202X_202X学年高中化学1.3化学反应热的计算课件新人教版选修4

1、第三节化学反应热的计算一、盖斯定律一、盖斯定律1.1.内容内容: :不管化学反应是一步完成或分几步完成不管化学反应是一步完成或分几步完成, ,其其_是相同的是相同的; ;或者说化学反应的反应热只与反应体系的或者说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。反应热反应热始态和终态始态和终态途径途径2.2.从能量守恒定律角度从能量守恒定律角度: :从从SL,SL,H1 10,0,0,体系体系_;_;放热放热吸热吸热结论结论: :(1)(1)H1 1+H2 2=_;=_;(2)(2)反应的热效应只与始态、终态有关反应的热效应只与始态、终态有关, ,与与_无关。无关

2、。0 0途径途径3.3.意义意义: :应用盖斯定律可以间接计算以下情况应用盖斯定律可以间接计算以下情况( (不能直接测定不能直接测定) )的反应热的反应热: :(1)(1)有些反应进行得很慢。有些反应进行得很慢。(2)(2)有些反应不容易直接发生。有些反应不容易直接发生。(3)(3)有些反应的产品不纯有些反应的产品不纯( (有副反应发生有副反应发生) )。二、反应热的计算二、反应热的计算1.1.计算依据计算依据: :根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热可以计算化学根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热可以计算化学反应的反应热。反应的反应热。2.2.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

3、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)H1 1=-393.5 kJmol=-393.5 kJmol-1-1(2)CO(g)+ O(2)CO(g)+ O2 2(g)(g)=COCO2 2(g)(g)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, ,求求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: :H1 1= =_则则: :H= =_。H+ +H2 2H1 1-

4、-H2 2=-393.5=-393.5 kJmolkJmol-1-1 - -(-283.0(-283.0 kJmolkJmol-1-1)=-110.5)=-110.5 kJmolkJmol-1-1【自主检测自主检测】1.1.下列关于盖斯定律描述不正确的是下列关于盖斯定律描述不正确的是( () )A.A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关关, ,也与反应的途径有关也与反应的途径有关B.B.盖斯定律遵守能量守恒定律盖斯定律遵守能量守恒定律C.C.利用盖斯定律可计算通过实验难测定的反应的反应利用盖斯定律可计算通过实验难测定的反应的反应热热D.D

5、.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热热【解析解析】选选A A。化学反应的反应热只与反应体系的始态。化学反应的反应热只与反应体系的始态与终态有关与终态有关, ,与反应途径无关。与反应途径无关。2.0.1 mol C2.0.1 mol C与与0.1 mol0.1 mol水蒸气反应生成水蒸气反应生成0.1 mol CO0.1 mol CO和和0.1 mol H0.1 mol H2 2, ,需要吸收需要吸收13.15 kJ13.15 kJ的热量的热量, ,则反应则反应C(s)+C(s)+H H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H

6、2 2(g)(g)的反应热是的反应热是( () )A.A.H=+131.5 kJ=+131.5 kJB.B.H=-131.5 kJ=-131.5 kJC.C.H=+131.5 kJmol=+131.5 kJmol-1-1D.D.H=-131.5 kJmol=-131.5 kJmol-1-1【解析解析】选选C C。0.1 mol C0.1 mol C与与0.1 mol0.1 mol水蒸气反应生成水蒸气反应生成0.1 mol CO0.1 mol CO和和0.1 mol H0.1 mol H2 2, ,吸收吸收13.15 kJ13.15 kJ的热量的热量, ,则热则热化学方程式为化学方程式为C(s)

7、+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)H=+131.5 kJmol=+131.5 kJmol-1-1。3.3.已知已知C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)=CO(g);(g)=CO(g);2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)=2H=2H2 2O(g)O(g)。经过哪个计算过程可得到。经过哪个计算过程可得到C(s)+HC(s)+H2 2O(g)O(g)=CO(g)+H=CO(g)+H2 2(g)(g) ( () )A.A.- -B.B.+ +C.C.- - D.D.+ + 121212【解析解析】选选C C。由已知方程式和分析

8、可知。由已知方程式和分析可知, ,- - 即得到目标方程式。即得到目标方程式。124.4.已知已知H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)H= =-184.6 kJmol-184.6 kJmol-1-1, ,则反应则反应HCl(g)= HHCl(g)= H2 2(g)+ (g)+ Cl Cl2 2(g)(g)的的H为为( () )A.+184.6 kJmolA.+184.6 kJmol-1-1B.-92.3 kJmolB.-92.3 kJmol-1-1C.-369.2 kJmolC.-369.2 kJmol-1-1D.+92.3 kJmolD.+9

9、2.3 kJmol-1-11212【解析解析】选选D D。根据反应。根据反应H H2 2(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)=2HCl(g)(g)=2HCl(g)H=-184.6 kJmol=-184.6 kJmol-1-1, ,则反应则反应2HCl(g)=H2HCl(g)=H2 2(g)+(g)+ClCl2 2(g)(g)的的H=+184.6 kJmol=+184.6 kJmol-1-1 , ,因此反应因此反应HCl(g)HCl(g)= H= H2 2(g)+ Cl(g)+ Cl2 2(g)(g)的的H=+92.3 kJmol=+92.3 kJmol-1-1。12125.5.已知已知:2CO

10、(g)+O:2CO(g)+O2 2(g)(g)=2CO2CO2 2(g)(g)H= =-566 kJmol-566 kJmol-1-1, ,N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2NO(g)(g)=2NO(g)H=+180 kJmol=+180 kJmol-1-1则则2CO(g)+2NO(g)=N2CO(g)+2NO(g)=N2 2(g)+2CO(g)+2CO2 2(g)(g)的的H是是( () )A.-386 kJmolA.-386 kJmol-1-1B.+386 kJmolB.+386 kJmol-1-1C.-746 kJmolC.-746 kJmol-1-1D.+746 kJmo

11、lD.+746 kJmol-1-1【解析解析】选选C C。2CO(g)+O2CO(g)+O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)(g)H= =-566 kJmol-566 kJmol-1-1, ,N N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2NO(g)(g)=2NO(g)H= =+180 kJmol+180 kJmol-1-1, ,依据盖斯定律依据盖斯定律- -得得2CO(g)+2NO(g)2CO(g)+2NO(g)=N=N2 2(g)+2CO(g)+2CO2 2(g),(g),则则H=-746kJmol=-746kJmol-1-1, ,故故C C正确。正确。知识点一盖斯定律的应用知

12、识点一盖斯定律的应用1.1.虚拟路径法虚拟路径法: :(1)(1)方法。方法。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热。即可求得待求的反应热。(2)(2)图示。图示。 H=H1 1+H2 2(3)(3)实例实例: :已知下列两个热化学方程式已知下列两个热化学方程式: :P P4 4( (白磷白磷,s)+5O,s)+5O2 2(g)=P(g)=P4 4O O1010(s)(s)H1 1=-2 983.2 kJmol=-2 983.2 kJmol-1-1P(P(红磷红磷,s)+ O,s)+ O2 2(g)= P(g

13、)= P4 4O O1010(s)(s)H2 2=-738.5 kJmol=-738.5 kJmol-1-15414要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程程: :根据盖斯定律根据盖斯定律H=H1 1+(-+(-H2 2) )4=-2 983.2 kJmol4=-2 983.2 kJmol-1-1+ +738.5 kJmol738.5 kJmol-1-14=-29.2 kJmol4=-29.2 kJmol-1-12.2.加和法加和法: :(1)(1)确定待求反应的热化学方程式。确定待求反应的热化学方程式。(2)(2)找出待求热化学方程式中各

14、物质出现在已知方程式找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置中的位置( (是同侧还是异侧是同侧还是异侧) )。(3)(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)(4)根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数调整已知反应的化学计量数, ,并消去中间产物。并消去中间产物。(5)(5)实施叠加并确定反应热的变化。实施叠加并确定反应热的变化。(6)(6)实例实例: :已知已知NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)Cl(s)H=-176 kJmo

15、l=-176 kJmol-1-1NHNH3 3(g)+H(g)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3HH2 2O(aq)O(aq)H=-35.1 kJmol=-35.1 kJmol-1-1HCl(g)+HHCl(g)+H2 2O(l)=HCl(aq)O(l)=HCl(aq)H=-72.3 kJmol=-72.3 kJmol-1-1NHNH3 3HH2 2O(aq)+HCl(aq)=NHO(aq)+HCl(aq)=NH4 4Cl(aq)+HCl(aq)+H2 2O OH=-52.3 kJmol=-52.3 kJmol-1-1NHNH4 4Cl(s)+2HCl(s)+2H2 2O(l)=NH

16、O(l)=NH4 4Cl(aq)Cl(aq)H= =Q则第则第个方程式中的反应热个方程式中的反应热Q= =+ + +- -= =+16.3 kJmol+16.3 kJmol-1-1。【易错提醒易错提醒】(1)(1)热化学方程式同乘以某一个数时热化学方程式同乘以某一个数时, ,反应热数值也必反应热数值也必须乘上该数须乘上该数; ;(2)(2)热化学方程式相加减时热化学方程式相加减时, ,同种物质之间可相加减同种物质之间可相加减, ,反反应热也随之相加减应热也随之相加减( (带符号带符号););(3)(3)将一个热化学方程式颠倒时将一个热化学方程式颠倒时,H的的“+”“-”+”“-”号号必须随之改

17、变必须随之改变, ,但数值不变。但数值不变。【典题通关典题通关】【典例典例】(1)(2018(1)(2018全国卷全国卷节选节选) )已知已知:2N:2N2 2O O5 5(g)(g)=2N=2N2 2O O4 4(g)+O(g)+O2 2(g)(g) H1 1=-4.4 kJmol=-4.4 kJmol-1-12NO2NO2 2(g)=N(g)=N2 2O O4 4(g)(g)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= =_ kJmol_ kJmol-

18、1-1。 12(2)(2018(2)(2018全国卷全国卷节选节选)CH)CH4 4-CO-CO2 2催化重整反应为催化重整反应为CHCH4 4(g)+CO(g)+CO2 2(g)=2CO(g)+2H(g)=2CO(g)+2H2 2(g)(g)。已知已知:C(s)+2H:C(s)+2H2 2(g)=CH(g)=CH4 4(g)(g) H=-75 kJmol=-75 kJmol-1-1C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)=COCO2 2(g)(g)H=-394 kJmol=-394 kJmol-1-1C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)=CO(g)CO(g) H=-111 kJm

19、ol=-111 kJmol-1-1该催化重整反应的该催化重整反应的H=_ kJmol=_ kJmol-1-1。12【解题指南解题指南】解答本题应注意以下两点解答本题应注意以下两点: :(1)(1)找出目标反应和已知信息反应的关系找出目标反应和已知信息反应的关系, ,应用盖斯定应用盖斯定律解答即可。律解答即可。(2)(2)计算计算H过程中应注意过程中应注意H的正负号不能遗漏。的正负号不能遗漏。【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)H1 1=-4.4 kJmol=-4.4 kJmol-1-1、2NO

20、2NO2 2(g)=N(g)=N2 2O O4 4(g)(g)H2 2=-55.3 kJmol=-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= = H1 1- -H2 2= = (-4.4)-(-55.3)kJ(-4.4)-(-55.3)kJmolmol-1-1=(-2.2+55.3)kJ=(-2.2+55.3)kJmolmol-1-1=+53.1 kJ=+53.1 kJmolmol-1-1。121212(2)(2)将题目给出的热化学方程式依次编为序号、将题目给出

21、的热化学方程式依次编为序号、, ,则将则将2-2- -就得出催化重整的反应就得出催化重整的反应, ,因此催化因此催化重整反应的重整反应的H=-111 kJ=-111 kJmolmol-1-12+394 kJ2+394 kJmolmol-1-1+75 kJ+75 kJmolmol-1-1=+247 kJ=+247 kJmolmol-1-1。答案答案: :(1)+53.1(1)+53.1(2)+247(2)+247 【延伸探究延伸探究】结合结合(2)(2)中的有关反应中的有关反应, ,计算反应计算反应C(s)+COC(s)+CO2 2(g)=(g)=2CO(g) 2CO(g) 的的H是多少是多少?

22、 ?提示提示: :+172 kJmol+172 kJmol-1-1。分别编号。分别编号,(1),(1)式式C(s)+ OC(s)+ O2 2(g)(g)=CO(g)=CO(g)H1 1=-111 kJmol=-111 kJmol-1-1,(2),(2)式式C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)=CO=CO2 2(g)(g)H2 2=-394 kJmol=-394 kJmol-1-1,(3),(3)式式C(s)+COC(s)+CO2 2(g) (g) =2CO(g);=2CO(g);根据盖斯定律根据盖斯定律, ,可知可知(3)=2(3)=2(1)-(2),(1)-(2),所以所以H=2=2(

23、-111 kJmol(-111 kJmol-1-1)-(-394 kJmol)-(-394 kJmol-1-1) )=+172 kJmol=+172 kJmol-1-1。12【过关训练过关训练】1.(20181.(2018日照高二检测日照高二检测) )已知下列热化学方程式已知下列热化学方程式: :2Zn(s)+ O2Zn(s)+ O2 2(g)(g)=2ZnO(s)2ZnO(s)H1 14Ag(s)+ O4Ag(s)+ O2 2(g)=2Ag(g)=2Ag2 2O(s)O(s)H2 2则则Zn(s)+ AgZn(s)+ Ag2 2O(s)=2Ag(s)+ZnO(s), O(s)=2Ag(s)+

24、ZnO(s), H 为为( () )世纪金榜导学号世纪金榜导学号 A.A.H2 2- -H1 1B.B.H2 2+ +H1 1C. C. ( (H1 1- -H2 2) )D. D. ( (H2 2- -H1 1) )1212【解析解析】选选C C。已知。已知:(1) 2Zn(s)+O:(1) 2Zn(s)+O2 2(g)=2ZnO(s)(g)=2ZnO(s)H1 1(2) 4Ag(s)+O(2) 4Ag(s)+O2 2(g)=2Ag(g)=2Ag2 2O(s)O(s) H2 2; ;根据盖斯定律根据盖斯定律,(1)-(2),(1)-(2)2 2得得Zn(s)+ AgZn(s)+ Ag2 2O

25、(s)=O(s)=2Ag(s)+ZnO(s)2Ag(s)+ZnO(s)H= (= (H1 1- -H2 2) )。所以。所以C C选项是选项是正确的。正确的。122.2.由盖斯定律结合下述反应方程式由盖斯定律结合下述反应方程式, ,回答问题回答问题: :(1)(1)已知已知: :C(s)+OC(s)+O2 2(g)(g)=COCO2 2(g)(g)H1 1; ;2CO(g)+O2CO(g)+O2 2(g)(g)=2CO2CO2 2(g)(g)H2 2; ;TiOTiO2 2(g)+2Cl(g)+2Cl2 2(g)=TiCl(g)=TiCl4 4(s)+O(s)+O2 2(g)(g)H3 3。则

26、则TiOTiO2 2(g)+2Cl(g)+2Cl2 2(g)+2C(s)=TiCl(g)+2C(s)=TiCl4 4(s)+2CO(g)(s)+2CO(g)的的H=_(=_(用含用含H1 1、H2 2、H3 3的式子表的式子表达达) )。(2)(2)已知已知: :温度过高时温度过高时,WO,WO2 2(s)(s)转变为转变为WOWO2 2(g):(g):WOWO2 2(s)+2H(s)+2H2 2(g)=W(s)+2H(g)=W(s)+2H2 2O(g)O(g)H1 1=+66.0 kJmol=+66.0 kJmol-1-1WOWO2 2(g)+2H(g)+2H2 2(g)=W(s)+2H(g

27、)=W(s)+2H2 2O(g)O(g)H2 2=-137.9 kJmol=-137.9 kJmol-1-1则则WOWO2 2(s)(s)=WOWO2 2(g)(g)的的H=_=_。【解析解析】(1)(1)将热化学方程式将热化学方程式2-2-+ +得目标反应得目标反应式式, ,则则H=2=2H1 1-H2 2+H3 3。(2)(2)由由- -可得可得WOWO2 2(s)=WO(s)=WO2 2(g)(g)H=H1 1- -H2 2=(+66.0 kJmol=(+66.0 kJmol-1-1)-(-137.9 kJmol)-(-137.9 kJmol-1-1)=)=+203.9 kJmol+20

28、3.9 kJmol-1-1。答案答案: :(1)2(1)2H1 1-H2 2+H3 3 (2)+203.9 kJmol(2)+203.9 kJmol-1-1【补偿训练补偿训练】黑火药是中国古代的四大发明之一黑火药是中国古代的四大发明之一, ,其爆炸的热化学方其爆炸的热化学方程式为程式为S(s)+2KNOS(s)+2KNO3 3(s)+3C(s)=K(s)+3C(s)=K2 2S(s)+NS(s)+N2 2(g)+3CO(g)+3CO2 2(g)(g)H= =x x kJmol kJmol-1-1已知碳的燃烧热已知碳的燃烧热H1 1= =a a kJmol kJmol-1-1S(s)+2K(s)

29、=KS(s)+2K(s)=K2 2S(s)S(s)H2 2= =b b kJmol kJmol-1-12K(s)+N2K(s)+N2 2(g)+3O(g)+3O2 2(g)=2KNO(g)=2KNO3 3(s)(s)H3 3= =c c kJmol kJmol-1-1则则x x为为( () )A.3A.3a a+ +b b- -c cB.B.c c+3+3a a- -b bC.C.a a+ +b b- -c cD.D.c c+ +a a- -b b【解析解析】选选A A。碳的燃烧热。碳的燃烧热H1 1= =a a kJmol kJmol-1-1, ,其热化学其热化学方程式为方程式为C(s)+O

30、C(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H1 1= =a a kJmol kJmol- -1 1,S(s)+2K(s)=K,S(s)+2K(s)=K2 2S(s)S(s)H2 2= =b b kJmol kJmol- -1 1,2K(s)+N,2K(s)+N2 2(g)+3O(g)+3O2 2(g)=2KNO(g)=2KNO3 3(s)(s)H3 3= =c c kJmol kJmol-1-1, ,将方程式将方程式3 3+ +- -得得S(s)+S(s)+2KNO2KNO3 3(s)+3C(s)=K(s)+3C(s)=K2 2S(s)+NS(s)+N2 2(g)+3CO(g

31、)+3CO2 2(g),(g),则则H= =x x kJmol kJmol-1-1=(3=(3a a+ +b b- -c c)kJmol)kJmol-1-1, ,所以所以x x=3=3a a+ +b b- -c c, ,故选故选A A。知识点二反应热的计算知识点二反应热的计算1.1.根据热化学方程式计算根据热化学方程式计算: :热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如正比。例如, ,a aA(g)+A(g)+b bB(g)=B(g)=c cC(g)+C(g)+d dD(g)D(g)H Ha a b b c c d d | |H H|

32、 |n n(A)(A) n n(B)(B) n n(C)(C) n n(D)(D) Q则则 n(A)n(B)n(C)n(D)abcd|QH2.2.根据反应物和生成物的能量计算根据反应物和生成物的能量计算: :H= =生成物的总能量生成物的总能量- -反应物的总能量反应物的总能量, ,即即H= =E E( (生成物生成物)-)-E E( (反应物反应物) )。注注: :E E( (生成物生成物)生成物的总能量生成物的总能量E E( (反应物反应物)反应物的总能量反应物的总能量3.3.根据化学键变化时吸收或放出的热量计算根据化学键变化时吸收或放出的热量计算: :H= =反应物的化学键断裂所吸收的总

33、能量反应物的化学键断裂所吸收的总能量- -生成物的生成物的化学键形成所释放的总能量化学键形成所释放的总能量, ,即即H= =Q( (吸吸)-)-Q( (放放) )。注注: :Q( (吸吸)反应物断键吸收的总热量反应物断键吸收的总热量Q( (放放)生成物成键放出的总热量生成物成键放出的总热量4.4.根据物质的燃烧热根据物质的燃烧热H H计算计算: :可燃物完全燃烧产生的热量可燃物完全燃烧产生的热量= =可燃物的物质的量可燃物的物质的量其燃其燃烧热烧热, ,即即Q( (放放)=)=n n( (可燃物可燃物) )|H| |。5.5.根据盖斯定律计算根据盖斯定律计算: :将两个或两个以上的热化学方程式

34、包括其将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相加或相减相减, ,得到一个新的热化学方程式。得到一个新的热化学方程式。6.6.根据比热公式计算根据比热公式计算: :计算中和热时计算中和热时, ,会利用比热公式会利用比热公式Q= =cmcmt t计算中和反应计算中和反应放出的热量。放出的热量。【易错提醒易错提醒】(1)(1)反应热与反应物或生成物的物质的量成正比。反应热与反应物或生成物的物质的量成正比。(2)(2)利用化学键计算反应热时利用化学键计算反应热时, ,误认为误认为Q( (放放)-)-Q( (吸吸) )即即为焓变。为焓变。【典题通关典题通关】【典例典例】氯原子对氯原子对O O3 3

35、分解有催化作用分解有催化作用: :O O3 3+Cl=ClO+O+Cl=ClO+O2 2H1 1ClO+O=Cl+OClO+O=Cl+O2 2H2 2大气臭氧层的分解反应是大气臭氧层的分解反应是O O3 3+O=2O+O=2O2 2H, ,该反应的该反应的能量变化如图能量变化如图: :下列叙述中下列叙述中, ,正确的是正确的是 ( () )A.A.反应反应O O3 3+O=2O+O=2O2 2的的H= =E E1 1- -E E3 3B.OB.O3 3+O=2O+O=2O2 2是吸热反应是吸热反应C.C.H= =H1 1+ +H2 2D.D.H= =E E3 3- -E E2 200【素养解读

36、素养解读】核心素养核心素养素养任务素养任务宏观辨识宏观辨识与微观探与微观探析析题干中的能量图从微观和宏观的题干中的能量图从微观和宏观的角度解释了该反应的特点属于放角度解释了该反应的特点属于放热反应热反应, ,让学生从宏观角度明确反让学生从宏观角度明确反应热的意义应热的意义证据推理证据推理与模型认与模型认知知A A项结合能量图来回答项结合能量图来回答, ,让学生有让学生有了证据推理意识了证据推理意识;C;C项项, ,应用盖斯定应用盖斯定律来解答律来解答, ,建立了模型意识建立了模型意识【解题指南解题指南】解答该题要注意以下两点解答该题要注意以下两点: :(1)(1)根据反应物和生成物的相对能量大

37、小即可判断反应根据反应物和生成物的相对能量大小即可判断反应热热; ;(2)(2)利用盖斯定律判断各个反应热效应的关系。利用盖斯定律判断各个反应热效应的关系。【解析解析】选选C C。A A项项,H= =生成物总能量生成物总能量- -反应物总能量反应物总能量= =E E3 3- -E E2 2;B;B项项, ,由由E E2 2 E E3 3知反应物总能量大于生成物总能量知反应物总能量大于生成物总能量, ,故故O O3 3+O=2O+O=2O2 2为放热反应为放热反应;C;C项项, ,据盖斯定律将两式相据盖斯定律将两式相加得加得H=H1 1+H2 2;D;D项项, ,由于由于O O3 3+O=2O+

38、O=2O2 2放热放热, ,故故H= =E E3 3- -E E2 20ClCl2 2B.B.表中最不稳定的共价键是表中最不稳定的共价键是FFFF键键C.2Cl(g)=ClC.2Cl(g)=Cl2 2(g)(g)H=+243kJmol=+243kJmol-1-1D.FD.F2 2(g)+2HCl(g)=2HF(g)+Cl(g)+2HCl(g)=2HF(g)+Cl2 2(g)(g)H=-358kJmol=-358kJmol-1-1【解析解析】选选C C。A A项项,1 mol,1 mol化学键断裂产生气态原子所化学键断裂产生气态原子所需要的能量需要的能量E E越小越小, ,说明该物质反应活性越强

39、说明该物质反应活性越强, ,根据表中根据表中键能数据可知反应活性是键能数据可知反应活性是F F2 2ClCl2 2,A,A正确正确;B;B项项, ,断裂产生断裂产生气态原子所需要的能量气态原子所需要的能量E E越大越大, ,则形成的化学键越稳定则形成的化学键越稳定, ,根据表中数据可知根据表中数据可知, ,最稳定的共价键是最稳定的共价键是HFHF键键, ,最不稳最不稳定的是定的是FFFF键键,B,B正确正确;C;C项项,2 mol,2 mol氯原子形成氯原子形成1 mol1 mol氯气氯气放热放热, ,即即2Cl(g)=Cl2Cl(g)=Cl2 2(g)(g)H=-243 kJmol=-243

40、 kJmol-1-1,C,C错误错误;D;D项项, ,反应焓变反应焓变= =反应物键能总和反应物键能总和- -生成物键能总和生成物键能总和, ,则反应则反应F F2 2(g)+2HCl(g)=2HF(g)+Cl(g)+2HCl(g)=2HF(g)+Cl2 2(g)(g)的的H=(157+2=(157+2432-2432-2568-243) kJmol568-243) kJmol-1-1= =-358 kJmol-358 kJmol-1-1,D,D正确。正确。2.2.已知已知: :C(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)H1 1= =a a

41、 kJmol kJmol-1-12C(s)+O2C(s)+O2 2(g)(g)=2CO(g)2CO(g)H2 2=-220 kJmol=-220 kJmol-1-1HHHH、O OO O和和OHOH键的键能分别为键的键能分别为436 kJmol436 kJmol-1-1、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。根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的

42、键能可得出热化学方程式答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式: :2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)H3 3=(2=(2436+496-436+496-4 4462)kJmol462)kJmol-1-1, ,即即2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)H3 3=-480 kJmol=-480 kJmol-1-1, ,题中题中2C(s)+O2C(s)+O2 2(g)=2CO(g)(g)=2CO(g)H2 2=-220 kJmol=-220 kJmol-1-1, ,根据盖斯定律根据盖斯定律( (-

43、-) ) 得得12C(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)H1 1=(=(H2 2-H3 3) ) , ,即即a a=(-220+480)=(-220+480) =130, =130,选项选项D D正确。正确。1212【补偿训练补偿训练】(2018(2018驻马店高二检测驻马店高二检测) )已知已知2 g2 g氢气完全燃烧生成水氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量蒸气时放出能量242 kJ,242 kJ,且氧气中且氧气中1 mol O1 mol OO O键完全断键完全断裂时需要吸收能量裂时需要吸收能量496 kJ,496 kJ,水蒸气中水蒸气

44、中1 mol HO1 mol HO键形成键形成时放出能量时放出能量463 kJ,463 kJ,则氢气中则氢气中1 mol HH1 mol HH键断裂时吸收键断裂时吸收能量为能量为( () )A.434 kJA.434 kJ B.557 kJB.557 kJ C.920 kJC.920 kJ D.436 kJD.436 kJ【解析解析】选选D D。2 g2 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量量242 kJ,242 kJ,则则2 mol2 mol氢气即氢气即4 g4 g氢气完全燃烧放出热量氢气完全燃烧放出热量484 kJ484 kJ。设氢气中。设氢气中1 mol HH

45、1 mol HH键断裂时吸收热量为键断裂时吸收热量为Q, ,根据方程式根据方程式2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O可知可知:484 kJ=4:484 kJ=4463 kJ-463 kJ-(2(2Q+496 kJ),+496 kJ),解得解得Q=436 kJ=436 kJ。三步分析法应用于盖斯定律的计算三步分析法应用于盖斯定律的计算【技法指导技法指导】三步分析法应用于盖斯定律的计算三步分析法应用于盖斯定律的计算: :第一步第一步: :分析目标反应和已知反应的差异分析目标反应和已知反应的差异, ,明确目标反应物和明确目标反应物和生成物生成物; ;需要约掉的物质。需要约掉的物质。第

46、二步第二步: :将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数, ,使使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致, ,同时约掉目标反应中没有的物质同时约掉目标反应中没有的物质, ,热化学方程式的反应热化学方程式的反应热也进行相应的换算。热也进行相应的换算。第三步第三步: :将已知热化学方程式进行叠加将已知热化学方程式进行叠加, ,相应的热化学方程式中相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加。的反应热也进行叠加。以

47、上步骤可以概括为找目标以上步骤可以概括为找目标, ,看来源看来源, ,变方向变方向, ,调系数调系数, ,相叠加相叠加, ,得答案。得答案。【典题例析典题例析】【典例典例】1.1.发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧, ,已知下列已知下列热化学方程式热化学方程式: :H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l) H1 1=-285.8 kJmol=-285.8 kJmol-1-1H H2 2(g)=H(g)=H2 2(l)(l)H2 2=-0.92 kJmol=-0.92 kJmol-1-1O O2 2(g)=O(g)

48、=O2 2(l)(l)H3 3=-6.84 kJmol=-6.84 kJmol-1-112H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2O(g)O(g)H4 4=+44.0 kJmol=+44.0 kJmol-1-1则反应则反应H H2 2(l)+ O(l)+ O2 2(l)=H(l)=H2 2O(g)O(g)的反应热的反应热H为为( () )A.+237.46 kJmolA.+237.46 kJmol-1-1B.-474.92 kJmolB.-474.92 kJmol-1-1C.-118.73 kJmolC.-118.73 kJmol-1-1D.-237.46 kJmolD.-237.46 kJ

49、mol-1-112【解析解析】选选D D。根据盖斯定律。根据盖斯定律, ,将反应将反应- - - + +可得目标反应方程式可得目标反应方程式, ,其反应热其反应热H=H1 1-H2 2- -H3 3 + +H H4 4=-237.46 kJmol=-237.46 kJmol-1-1。12122.(20182.(2018西安高二检测西安高二检测) )已知已知:H:H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H1 1=-=-Q1 1kJmolkJmol-1-1( (Q1 10) 0) C C2 2H H5 5OH(g)=COH(g)=C2 2H H5 5OH(l) OH(l) H2 2=

50、-=-Q2 2kJmolkJmol-1-1( (Q2 20) 0) C C2 2H H5 5OH(g)+3OOH(g)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g)H3 3=-=-Q3 3kJmolkJmol-1-1( (Q3 30) 0) 若使若使18.4 g18.4 g液态乙醇完全燃烧液态乙醇完全燃烧, ,最后恢复到室温最后恢复到室温, ,则放则放出的热量为出的热量为_kJ_kJ ( ()A.0.4A.0.4Q1 1+ +Q2 2+ +Q3 3B.0.5(B.0.5(Q1 1+ +Q2 2+ +Q3 3) )C.1.2C.1.2Q1 1-0.4

51、-0.4Q2 2+0.4+0.4Q3 3D.1.5D.1.5Q1 1-0.5-0.5Q2 2+0.5+0.5Q3 3【解析解析】选选C C。已知。已知: :H H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H1 1=-=-Q1 1kJmolkJmol-1-1( (Q1 10)0)C C2 2H H5 5OH(g)=COH(g)=C2 2H H5 5OH(l)OH(l)H2 2=-=-Q2 2kJmolkJmol-1-1( (Q2 20)0)C C2 2H H5 5OH(g)+3OOH(g)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(g)O(g)H3

52、3=-=-Q3 3kJmolkJmol-1-1( (Q3 30)0)依据盖斯定律可知依据盖斯定律可知- -+ +3 3即得到热化学方程式即得到热化学方程式C C2 2H H5 5OH(l)+3OOH(l)+3O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2O(l)O(l)H=(-=(-Q3 3+ +Q2 2-3-3Q1 1)kJ)kJmolmol-1-1。18.4 g18.4 g乙醇的物质的量是乙醇的物质的量是18.4 g18.4 g46 g46 gmolmol-1-1=0.4 mol,=0.4 mol,因此若使因此若使18.4 g18.4 g液态液态乙醇完全燃烧并恢复

53、至室温乙醇完全燃烧并恢复至室温, ,则放出的热量为则放出的热量为0.4 mol0.4 mol( (Q3 3- -Q2 2+3+3Q1 1)kJ)kJmolmol-1-1=(1.2=(1.2Q1 1-0.4-0.4Q2 2+0.4+0.4Q3 3)kJ)kJ。3.(20173.(2017全国卷全国卷改编改编) )如图是通过热化学循环在较如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算通过计算, ,可知系统可知系统()()和系统和系统()()制氢的热化学方程制氢的热化学方程式分别为式分别为_、_,制得等量制得等量H H

54、2 2所需能量较少的是所需能量较少的是_。【审题指导审题指导】信息提取信息提取形成思路形成思路已知、和已知、和三个反应中有水、三个反应中有水、氢气和氧气。氢气和氧气。根据、和三个反应中有水、氢根据、和三个反应中有水、氢气和氧气气和氧气, ,与目标反应与目标反应H H2 2O(l)=O(l)=H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)H作对照即可判断作对照即可判断出它们之间的关系。根据、和出它们之间的关系。根据、和三个反应中有硫化氢、硫和氢气三个反应中有硫化氢、硫和氢气, ,与目标反应与目标反应H H2 2S(g)=HS(g)=H2 2(g)+S(s)(g)+S(s)H作对照即可判断

55、出它们之间的关作对照即可判断出它们之间的关系。系。 已知、和已知、和三个反应中有硫三个反应中有硫化氢、硫和氢气。化氢、硫和氢气。12【解析解析】H H2 2SOSO4 4(aq)=SO(aq)=SO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l)+ OO(l)+ O2 2(g)(g)H1 1=+327 kJmol=+327 kJmol-1-1SOSO2 2(g)+I(g)+I2 2(s)+2H(s)+2H2 2O(l)=2HI(aq)+HO(l)=2HI(aq)+H2 2SOSO4 4(aq)(aq)H2 2=-151 kJmol=-151 kJmol-1-1122HI(aq)=H2HI(aq)=H2

56、 2(g)+I(g)+I2 2(s)(s)H3 3=+110 kJ=+110 kJmolmol-1-1H H2 2S(g)+HS(g)+H2 2SOSO4 4(aq)=S(s)+SO(aq)=S(s)+SO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H4 4=+61 kJ=+61 kJmolmol-1-1+ + +, ,整理可得系统整理可得系统()()的热化学方程式的热化学方程式H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)H=+286 kJ=+286 kJmolmol-1-1; ;12+ + +, ,整理可得系统整理可得系统()()的热化学方程式

57、的热化学方程式H H2 2S(g)=HS(g)=H2 2(g)+S(s)(g)+S(s)H=+20 kJ=+20 kJmolmol-1-1。根据系统根据系统()()、系统、系统()()的热化学方程式可知的热化学方程式可知: :每反应每反应产生产生1 mol1 mol氢气氢气, ,后者吸收的热量比前者少后者吸收的热量比前者少, ,所以制取等所以制取等量的量的H H2 2所需能量较少的是系统所需能量较少的是系统()()。答案答案: :H H2 2O(l)=HO(l)=H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)(g)H=+286 kJmol=+286 kJmol-1-1H H2 2S(g)=HS(

58、g)=H2 2(g)+S(s)(g)+S(s)H=+20 kJmol=+20 kJmol-1-1系统系统()()12 课题任务课题任务: :航空中的化学知识航空中的化学知识化学反应与能量化学反应与能量【情境创设情境创设】 20162016年年1010月月1717日日, ,神舟十一号飞船由长征二号神舟十一号飞船由长征二号FY11FY11运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。发射神舟十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。发射神舟十一号载人飞船一号载人飞船, ,目的是更好地掌握空间交会对接技术、目的是更好地掌握空间交会对接技术、开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。神舟术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。神舟十一号是中国载人航天工程三步走中从第二步到第三十一号是中国载人航天工程三步走中从第二步到第三步的一个过渡步的一个过渡, ,为中国建造载人空间站做准备。神舟十为中国建造载人空间站做准备。神舟十一号飞行任务是中国持续时间最长的一次载人飞行任一号飞行任务是中国持续时间最长的一次载人飞行任务务, ,总飞行时间长达总飞行时间长达3333天。天。【素养解读素养解读】1.1.素养要求素养要求: :(1)(1)科学探究科学探究: :能发现和提出有探究价值的问题能发现和提出有探究价值