化学反应热的计算（原卷版）

1.2.1化学反应热的计算核心素养发展目标1、知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算2、学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力考点梳理考点梳理一、盖斯定律1、内容：1836年，化学家盖斯从大量实验中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是相同的。这就是盖斯定律2、特点：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、多角度理解盖斯定律(1)从反应途径角度理解盖斯定律如同山的高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的始态，B点相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热(2)从能量守恒定律的角度理解盖斯定律从S→L，ΔH1<0，体系放出热量从L→S，ΔH2>0，体系吸收热量根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0(3)实例从反应途径角度A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)从能量守恒角度ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝03、盖斯定律的意义：有的反应进行得很慢，有些反应不直接发生，有些反应产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难，若应用盖斯定律可间接地把它们的反应热计算出来4、盖斯定律的应用根据如下两个反应：Ⅰ、C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1Ⅱ、CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1选用两种方法，计算出C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反应热ΔH(1)虚拟路径法反应C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途径可设计如下则ΔH＝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)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)②将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：CO2(g)=CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH3＝＋283.0kJ·mol－1③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝kJ/mol二、反应热的计算1、根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热(1)分析目标反应和已知反应的差异，明确①目标反应物和生成物；②需要约掉的物质(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使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，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算(3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案2、根据反应物和生成物的键能计算：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金刚石S8(S－S)Si键数24642823、根据热化学方程式计算：反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比三、反应热的大小比较1、与“符号”相关的反应热比较：对于放热反应来说，ΔH＝－QkJ·mol－1，虽然“—”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即：放热越多，ΔH反而越小2、与“化学计量数”相关的反应热比较如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－akJ·mol－1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1，a<b，ΔH1>ΔH2。3、与“物质聚集状态”相关的反应热比较(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1<0，A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2<0，因为C(g)=C(l)ΔH3<0，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，所以ΔH2<ΔH1图示(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2图示4、与“同素异形体”相关的反应热比较C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(金刚石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2因为C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0所以ΔH1>ΔH2图示即学即练即学即练1．常温下，1mol化学键形成(或断裂)的能量变化用E表示。下列说法不正确的是化学键H−HCl−ClH−ClE/(mol/L)436243431A．1molH−Cl化学键的形成，放出431kJ的能量B．H2和Cl2反应生成HCl的过程中，非极性键断裂，极性键形成C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH=−248kJ/molD．1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量高于2molHCl(g)的总能量2．已知：下列关于上述反应焓变的判断正确的是A．， B．，C． D．3．C2H5OH、CH4、C3H8、C是常用的燃料，它们每1mol分别完全燃烧时，放出的热量依次为1366.8kJ、890.3kJ、2219.9kJ、393.5kJ。相同质量的这四种燃料，完全燃烧时放出热量最少的是（

）A．C2H5OH B．CH4 C．C3H8 D．C4．和在一定条件下能发生反应：

已知：(a、b、c均大于零)下列说法正确的是A．反应物的总能量低于生成物的总能量B．断开1molH﹣H键和1molI﹣I键所需能量大于断开2molH﹣I键所需能量C．在该条件下，向密闭容器中加入2mol(g)和2mol(g)，充分反应后放出的热量小于2akJD．断开1molH﹣I键所需能量为(c+b+a)kJ5．已知(g)=(g)+H2(g)①

②对于反应：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)。分层训练分层训练夯实基础1．在和下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是A．比稳定B．使用催化剂，可以降低反应的活化能和反应热C．正反应的活化能大于逆反应的活化能D．该异构化反应的2．工业上处理含CO、SO2烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为S和CO2。已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

ΔH=-566kJ/mol；S(s)+O2(g)=SO2(g)

ΔH=-296kJ/mol；则该条件下2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)的ΔH等于A．-270kJ/mol B．+26kJ/mol C．-582kJ/mol D．+270kJ/mol3．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：mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO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C．上图中ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)D．上图中ΔH1=ΔH2+ΔH34．相同条件下，下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液之间进行)中，的是A．；B．；C．闪电时，；高温时，D．；5．已知在298K时下述反应的有关数据：C(s)+O2(g)=CO(g)

ΔH1=-110.5kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH2=-393.5kJ·mol-1计算C(s)+CO2(g)=2CO(g)的ΔH=。能力提升1．在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)，反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是A．S8(s)的燃烧热ΔH=-8akJ·mol-1B．2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)ΔH=-2bkJ·mol-1C．S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)ΔH=-akJ·mol-1D．由1molS8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-(a+b)kJ·mol-12．已知：(1)Zn(s)+O2(g)=ZnO(s)ΔH=-Q1kJ·mol-1(2)Hg(l)+O2(g)=HgO(s)ΔH=-Q2kJ·mol-1则Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)ΔH=-QkJ·mol-1中的Q值为A．Q2-Q1 B．Q1-Q2 C．Q1+Q2 D．-Q1-Q23．下列有关概念的理解及指定反应的热化学方程式书写正确的是A．22.4LH2(g)燃烧生成液态水放出242kJ热量：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=-484kJ·mol-1B．浓度均为0.50mol·L-1的H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应生成1mol液态水放出的热为中和热C．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数D．由热化学方程式SO2(g)＋O2(g)SO3(g)

ΔH=-98.32kJ·mol-1，可知该反应的反应热为98.32kJ/mol4．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法不正确的是A．反应HCO(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应B．ΔH1＜ΔH2，ΔH2＜ΔH3C．CO(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3D．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化剂，则ΔH3变小5．随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：则：。(2)据粗略统计，我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米，这不仅是能源的浪费也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接，且合成甲醇的主要反应原理为。下表所列为常见化学键的键能数据：化学键键能()3484144361032464则该反应的。(3)已知：现有与的混合气体(标准状况)，使其完全燃烧生成和，若实验测得反应放热，则原混合气体中与的物质的量之比是。(4)恒温恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图所示。已知：①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：。②。培优专练1．金属插入CH4的C—H键形成高氧化态过渡金属化合物的反应频繁出现在光分解作用、金属有机化学等领域，如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法不正确的是（

）A．整个反应快慢，由CH2—Zr···H2→状态2反应决定B．Zr+CH4→CH3—Zr···H活化能为213.67kJ•mol-1C．在中间产物中CH3—Zr···H状态最稳定D．Zr+CH4→CH—Zr···H3ΔH=+39.54kJ•mol-12．下列说法或表示法正确的是A．化学反应必须发生有效碰撞，但有效碰撞不一定发生化学反应B．由C(s,石墨)=C(s,金刚石)；ΔH=+1.19kJ·mol—1可知，金刚石比石墨稳定C．在稀溶液中：H+（aq）+OH－（aq）=H2O（l）；ΔH=－57.3kJ·mol—1，若将0.5mol/L的H2SO4溶液与1mol/L的NaOH溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJD．乙醇的燃烧热ΔH=-1366.8kJ·mol—1，则在25℃、101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出2.971×104kJ热量3．一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：①CH4（g）＋4NO2（g）==4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）；ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4（g）＋4NO（g）==2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）；ΔH＝－1160kJ·mol－1下列正确的选项是A．CH4（g）＋2NO2（g）==N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）；ΔH＝－867kJ·mol－1B．CH4催化还原NOx为N2的过程中，若x＝1．6，则转移的电子总数为3．2molC．若0.2molCH4还原NO2至N2，在上述条件下放出的热量为173.4kJD．若用标准状况下4．48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为3．2mol．4．已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=—24.8kJ·mol-1；3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ·mol-1；Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19.4kJ·mol-1则14gCO气体与足量FeO充