高三一轮复习热化学方程式盖斯定律

17讲

化学能与热能（二）一轮复习热化学方程式盖斯定律教材基础知识梳理一、热化学方程式(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义：表明了化学反应中的______变化和______变化。例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa下，物质能量2

mol气态H2与1

mol气态O2反应生成2

mol液态H2O时，放出571.6

kJ的热量教材基础知识梳理(3)书写要求①注明反应的温度和压强(25℃、101kPa下进行的反应可不注明)。②注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。⑤由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。⑥同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。(4)判断热化学方程式正误的“五看”教材基础知识梳理一看状态→看各物质的聚集状态是否正确；二看符号→看ΔH的“＋”“-”是否正确；三看单位→看反应热的单位是否为kJ/mol；四看数值→看反应热数值与化学计量数是否相对应；五看概念→看、中和热的热化学方程式。教材基础知识梳理俄乌冲突爆发以来，许多西方国家宣布制裁俄罗斯，制裁范围涵盖俄罗斯的猫、树以及该国的文艺作品等，但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。天然气的主要成分是甲烷，下列能正确表示甲烷摩尔燃烧焓的热化学方程式是B教材基础知识梳理二、摩尔燃烧焓、中和热、能源摩尔燃烧焓中和热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔH

0，单位均为kJ·mol－1不同点反应物的量________不一定为1mol生成物的量不确定生成水的量为_________反应热的含义101kPa时，_________纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成

时所放出的热量表示方法燃烧热ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)强酸与强碱反应的中和热ΔH＝

＜1mol1mol1mol1molH2O(l)－57.3kJ·mol－12．中和热的测定（1）实验装置（3）注意事项①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是______。②为保证完全中和，采取的措施是_______________。保温酸(或碱)稍过量教材基础知识梳理怎样用玻璃搅拌器搅拌溶液？能不能用金属(如铁、铜等)搅拌棒代替？教材基础知识梳理上下搅拌，使溶液混合均匀；金属导热性能好会导致热量的散失金属可能还与盐酸反应，所以不能用金属搅拌器代替【特别提醒】(1)中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量为57.3kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。(2)对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“一”，但其焓变为负值。(3)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1mol。教材基础知识梳理3.能源(1)能源的分类教材基础知识梳理(2)解决能源问题的措施①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。【方法技巧】(1)有关摩尔燃烧焓的判断，一看是否以1mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。(2)有关中和热的判断，一看是否以生成1molH2O为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应充分考虑弱酸、弱碱，电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。反应热答题规范指导(1)描述反应热时，无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都需要带“＋”“-”符号。如：某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-QkJ·mol-1或ΔH=＋QkJ·mol-1。(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如：某物质的燃烧热为ΔH=-QkJ·mol-1或QkJ·mol-1.教材基础知识梳理（1）甲烷的摩尔燃烧焓ΔH＝－890kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－890kJ·mol－1（）（2）在稀溶液中：H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量为57.3kJ（）××(3)H2(g)的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2O===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。(

)(4)葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则2(1)C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝－1400kJ·mol－1。(

)(5)化石燃料在空气中燃烧过程中化学能全部转化为热能。(

)(3)×

(4)√

(5)×B25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的摩尔燃烧焓ΔH为－5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是(

)A．2H＋(aq)＋SO4(2－)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋2(1)H2SO4(aq)===2(1)K2SO4(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋2(25)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)

ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)

ΔH＝－5518kJ·mol－1B分别取40mL0.50mol·L－1盐酸与40mL0.55mol·L－1

氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是(

)A．加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应B．仪器A的名称是玻璃搅拌器C．在实验过程中，测量完盐酸的温度后，把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度D．用稀醋酸代替稀盐酸，结果是一样的D教材基础知识梳理二、盖斯定律的综合应用1．盖斯定律的内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，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，而与反应的途径无关。2．盖斯定律的意义：间接计算某些反应的反应热。教材基础知识梳理“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则热化学方程式方程式系数关系焓变之间的关系反应Ⅰ：aA(g)===B(g)ΔH1反应Ⅱ：B(g)===aA(g)ΔH2Ⅰ＝－ⅡΔH1＝－ΔH2反应Ⅰ：aA(g)===B(g)ΔH1反应Ⅱ：A(g)===1/aB(g)ΔH2Ⅰ＝a×ⅡΔH1＝a×ΔH2/ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5角度1利用盖斯定律计算反应热[典例1]依据图示关系，下列说法不正确的是(

)A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关C(2020山东卷节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:+40.9解析(1)根据盖斯定律可得Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,则ΔH3=+40.9kJ·mol-1。(2021广东卷改编)我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:①根据盖斯定律,反应a的ΔH1=

②一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该过程分

步进行,其中,第

步的正反应活化能最大。

ΔH2+ΔH3-ΔH5(或ΔH3-ΔH4)44(2021全国甲节选)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现:①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+41kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH2=-90kJ·mol-1总反应的ΔH=

kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是

(填字母),判断的理由是

。

-49AΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①的活化能大于反应②的(2020·河南三门峡市高三一模)已知下列反应的热化学方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)

ΔH12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH2C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH3反应4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为(

)A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3A根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法:(1)计算步骤。(2)计算方法。

根据盖斯定律书写热化学方程式(2020·全国卷Ⅰ，28(1))钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为_______________________解析(1)根据图示写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)

ΔH1＝－399kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)

ΔH2＝－24kJ·mol－1，由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)，根据盖斯定律，该反应的ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol－1)－(－24kJ·mol－1)×2＝－351kJ·mol－1。2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1反应热的相关计算已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键H—HH—O键能/(kJ·mol－1)436463热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－1则2O(g)===O2(g)的ΔH为(

)A．428kJ·mol－1 B．－428kJ·mol－1C．498kJ·mol－1 D．－498kJ·mol－1D(1)(2021·新高考海南卷)已知：CO(g)＋2(1)O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－283kJ·mol－1。则25℃，100kPa时，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知O===O、C≡O键的键焓分别为495kJ·mol－1、799kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键的键焓为________kJ·mol－1。(2)(2021·新高考湖北卷)反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋125kJ·mol－1；已知键能：E(C—H)＝416kJ·mol－1，E(H—H)＝436kJ·mol－1，由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为________kJ。(1)664.75

(2)271(2021·湖南卷，14)(双选)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法错误的是(

)A．该过程的总反应为HCOOH催化剂CO2↑＋H2↑B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定CD分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOH催化剂(=====)CO2↑＋H2↑，A说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO－浓度减小，会降低Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度