(g)O(g)H=-641.6 kJmolH=-641.6 kJmol-1-1; ;H H

35、2 2O(l)=HO(l)=H2 2O(g)O(g)H=+44.0 kJmolH=+44.0 kJmol-1-1若用若用6.4 g6.4 g液态肼与足量过氧化氢反液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水应生成氮气和液态水, ,计算整个过程中放出的热量。计算整个过程中放出的热量。提示提示: :163.52 kJ163.52 kJ。6.4 g6.4 g液态肼的物质的量为液态肼的物质的量为0.2 mol0.2 mol。由盖斯定律可知。由盖斯定律可知: :液态液态肼与肼与H H2 2O O2 2(l)(l)反应生成反应生成N N2 2(g)(g)和液态水的热化学方程式和液态水的热化学方程式:N:N2

36、2H H4 4(l)+2H(l)+2H2 2O O2 2(l)= (l)= N N2 2(g)+4H(g)+4H2 2O(l)O(l)H=-(641.6+4H=-(641.6+444)kJmol44)kJmol-1-1=-817.6 kJmol=-817.6 kJmol-1-1, ,故故0.2 mol 0.2 mol 液态肼放出的热量为液态肼放出的热量为0.2 mol0.2 mol817.6 kJmol817.6 kJmol-1-1=163.52 kJ=163.52 kJ。火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N(N2 2H H4 4),N),N2 2O

37、 O4 4作氧化剂作氧化剂, ,有人认为有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂, ,反应释放的能量更大反应释放的能量更大( (两者反应生成氮气两者反应生成氮气和氟化氢气体和氟化氢气体) )。已知。已知: :a.Na.N2 2H H4 4(l)+O(l)+O2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H=-534.0 kJmolH=-534.0 kJmol-1-1b. Hb. H2 2(g)+ F(g)+ F2 2(g)=HF(g)(g)=HF(g)H=-269.0 kJmolH=-269.0 kJmol-1-1c.Hc.H2 2(

38、g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H=-242.0 kJmolH=-242.0 kJmol-1-1121212请写出肼和氟气反应的热化学方程式。请写出肼和氟气反应的热化学方程式。提示提示: :根据盖斯定律根据盖斯定律, ,由由a+ba+b4-c4-c2 2得得: :N N2 2H H4 4(l)+2F(l)+2F2 2(g)=N(g)=N2 2(g)+4HF(g)(g)+4HF(g)H=-1 126.0 kJH=-1 126.0 kJmolmol-1-1。知识点二反应焓变大小比较知识点二反应焓变大小比较【重点释疑重点释疑】反应热大小比较的注意要点反应热大小比

39、较的注意要点(1)(1)反应物和生成物的状态反应物和生成物的状态物质的气、液、固三态的变化与反应热关系物质的气、液、固三态的变化与反应热关系: :(2)H(2)H的符号的符号比较反应热大小时不要只比较比较反应热大小时不要只比较HH数值的大小数值的大小, ,还要考虑其符号。还要考虑其符号。(3)(3)化学计量数化学计量数当反应物和生成物的状态相同时当反应物和生成物的状态相同时, ,化学计量数越大化学计量数越大, ,放热反应的放热反应的HH越小越小, ,吸热吸热反应的反应的HH越大。越大。(4)(4)可逆反应与反应热可逆反应与反应热(H)(H)正确理解可逆反应的反应热正确理解可逆反应的反应热(H)

40、,(H),如如N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)H=-92.4 kJmolH=-92.4 kJmol-1-1中的中的92.4 kJ92.4 kJ是是1 mol N1 mol N2 2(g) (g) 与与3 mol H3 mol H2 2(g)(g)完全反应生完全反应生成成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)时放出的热量。时放出的热量。【思考思考讨论讨论】1.1.试比较下列三组反应中试比较下列三组反应中HH的大小。的大小。(1)A(g)+B(g)=C(g)(1)A(g)+B(g)=C(g)HH1 10;0;A(g)+B(g)=C

41、(l)A(g)+B(g)=C(l)HH2 200(2)S(g)+O(2)S(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)HH3 30;0;S(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)HH4 400(3)C(s)+O(3)C(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)HH5 50;0;C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)H H6 60HH2 2。(2)(2)硫由气态到固态要释放能量硫由气态到固态要释放能量,H,H3 3HH4 4。(3)(3)根据常识可知相同质量的碳根据常识可知相同质量的碳, ,完全燃烧比不完

42、全燃烧时放出的热量多完全燃烧比不完全燃烧时放出的热量多, ,所以所以HH5 5H2c=d2a=b2c=d。由于该反应为放热反应。由于该反应为放热反应, ,且水由气态变为液态要放出热量且水由气态变为液态要放出热量, ,故有故有2a=b2c=d2a=b2c=d。【案例示范案例示范】【典例典例】(2020(2020廊坊高二检测廊坊高二检测) )下列各组热化学方程式中下列各组热化学方程式中, ,化学反应的化学反应的HH前前者小于后者的是者小于后者的是( () )C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)H H1 1C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2

43、(g)(g)H H2 2S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H H3 3S(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H H4 412CaO(s)+HCaO(s)+H2 2O(l)=Ca(OH)O(l)=Ca(OH)2 2(s)(s)H H5 5CaCOCaCO3 3(s)(s)=CaO(s)+COCaO(s)+CO2 2(g)(g)H H6 6A.A.仅仅 B.B.仅仅C.C.仅仅D.D.仅仅【思维建模思维建模】判断化学反应焓变的大小的一般思路为判断化学反应焓变的大小的一般思路为 【解析解析】选选D D。中碳完全燃烧放出的热量多。

44、中碳完全燃烧放出的热量多, ,所以所以HH1 1HH2 2; ;中气态硫燃烧中气态硫燃烧放出的热量多放出的热量多,H,H3 3HH4 4; ;中中HH5 50,H0,0,则则HH5 5HQQ2 2C.QC.Q1 1QHH3 3HH2 2B.HB.H1 1HH3 3HH2 2C.HC.H1 1=H=H3 3=H=H2 2D.HD.H1 1HH3 3=H=H2 2【解析解析】选选A A。由于醋酸是弱酸。由于醋酸是弱酸, ,所以电离过程中会吸收一部分热量所以电离过程中会吸收一部分热量, ,所以醋酸所以醋酸与与NaOHNaOH溶液反应放出的热量应该比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量少溶液反应放出的热量

45、应该比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量少; ;浓浓硫酸溶于水的过程是放热过程硫酸溶于水的过程是放热过程, ,所以浓硫酸与所以浓硫酸与NaOHNaOH溶液反应时放出的热量应该溶液反应时放出的热量应该比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量多比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量多; ;由于中和反应是放热反应由于中和反应是放热反应,H0,HHH3 3HH2 2。【补偿训练补偿训练】1.(20201.(2020大同高二检测大同高二检测) )根据以下根据以下3 3个热化学方程式个热化学方程式: :2H2H2 2S(g)+3OS(g)+3O2 2(g)=2SO(g)=2SO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(

46、l)O(l)H H1 1=-Q=-Q1 1 kJmol kJmol-1-12H2H2 2S(g)+OS(g)+O2 2(g)=2S(s)+2H(g)=2S(s)+2H2 2O(l)O(l)H H2 2=-Q=-Q2 2 kJmol kJmol-1-12H2H2 2S(g)+OS(g)+O2 2(g)=2S(s)+2H(g)=2S(s)+2H2 2O(g)O(g)HH3 3=-Q=-Q3 3 kJmol kJmol-1-1判断判断Q Q1 1、Q Q2 2、Q Q3 3三者关系正确的是三者关系正确的是( () )A.QA.Q1 1QQ2 2QQ3 3B.QB.Q1 1QQ3 3QQ2 2C.QC

47、.Q3 3QQ2 2QQ1 1D.QD.Q2 2QQ1 1QQ3 3【解析解析】选选A A。后两个反应理解为反应产物的状态不同。后两个反应理解为反应产物的状态不同, ,而第一个反应可理解而第一个反应可理解为在第二个反应的基础上为在第二个反应的基础上,S,S进一步与进一步与O O2 2反应反应, ,这是这是S S的燃烧的燃烧, ,是放热反应。故可是放热反应。故可以作图如下以作图如下: :2.(20202.(2020曲靖高二检测曲靖高二检测) )一定条件下水分解生成氢气和氧气一定条件下水分解生成氢气和氧气, ,有关物质和能量有关物质和能量的转化关系如图所示的转化关系如图所示, ,下列判断正确的是下

48、列判断正确的是( () )A.HA.H1 1HH2 2B.HB.H2 2HHH2 2【解析解析】选选C C。由图知。由图知H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g) H(g) H1 1、H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2(g)+(g)+ O O2 2(g)(g)HH2 2、H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)HH3 3,H,H2 2O O分解为分解为H H2 2和和O O2 2为吸热反应为吸热反应, ,结合结合H H2 2O(g)O(g)的能量比的能量比H H2 2O(l)O(l)高高, ,则有则有HH1 100、HH2 200

49、、HH3 30,0,由以上分析并结合盖由以上分析并结合盖斯定律得斯定律得:H:H1 1HHH3 3、HH1 1=H=H2 2+H+H3 3、HH1 1+H+H3 3HQQ3 3B.QB.Q1 1+Q+Q2 22Q2Q3 3C.QC.Q1 1+Q+Q2 2QQ3 3D.QD.Q1 1+Q+Q2 22Q2Q3 3【解析解析】选选D D。由于氢气在氯气中燃烧是放热反应。由于氢气在氯气中燃烧是放热反应, ,则则H0,H=QH0,H=Q1 1+Q+Q2 2-2Q-2Q3 3, ,则则Q Q1 1+Q+Q2 2-2Q-2Q3 30,0,即即Q Q1 1+Q+Q2 22Q0)0)(3)(3)减少污染减少污染

50、, ,燃烧充分燃烧充分, ,方便运输等方便运输等【核心整合核心整合】1.1.化学反应热化学反应热知识关联知识关联素养应用素养应用2.2.实例实例氢气在氯气中燃烧的过程中发生反应氢气在氯气中燃烧的过程中发生反应H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)的能量变化如的能量变化如下表下表: :化学键化学键反应中能量变化反应中能量变化1 mol AB1 mol AB化学键化学键反应中能量变化反应中能量变化HHHH吸收吸收436 kJ436 kJ共吸收共吸收_kJ_kJClClClCl吸收吸收243 kJ243 kJHClHCl放出放出431 kJ431 kJ

51、共放出共放出_kJ_kJ679679862862化学键化学键反应中能量变化反应中能量变化1 mol AB1 mol AB化学键化学键反应中能量变化反应中能量变化结论结论1 mol H1 mol H2 2(g)(g)和和1 mol Cl1 mol Cl2 2(g)(g)完全反应生成完全反应生成2 mol HCl(g)2 mol HCl(g)放放出出_ kJ_ kJ的热量的热量热化学热化学方程式方程式H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)H=-183 kJmolH=-183 kJmol-1-1183183【素养迁移素养迁移】1.1.合成气是以一氧化碳

52、和氢气为主要组分合成气是以一氧化碳和氢气为主要组分, ,用作化工原料的一种原料气用作化工原料的一种原料气, ,可由可由焦炭气化产生。焦炭气化产生。(1)(1)焦炭气化发生的反应为碳与水蒸气在一定条件下生成焦炭气化发生的反应为碳与水蒸气在一定条件下生成COCO和和H H2 2, ,反应过程中的反应过程中的能量变化如下能量变化如下: :书写此反应的热化学方程式。书写此反应的热化学方程式。提示提示: :从图示可以得出此反应为吸热反应从图示可以得出此反应为吸热反应, ,因此反应的热化学方程式为因此反应的热化学方程式为C(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(

53、g)(g)H=+131.3 kJmolH=+131.3 kJmol-1-1。(2)(2)甲醇是重要的化工原料甲醇是重要的化工原料, ,又可作为燃料。利用合成气在催化剂的作用下合又可作为燃料。利用合成气在催化剂的作用下合成甲醇成甲醇, ,发生的主要反应如下发生的主要反应如下: :CO(g)+2HCO(g)+2H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)OH(g)HH1 1化学键化学键H HH HC CO OCOCO中的化中的化学键学键H HO OC CH HE/E/(kJ(kJmolmol-1-1) )4364363433431 0761 076465465413413计算此反应的计算此反应

54、的HH1 1。提示提示: :反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值, ,则根据则根据方程式方程式CO(g)+2HCO(g)+2H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)OH(g)可知可知HH1 1=1 076 kJmol=1 076 kJmol-1-1+2+2436 kJmol436 kJmol-1-1-3-3413 kJmol413 kJmol-1-1-343 kJmol-343 kJmol-1-1-465 kJmol-465 kJmol-1-1=-99 kJmol=-99 kJmol-1-1。(3)(3)利用利用C

55、OCO2 2在催化剂的作用下也可以合成甲醇在催化剂的作用下也可以合成甲醇, ,这有利于温室效应的控制。已这有利于温室效应的控制。已知有如下反应方程式知有如下反应方程式COCO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)HH2 2COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g)O(g)HH3 3=+41 kJmol=+41 kJmol-1-1利用利用(2)(2)的有关数值计算的有关数值计算HH2 2。提示提示: :根据盖斯定律可知由根据盖斯定律可知由COCO2 2(g)+3H

56、(g)+3H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)为反应为反应CO(g)+2HCO(g)+2H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)OH(g)和和COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g)O(g)的加和的加和, ,因此因此HH2 2=H=H1 1+H+H3 3=-99 kJmol=-99 kJmol-1-1+41 kJmol+41 kJmol-1-1=-58 kJmol=-58 kJmol-1-1。2.2.废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,

57、 ,并减少污染。废旧印刷电路板并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离经粉碎分离, ,能得到非金属粉末和金属粉末。能得到非金属粉末和金属粉末。用用H H2 2O O2 2和和H H2 2SOSO4 4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知: :世纪世纪金榜导学号金榜导学号Cu(s)+2HCu(s)+2H+ +(aq)=Cu(aq)=Cu2+2+(aq)+H(aq)+H2 2(g)(g)H H1 1=+64.39 kJmol=+64.39 kJmol-1-12H2H2 2O O2 2(l)(l)=2H2H2 2O(l)+OO(l)+O2 2(g)

58、(g)H H2 2=-196.46 kJmol=-196.46 kJmol-1-1H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H H3 3=-285.84 kJmol=-285.84 kJmol-1-1写出在写出在H H2 2SOSO4 4溶液中溶液中,Cu,Cu与与H H2 2O O2 2反应生成反应生成CuCu2+2+和和H H2 2O O的热化学方程式。的热化学方程式。12提示提示: :已知热化学方程式中已知热化学方程式中+ + + +得得: :Cu(s)+2HCu(s)+2H+ +(aq)+H(aq)+H2 2O O2 2(l)=Cu(l)=Cu2+2+(aq)+2H(aq)+2H2 2O(l)O(l)H HH=H=H H1 1+ + H H2 2+ +H H3 3=+64.39 kJ=+64.39 kJmolmol-1-1+ + (-196.46 kJ(-196.