新教材人教版高中化学选择性必修1全册学案(知识点考点汇总及配套习题)

人教版高中化学选择性必修1全册学案第一章化学反应的热效应 -1-第一节反应热 -1-第二节反应热的计算 -22-第二章化学反应速率与化学平衡 -40-第一节化学反应速率 -41-第二节化学平衡 -54-第三节化学反应的方向 -90-第四节化学反应的调控 -96-第三章水溶液中的离子反应与平衡 -104-第一节电离平衡 -104-第二节水的电离和溶液的pH -114-第三节盐类的水解 -146-第四节沉淀溶解平衡 -171-第四章化学反应与电能 -200-第一节原电池 -200-第二节电解池 -232-第三节金属的腐蚀与防护 -262-第一章化学反应的热效应第一节反应热基础课时1反应热焓变学习任务1．结合具体实例发展学生基于内能及内能变化认识物质所具有的能量和化学反应中能量变化的实质，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2．认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。一、反应热及其测定1．认识体系与环境(以研究盐酸与NaOH溶液的反应为例)2．反应热(1)含义：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。(2)测定方法：通过量热计直接测定。注意：反应热概念中的“等温条件下”是指化学反应发生后，使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反应前后体系的温度相等。3．中和反应反应热的测定(1)实验装置(2)实验测量数据①反应物温度(t1)的测量用一个量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用；用另一个量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度，取两温度平均值为t1。②反应后体系温度(t2)的测量打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。并准确读取混合溶液的最高温度，并记录为t2。③重复上述步骤①至步骤②两次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。④实验数据处理盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1g·cm－3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0.418(t2－t1)kJ，中和热为－eq\f(0.418t2－t1,0.025)kJ·mol－1。(1)装置中的玻璃搅拌器能否用金属(不与酸、碱反应)质搅拌器代替？为什么？[提示]不能。原因是金属质搅拌器易导热，造成实验过程中热量损失。(2)实验中为何使用0.55mol·L－1NaOH溶液与0.50mol·L－1盐酸反应，而不是选用0.50mol·L－1NaOH溶液？[提示]碱过量的目的是为了保证盐酸完全被中和。(3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？[提示]否。浓硫酸溶解于水时放热，所测中和热数值会偏大。二、反应热与焓变1．内能、焓、焓变(1)内能(符号为U)：体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。(2)焓(符号为H)：与内能有关的物理量。(3)焓变：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，符号：ΔH，单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。(4)反应热与焓变的关系2．从微观角度认识反应热的实质(1)以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)(25℃，101kPa下)的能量变化为例，填写下表中的空白。化学键反应中能量变化1molA—B化学键反应中能量变化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ结论H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反应热ΔH＝－183kJ·mol－1(2)化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。 (×)(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。 (√)(3)焓变和反应热虽然说法不同但意义完全相同。 (×)学习任务1实验探究中和反应反应热的测定某学校化学兴趣小组的同学利用如图装置测定中和反应反应热，实验步骤如下：①用量筒量取50mL0.25mol·L－1硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；②用另一个量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。回答下列问题：[问题1]实验中NaOH溶液的浓度为什么是0.55mol·L－1？实验步骤③倒入NaOH溶液的正确操作是什么？[提示]本实验中硫酸和氢氧化钠溶液的体积相同，为了保证硫酸充分反应，所以NaOH溶液的浓度略大于硫酸浓度。实验中为了减少热量的散失，应将NaOH溶液一次迅速倒入。[问题2]实验中使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是怎样的？[提示]用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动。[问题3]该实验小组获得实验数据如下表，请填写下表中的空白，并思考应如何处理实验数据？[提示]3.4℃本实验应先求终止温度和起始温度的差值，再取平均值，以便发现差别较大的数据。若某数据与其他数据相差太大，应舍去。[问题4]近似地认为0.55mol·L－1NaOH溶液和0.25mol·L－1硫酸溶液的密度都是1g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。利用上述数据计算该反应中和热ΔH?[提示]ΔH＝－eq\f(mcΔt×10－3,nH2O)＝－eq\f(100g×4.18J/g·℃×3.4℃×10－3kJ/J,0.025mol)≈－56.8kJ·mol－1。1．中和反应热的测定实验步骤2．为了提高测定的准确度，可以采取的措施(1)上述实验中硫酸和氢氧化钠溶液的体积相同，为了保证硫酸充分反应，所以NaOH溶液的浓度略大于硫酸浓度。(2)硫酸和氢氧化钠溶液的浓度要小，若使用浓溶液，混合时会放出热量，放热增多。(3)测定液体体积应准确无误，否则后面计算会引入误差，反应前和反应后温度计读数要准确，实验速度要快，减少热量的损失。(4)实验测定温度时应该用同一支温度计，以减少实验系统误差；测定酸溶液温度后温度计要用水清洗干净，擦干后再测定碱溶液温度，否则温度计上附着的酸会中和碱而放热，导致测得的碱溶液起始温度偏高。1．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()A．使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分别与0.5mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、滴定管、温度计等A[实验中温度计水银球不能接触烧杯底部，B不正确；醋酸是弱酸，电离时吸收热量，C不正确；在测定中和热实验中不需要滴定管，D不正确。]2．50mL1.0mol·L－1盐酸与50mL1.1mol·L－1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。请回答下列问题：(1)大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_______________。(2)________(填“能”或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(4)如果改用60mL1.0mol·L－1盐酸跟50mL1.1mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________(填“增加”“减少”或“不变”)，理由是________________________；所求中和热数值________(填“增加”“减少”或“不变”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]中和反应热测定实验，一是要防止热量损失，如大烧杯上加盖硬纸板、两个烧杯口要相平、在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸条、用环形玻璃搅拌棒搅拌而不能用金属棒(丝)搅拌、实验时动作要迅速等；二是酸、碱溶液浓度宜小不宜大，温度计读数要准确等。加过量碱溶液可使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。[答案](1)减少热量损失(2)不能铜棒传导热的能力较强，使热量损失较多(3)偏低(4)增加反应消耗的酸、碱增多，放出热量增加不变中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molH2O(l)放出的热量，与酸、碱的用量无关学习任务2从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因能量有各种不同的形式，它能从一种形式转化为另一种形式，或者从一物体传递给另一物体，但在转化和传递过程中，能量的总值是保持不变的(这叫能量守恒定律)。因此在化学反应过程中，与质量守恒一样，能量也是守恒的。[问题1]从能量变化的角度分析放热反应过程，如图所示：E反应物总能量E生成物总能量热量即反应前后化学反应除了遵循质量守恒外还要遵循能量守恒，如图所示，请从能量的角度分析化学反应中为什么一定存在能量变化？化学反应放热还是吸热取决于什么因素？[提示]由于化学反应中反应物能量之和与生成物能量之和不相等，所以化学反应中一定有能量变化。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于：反应物总能量与生成物总能量的相对大小。[问题2]如图是氢气与氧气反应的示意图，从化学键的角度分析本图并完成下列讨论。从化学键的角度分析，为什么化学反应中一定存在能量的变化？[提示]旧键断裂时吸收的能量与新键形成时放出的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。1．从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析2．从反应热的量化参数——键能的角度分析1．生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：化学键N≡NF—FN—F键能/(kJ·mol－1)941.7154.8283.0下列说法中正确的是()A．过程N2(g)→2N(g)放出能量B．过程N(g)＋3F(g)→NF3(g)放出能量C．反应N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)的ΔH＞0D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应B[A项，由N2(g)→2N(g)化学键断裂需吸收能量；B项，N(g)＋3F(g)→NF3(g)是化学键形成，放出能量；C项，ΔH＝(941.7＋154.8×3－283.0×6)kJ·mol－1＝－291.9kJ·mol－1；D项，化学反应的实质是化学键的断裂和形成。]2．单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体，下列说法正确的是()A．S(s，单斜)=S(s，正交)ΔH3＝－0.33kJ·mol－1B．单斜硫比正交硫稳定C．相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高D．①式表示断裂1molO2中的共价键所吸收的能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量多297.16kJA[根据图知，单斜硫能量大于正交硫，所以单斜硫转化为正交硫放出热量，焓变＝(296.83－297.16)kJ·mol－1＝－0.33kJ·mol－1，所以S(s，单斜)=S(s，正交)ΔH3＝－0.33kJ·mol－1，A正确；能量越低越稳定，相同质量的单斜硫所含能量大于正交硫所含能量，所以正交硫较稳定，B错误；根据图知，相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量低，C错误；①式反应需断裂单斜硫中S—S键和氧气中的O=O键，不仅仅是断裂1molO2中的共价键所吸收的能量，D错误。]课堂达标测验1．下列说法正确的是()A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化C．任何放热反应在常温下一定能发生D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热D[化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。]2．下列说法不正确的是()A．化学变化过程是原子的重新组合过程B．化学反应的焓变用ΔH表示，单位是kJ·mol－1C．化学反应的焓变ΔH越大，表示放热越多D．化学反应中的能量变化不都是以热能形式表现出来的C[化学反应从微观角度考虑就是原子重新组合过程，A项正确；化学反应的焓变用ΔH表示，单位是kJ·mol－1,B项正确；ΔH有正、负符号，对于放热反应ΔH越大，表示放热越少，对于吸热反应ΔH越大，则表示吸热越多，C项错误；化学反应中的能量变化形式可以以热能、电能、光能等形式表现出来，D项正确。]3．(2021·北京师大遵义附属学校高二月考)下列过程中ΔH小于零的是()A．Ba(OH)2与NH4Cl固体混合B．氯化铵分解得氨气C．碳酸钙分解得二氧化碳D．实验室制备氢气D[根据常见的放热反应有：所有的物质燃烧、金属与酸或水反应、中和反应、铝热反应、绝大多数化合反应等；常见的吸热反应有：绝大多数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应。ΔH小于零的反应为放热反应。Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl混合反应、氯化铵受热分解、碳酸钙高温受热分解均属于吸热反应；实验室制备氢气是利用金属锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，属于放热反应，选项D符合。]4．(2021·广东深圳科学高中高二月考)如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是()图a图bA．图a表示的是吸热反应的能量变化B．图b中反应物比生成物稳定C．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化D．图a不需要加热就能发生，图b一定需要加热才能发生B[由题图a可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，表示的是放热反应的能量变化，A错误；图b中反应物的总能量小于生成物的总能量，根据能量最低原理，则反应物比生成物稳定，B正确；氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应为吸热反应，则不能用图a表示能量变化，C错误；图a表示的为放热反应，有些放热反应也需要加热才能发生，如碳的燃烧，D错误。]5．硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的一种原理是粗硅冶炼：①SiO2＋2CSi＋2CO↑。精炼硅：②Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：AB(1)①是____________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，②是____________反应，③是__________反应。(2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量_________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。[解析](2)因为反应②是放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。[答案](1)吸热放热吸热(2)小于基础课时2热化学方程式燃烧热学习任务1．能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。2．理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。一、热化学方程式1．概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。2．示例：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示的意义是在25℃、101kPa下，1mol气态H2与0.5mol气态O2反应生成1mol液态H2O时，放出的热量是285.8kJ。3．书写热化学方程式时应注意的问题(1)需注明反应时的温度和压强。若在25℃、101kPa时进行的反应，可不特别注明。(2)需注明反应物和生成物的聚集状态：s(固体)、l(液体)或g(气体)、aq(溶液)。(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)同一反应的ΔH与化学计量数成正比。微点拨：注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2kJ热量。(2)1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量。[解析]此类题的思路：首先根据题意写出物质的变化过程，如(1)中：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并定N2前计量数为1，此时的ΔH即为－92.2kJ·mol－1，再在前部分的基础上加上ΔH＝－92.2kJ·mol－1即可。[答案](1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1(2)Cu(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)ΔH＝－157kJ·mol－1二、燃烧热1．燃烧热的概念：在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。燃烧热的单位是kJ·mol－1。2．注意事项：“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时，下列元素要生成对应的物质：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。生成的水为液态不能是气态。3．燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为ΔH＝－890.3kJ·mol－1，它表示在25℃、101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.3kJ的热量。可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？如何配平燃烧热的热化学方程式？[提示]燃烧热指1mol可燃物燃烧放出的热量，与可燃物的物质的量无关。配平燃烧热的热化学方程式时先把可燃物的化学计量数定为1，再配平其他物质。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，所以氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·mol－1。 (×)[提示]燃烧热要求必须生成指定产物，注意H2燃烧生成物应为H2O(l)。(2)氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)eq\o(=,\s\up8(电解))2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5kJ·mol－1。 (×)[提示]燃烧热规定可燃物必须是1mol，正确的是2H2O(l)eq\o(=,\s\up8(电解))2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571kJ·mol－1。学习任务1热化学方程式的书写与正误判断能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理使用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。[问题1]乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量，尝试写出乙醇燃烧的热化学方程式。[提示]C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.89kJ·mol－1。[问题2]已知3.0g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98kJ，请写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式。[提示]燃烧热的热化学方程式应以1mol燃料为标准书写且生成的水为液态，所以表示乙烷燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1559.8kJ·mol－1。1．热化学方程式的书写步骤及要求2．“五看”法判断热化学方程式的正误一看方程式是否配平二看各物质的聚集状态是否正确三看ΔH的“＋”“－”符号是否正确四看反应热的单位是否为“kJ·mol－1”五看反应热的数值与化学计量数是否对应1．(2021·广东佛山实验中学高二月考)在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是()A．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.8kJ·mol－1B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－1C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.8kJ·mol－1D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1451.52kJ·mol－1B[1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热为22.68kJ×32＝725.76kJ，且物质的量与热量成正比，则甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1或2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－1。]2．根据所给信息完成下列热化学方程式：(1)已知1molC(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ热量，请写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________________________________。(2)1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________。(3)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，请写出1molNH3分解对应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________。(4)已知一些化学键的键能数据如表所示：化学键C—HC—FH—FF—F键能/(kJ·mol－1)414489565155请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](2)1.7gNH3的物质的量为0.1mol，则1molNH3完全反应放出的热量为226.7kJ。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－906.8kJ·mol－1或NH3(g)＋eq\f(5,4)O2(g)=NO(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－226.7kJ·mol－1。(4)首先根据反应物和生成物写出反应方程式，注明各物质的状态，化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差，根据键能数据可知，所求反应的反应热ΔH＝414kJ·mol－1×4＋155kJ·mol－1×4－489kJ·mol－1×4－565kJ·mol－1×4＝－1940kJ·mol－1。[答案](1)C(石墨，s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1(2)NH3(g)＋eq\f(5,4)O2(g)=NO(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－226.7kJ·mol－1(3)NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46.2kJ·mol－1(4)CH4(g)＋4F2(g)=CF4(g)＋4HF(g)ΔH＝－1940kJ·mol－1学习任务燃烧热的理解及计算2020年11月6日我国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭，成功将NewSat9­18等13颗卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功，这次任务是长征系列运载火箭的第351次飞行。长征火箭燃料为偏二甲基肼(CH3NCH3NH2)。已知：1.5g偏二甲基肼完全燃烧放出50kJ热量。[问题1]在计算偏二甲基肼的燃烧热时，碳、氢元素的产物应该是什么？[提示]C→CO2(g)，H→H2O(l)。[问题2]通过素材中所给数据计算偏二甲基肼的燃烧热是多少？[提示]由偏二甲基肼的摩尔质量为60g·mol－1得：n＝eq\f(1.5g,60g·mol－1)＝eq\f(1,40)mol，所以1mol偏二甲基肼燃烧时放出的热量为eq\f(50kJ,\f(1,40)mol)＝2000kJ·mol－1，即燃烧热为2000kJ·mol－1。1．对燃烧热的理解(1)反应条件：25℃和101kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)。(2)物质的燃烧热要求的是纯物质。(3)“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时，下列元素要生成对应的物质：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)等。C→CO不是完全燃烧；而S→SO3，SO3不是燃烧产物；生成的水为液态不能是气态。(4)文字叙述燃烧热时，用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol－1或ΔH＝－890.3kJ·mol－1。2．表示燃烧热的热化学方程式的书写燃烧热是以1mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，故在表示燃烧热的热化学方程式中常出现分数。例如，C8H18燃烧的热化学方程式为2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ·mol－1，C8H18的燃烧热为5518kJ·mol－1，而不是11036kJ·mol－1，表示其燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1。3．燃烧热的计算由燃烧热的定义可知：可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，物质的燃烧热：ΔH＝－eq\f(Q放,n可燃物)。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。1．(2021·湖南部分重点中学高二月考)燃烧是人们利用热能的重要方式。下列有关燃烧热的说法正确的是()A．燃烧热所指的燃烧产物一定是相应元素的最高价氧化物B．含碳物质燃烧生成1molCO2时所放出的热量是燃烧热C．实验测定H2的燃烧热时与所用H2量的多少无关D．1molC燃烧生成CO2时放出的热量是生成CO时放出的热量的2倍C[燃烧热所指的燃烧产物是指25℃、101kPa下稳定的氧化物，不一定是相应元素的最高价氧化物，如S元素的燃烧产物为SO2,A错误；燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，而不是生成1molCO2时所放出的热量，B错误；实验测定H2的燃烧热时最终要换算成1mol氢气燃烧生成液态水所放出的热量，与所用H2量的多少无关，C正确；1molC燃烧生成CO2时放出的热量与生成CO时放出的热量无法得出2倍关系，D错误。]2．已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kJ热量，1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。(1)写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：__________________________________________________________________________________________。(2)当CO(g)与CH4(g)完全燃烧生成等量的CO2(g)时(其中CH4燃烧的另一产物为液态水)，放出的热量之比为____________________；分别利用题述三种能源物质燃烧放出的热量使1000g水沸腾，则消耗的能源物质的质量最小的是________，消耗同温同压下的三种气体体积最小的是__________________。(3)若amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，则放出热量Q的范围是______________________________________。[解析]由三种物质的燃烧热数值可知，等质量的题述三种物质完全燃烧时H2放出的热量最多，等物质的量的题述三种物质完全燃烧时CH4放出的热量最多。[答案](1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1(2)283∶890H2CH4(3)283akJ＜Q＜890akJ课堂达标测验1．(2021·江苏海安高二月考)下列关于热化学方程式的说法错误的是()A．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比B．热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量，可以用整数或者简单分数C．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据D．同一化学反应，反应条件不同ΔH可能相同C[化学反应参加反应的物质的物质的量越多，总能量越大，则吸收或放出的热量越多，A正确；热化学方程式中各物质的化学计量数实际为物质的物质的量，可以用整数或者简单分数，B正确；热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示室温常压下的数据，不是标准状况下的数据，C错误；ΔH只与反应物和生成物状态有关，与反应过程无关，D正确。]2．(2021·河北部分重点中学高二月考)热化学方程式与普通化学方程式不同，下列有关热化学方程式CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1的说法错误的是()A．既表示化学反应中的物质变化，又表示化学反应中的能量变化B．表示1molCO(g)与eq\f(1,2)molO2(g)完全反应生成1molCO2(g)放出283.0kJ热量C．一氧化碳的燃烧热为283.0kJ·mol－1D．CO与O2反应生成CO2只能实现化学能向热能的转化D[CO与O2反应生成CO2为氧化还原反应可实现化学能向电能的转化。]3．(2021·湖南长沙实验中学高二月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1C．500℃、30MPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJD．H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1，则相同条件下，2molHF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和D[A项反应是吸热反应，说明石墨的总能量低于金刚石的总能量，石墨较稳定，A错误；氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，单位是kJ·mol－1，气态水液化时放出热量，由2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1可知，其燃烧热大于483.6kJ·mol－1÷2＝241.8kJ·mol－1,B错误；合成氨是可逆反应，1.5molH2在氮气过量的情况下也不可能全部转化为生成物，放出的热量应小于46.2kJ,C错误；D项反应是放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，D正确。]4．(2021·山东新泰一中月考)在汽油中添加适量酒精作为汽车燃烧的技术正在逐步向全国推广。已知C8H18和C2H5OH燃烧的热化学方程式分别为2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－10000kJ·mol－1，C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1000kJ·mol－1。假定汽油的成分为C8H18，则用添加酒精的汽油作汽车燃料时，不能达到的目的是()A．节省化石燃料，改善能源结构B．减少每千克燃料燃烧时所释放的CO2C．乙醇可由粮食发酵而成，有利于转化过剩的粮食D．提高每千克燃料燃烧放出的热量D[酒精是可再生燃料，故用酒精替代化石燃料，可以节省不可再生的化石燃料，改善能源结构；1000gC8H18燃烧放出的CO2的物质的量约为70mol,1000gC2H5OH燃烧放出的CO2的物质的量约为43mol，用添加酒精的汽油作汽车燃料时，能减少每千克燃料燃烧时所释放的CO2；工业酒精的生产原材料有粮食、秸秆等，这样可以利用过剩的粮食，同时弥补能源的不足；1000gC8H18燃烧放出的热量约为43860kJ,1000gC2H5OH燃烧放出的热量约为21739kJ，故每千克酒精燃烧放出的热量比汽油少，用添加酒精的汽油作汽车燃料时，不能提高每千克燃料燃烧放出的热量。]5．计算填空：在25℃、101kPa时，H2在1.00molO2中完全燃烧生成2.00molH2O(l)放出571.6kJ的热量。(1)该条件下，H2的燃烧热ΔH为________________。(2)已知：CH4的燃烧热是ΔH＝－890kJ·mol－1，H2和CH4混合气体112L(标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为3695kJ，则混合气体中H2和CH4的体积比为________。[解析](1)H2的燃烧热应以燃烧1molH2为标准，当H2完全燃烧生成2.00molH2O(l)时，需燃烧2.00molH2，故H2的燃烧热ΔH为－eq\f(571.6kJ,2mol)＝－285.8kJ·mol－1。(2)设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x和y，则有：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝\f(112L,22.4L·mol－1),x×285.8kJ·mol－1＋y×890kJ·mol－1＝3695kJ))解之得：x≈1.25mol，y≈3.75mol，则n(H2)∶n(CH4)＝1∶3。[答案](1)－285.8kJ·mol－1(2)1∶3第二节反应热的计算基础课时3反应热的计算学习任务1．认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间的相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2．了解盖斯定律及其简单应用，能进行反应焓变的简单计算，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。一、盖斯定律1．内容一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。2．特点(1)在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的途径无关。(2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。3．意义有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。如：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反应的ΔH无法直接测得，但下列两个反应的ΔH可以直接测得：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1上述三个反应具有如下关系：则在此温度下C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5kJ·mol－1。(正确的打“√”，错误的打“×”)(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)盖斯定律遵守能量守恒定律 (√)(3)将碳控制燃烧进度，先燃烧生成CO，再将CO燃烧生成CO2，能够放出更多热量 (×)(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。 (×)二、反应热的计算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aA＋bB=cC＋dDΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)|Q|则eq\f(nA,a)＝eq\f(nB,b)＝eq\f(nC,c)＝eq\f(nD,d)＝eq\f(|Q|,|ΔH|)。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。(2021·岑溪市校级月考)CH4­CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：CH4­CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－394kJ·mol－1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－111kJ·mol－1该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。[解析]对上述已知热化学方程式依次编号为①②③，催化重整反应为④，根据盖斯定律2×③－①－②＝④，故ΔH4＝2×ΔH3－ΔH1－ΔH2＝2×(－111kJ·mol－1)－(－75kJ·mol－1)－(－394kJ·mol－1)＝＋247kJ·mol－1。[答案]＋247学习任务1盖斯定律的理解与应用发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和二氧化氮(NO2)为氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1②eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH＝－269kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1④[问题1]你能否依据盖斯定律写出肼和二氧化氮反应的热化学方程式？[提示]结合盖斯定律：②×2－①可得反应2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)，其反应热ΔH＝(－543kJ·mol－1)×2－(＋67.7kJ·mol－1)＝－1153.7kJ·mol－1，即2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1153.7kJ·mol－1。[问题2]有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大，试写出肼和氟气反应的热化学方程式。[提示]结合盖斯定律知：②＋③×4－④×2得反应N2H4(g)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)，其反应热ΔH＝(－543kJ·mol－1)＋(－269kJ·mol－1)×4－(－242kJ·mol－1)×2＝－1135kJ·mol－1，即N2H4(g)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1135kJ·mol－1。运用盖斯定律解题的常用方法1．虚拟路径法：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH；②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，如图所示：则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。2．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，s)=4P(红磷，s)的热化学方程式。已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s)ΔH1①P(红磷，s)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2②即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式：P4(白磷，s)=4P(红磷，s)ΔH＝ΔH1－4ΔH2。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。1．(2021·福建三明一中高二月考)联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是()①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1A．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1B．O2(g)＋2H2(g)=2H2O(l)ΔH5，ΔH5＞ΔH3C．1molO2(g)和2molH2(g)具有的总能量高于2molH2O(g)D．联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热且产物无污染B[由盖斯定律计算2×③－2×②－①得到④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1,A正确；气态水变化为液态水过程中放出热量，焓变为负值，则ΔH5＜ΔH3,B错误；O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)反应为放热反应，ΔH3＜0,1molO2(g)和2molH2(g)具有的总能量高于2molH2O(g)，C正确；反应分析可知反应放出大量热，生成无污染气体，D正确。]2．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______________________________________________________________________________。[解析](1)途径Ⅱ中，根据盖斯定律①＋(②＋③)×eq\f(1,2)可得途径Ⅰ的方程式，故两种途径放出的热量相同。(2)ΔH1＝ΔH2＋eq\f(1,2)(ΔH3＋ΔH4)。(3)因为ΔH＞0，故反应物的总能量小于生成物的总能量。[答案](1)等于(2)ΔH1＝ΔH2＋eq\f(1,2)(ΔH3＋ΔH4)(3)小于吸收高温学习任务2反应热计算的常用方法已知下列信息：①Na(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH＝－411kJ·mol－1②乙醇的燃烧热ΔH＝－1366.8kJ·mol－1③已知下列反应的反应热CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1[问题1]根据信息①，求生成2molNaCl的反应热。[提示]ΔH′＝2ΔH＝－411kJ·mol－1×2＝－822kJ·mol－1。[问题2]根据信息②，求1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？[提示]Q＝n×1366.8kJ·mol－1＝eq\f(1000g,46g·mol－1)×1366.8kJ·mol－1≈29713.0kJ＝2.97×104kJ。[问题3]根据信息③，计算反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反应热。[提示]根据盖斯定律，将已知中的后2个方程式分别乘以2，然后相加，最后减去第一个方程式即得要求的方程式，ΔH也进行相应计算处理。即ΔH′＝(－393.5kJ·mol－1)×2＋(－285.8kJ·mol－1)×2－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。反应热的计算计算依据计算方法根据热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正、负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数根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根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热根据化学键的变化ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量和－生成物的化学键形成所放出的能量和根据反应物和生成物的总能量ΔH＝E(生成物)－E(反应物)1．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，实验室测得4molSO2发生上述化学反应时放出314.3kJ热量，SO2的转化率最接近于()A．40%B．50%C．80%D．90%C[参加反应的SO2为eq\f(314.3kJ×2mol,196.6kJ)≈3.2mol，SO2的转化率为eq\f(3.2mol,4mol)×100%＝80%。]2．(1)随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)=2HI(g)＋H2SO4(l)ΔH＝akJ·mol－12H2SO4(l)=2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝bkJ·mol－12HI(g)=H2(g)＋I2(g)ΔH＝ckJ·mol－1则：2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝________kJ·mol－1。(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CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。下表所列为常见化学键的键能数据：化学键C—CC—HH—HC—OC≡OH—Oeq\f(键能,kJ·mol－1)348414436326.81032464则该反应的ΔH＝________kJ·mol－1。(3)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：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：______________________________________________________________________________________。②ΔH2＝________kJ·mol－1。[解析](1)将题给热化学方程式依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2得2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝(2a＋b＋2c)kJ·mol－1。(2)ΔH＝1032kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－3×414kJ·mol－1－326.8kJ·mol－1－464kJ·mol－1＝－128.8kJ·mol－1。(3)①由图可知1molS(s)完全燃烧放出的热量为297kJ，故能表示硫的燃烧热的热化学方程式为S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1。②由图可知，参加反应的n(SO2)＝1mol－0.2mol＝0.8mol，根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，ΔH2＝0.8×eq\f(1,2)×(－196.6kJ·mol－1)＝－78.64kJ·mol－1。[答案](1)2a＋b＋2c(2)－128.8(3)①S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1②－78.64课堂达标测验1．物质E在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是()A．E→JΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．G→J|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|B[由盖斯定律可知：E→JΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH6，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故A项正确，B项错误；由G→J可以判断，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－(ΔH1＋ΔH2＋ΔH6)，故C项正确；由E→H知：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)，故D项正确。]2．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤如下：TiO2→TiCl4eq\o(→,\s\up8(镁/800℃/Ar))Ti。已知：①C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1；②TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)ΔH2。则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为()A．2ΔH1＋2ΔH2 B．2ΔH1＋ΔH2C．2ΔH1－ΔH2 D．2ΔH1－2ΔH2B[依据盖斯定律，反应①×2＋②可得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)ΔH＝2ΔH1＋ΔH2。]3．关于如图所示的转化关系(X代表卤素)，下列说法不正确的是()A．2H(g)＋2X(g)=2HX(g)ΔH3<0B．生成HX的反应热与途径无关，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3C．途径Ⅲ生成HCl放出的热量比生成HBr的多，说明HCl比HBr稳定D．Cl、Br、I的非金属性依次减弱，所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多D[原子形成化学键时放热，焓变小于0，则2H(g)＋2X(g)=2HX(g)ΔH3<0，A项正确；反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，生成HX的反应热与途径无关，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，B项正确；途径Ⅲ生成HCl放出的热量比生成HBr放出的热量多，说明HCl的能量低，比HBr稳定，C项正确；Cl、Br、I的原子半径依次增大，断裂Cl2、Br2、I2中的化学键需要的能量依次减少，所以途径Ⅱ吸收的能量依次减少，D项错误。]4．(2021·山东新泰一中高二月考)让生态环境更秀美、人民生活更幸福！为此，冬季取暖许多家庭用上了清洁能源天然气。实际生产中天然气需要脱硫，在1200℃时，工艺中会发生下列反应：①H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH1②2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2③H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH3④2S(g)=S2(g)ΔH4。则ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2＋3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)B[将2×②＋2×①－6×③得到6S(g)=3S2(g)的焓变3ΔH4＝2ΔH1＋2ΔH2－6ΔH3；所以2S(g)=S2(g)的焓变ΔH4＝eq\f(1,3)(2ΔH1＋2ΔH2－6ΔH3)＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。]5．研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：①CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.0kJ·mol－1此反应的热化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________。(2)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：CO(g)＋NO2(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－bkJ·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)。(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－574kJ·mol－1①CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝？②若1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则ΔH2＝________________。[解析](1)依据题意知，处理烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质S，对照反应①和②，并根据盖斯定律将反应①×2－②可得答案。(2)假设两个反应分别为①、②，由①×2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋4CO2(g)ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol－1，反应中转移电子为8e－。因此标准状况下的3.36LCO还原NO2时，转移电子为eq\f(\f(3.36,22.4),4)×8mol＝0.3mol，放出的热量为eq\f(\f(3.36,22.4),4)×(2a＋b)kJ＝eq\f(32a＋b,80)kJ。(3)CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，根据盖斯定律，ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2＝(－867kJ·mol－1)×2－(－574kJ·mol－1)＝－1160kJ·mol－1。[答案](1)2CO(g)＋SO2(g)S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270.0kJ·mol－1(2)0.3eq\f(32a＋b,80)(3)－1160kJ·mol－1能力课时1盖斯定律的综合应用探究任务能利用盖斯定律进行焓变的计算、书写热化学方程式，培养学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力，提升学生证据推理与模型认知的化学核心素养。1．高考主要以生产生活、科学技术和能源问题为背景，将热化学方程式的书写和盖斯定律的计算融合考查。盖斯定律应用于反应热计算的流程如图所示：2．运用盖斯定律的三个注意事项(1)热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。(1)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝＋83kJ·mol－1CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1则4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。[审题流程]模型认知定思路，破除迷障巧解题。[解析](1)利用盖斯定律解答本题。CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝＋83kJ·mol－1①CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1②CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1③则4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)可由①×2＋②×2＋③×2得到，所以其ΔH＝＋83kJ·mol－1×2＋(－20kJ·mol－1)×2＋(－121kJ·mol－1)×2＝－116kJ·mol－1。(2)由题图可知，反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O2H2SO4＋S↓。根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(反应Ⅰ＋反应Ⅲ)可得3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1。[答案](1)－116(2)3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－11．盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ·mol－1写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的热化学方程式：_____________________________________________________________________________。[解析]依据盖斯定律①×3－③×2－②得到6CO(g)＋6FeO(s)=6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝－66kJ·mol－1；即热化学方程式为CO(g)＋FeO(s)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1。[答案]CO(g)＋FeO(s)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－12．以H2合成尿素CO(NH2)2的有关热化学方程式有：①N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1②NH3(g)＋eq\f(1,2)CO2(g)=eq\f(1,2)NH2CO2NH4(s)ΔH2＝－79.7kJ·mol－1③NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH3＝＋72.5kJ·mol－1则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]则根据盖斯定律可知①＋②×2＋③即得到N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－179.3kJ·mol－1。[答案]N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－179.3kJ·mol－13．研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2，在膜反应器中分离H2，发生的反应为2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)ΔH1；②2S(g)S2(g)ΔH2。则ΔH＝____________________(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SOeq\o\al(2－,4)，两步反应的能量变化示意图如下：1molH2S(g)全部氧化为SOeq\o\al(2－,4)(aq)的热化学方程式为________________________________________________________________________________。[解析](1)已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)ΔH1②2S(g)S2(g)ΔH2反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)可以根据①×2＋②得到。(2)由图可知，第一步热化学反应为H2S(g)＋0.5O2(g)=S(s)＋H2O(g)ΔH＝－221.19kJ·mol－1；第二步反应为S(s)＋1.5O2(g)＋H2O(g)=2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH＝－585.20kJ·mol－1；依据盖斯定律，第一步与第二步方程式相加得：H2S(g)＋2O2(g)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq)ΔH＝－806.39kJ·mol－1。[答案](1)2ΔH1＋ΔH2(2)H2S(g)＋2O2(g)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq)ΔH＝－806.39kJ·mol－1城市生活垃圾资源化清洁再生利用，是近年新兴起来的朝阳产业。针对我国现阶段城市生活垃圾多组分、高水分、低热值的特点，浙大热能所提出了内循环燃烧、气力输送式冷渣分选回送，湍流式烟气净化法为主要内容的“城市生活垃圾清洁焚烧”新方法，并成功应用于日处理800吨城市生活垃圾流化床焚烧炉的工程示范。该研究成果包括重金属、有机污染物、二英、氟、氯及化合物、小颗粒及温室气体等污染物的生成机理及控制技术，特别是对多种污染物的同时脱除进行了开创性的研究工作