高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算学案，共5页。

[微点突破]


1．辨析两个易混概念——燃烧热和中和热


(1)燃烧热和中和热的比较


(2)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＝－Q kJ·ml－1或ΔH＝＋Q kJ·ml－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＝－Q kJ·ml－1或Q kJ·ml－1。


2．突破一个高考热点——盖斯定律的应用


根据盖斯定律，通过计算反应热，可以书写新的热化学方程式；比较反应热的大小，判断物质的稳定性(同素异形体稳定性比较)。运用盖斯定律分析解题的关键：设计出合理的反应过程，利用热化学方程式进行适当的加减等“运算”。盖斯定律应用于反应热计算的流程如图所示：








【典例】 已知下列热化学方程式：


(1)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·ml－1


(2)3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·ml－1


(3)Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋19 kJ·ml－1


写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：


_________________________________________________________________


________________________________________________________________。


[解析] 本题主要考查了盖斯定律的应用。根据题目中所给的有关热化学方程式进行分析：从方程式(3)与方程式(1)可以看到我们需要的有关物质。但方程式(3)必须通过方程式(2)才能和方程式(1)结合在一起。将方程式(3)×2＋方程式(2)得：2Fe3O4(s)＋2CO(g)＋3Fe2O3(s)＋CO(g)===6FeO(s)＋2CO2(g)＋2Fe3O4(s)＋CO2(g)


ΔH＝＋19 kJ·ml－1×2＋(－47 kJ·ml－1)，


整理得：(4)Fe2O3(s)＋CO(g)===2FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝－3 kJ·ml－1。


将(1)－(4)得：2CO(g)===2Fe(s)＋2CO2(g)－2FeO(s) ΔH＝－25 kJ·ml－1－(－3 kJ·ml－1)，


整理得：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·ml－1。


[答案] FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·ml－1


[专题对练]


1．已知反应热：


①25 ℃、101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·ml－1


②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1


弱酸电离时吸热。下列结论正确的是( )


A．C的燃烧热大于110.5 kJ·ml－1


B．①的反应热为221 kJ·ml－1


C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·ml－1


D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 ml水，放出57.3 kJ热量


A [①的反应热为－221 kJ·ml－1；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·ml－1；稀醋酸是弱酸，与稀NaOH溶液反应时电离吸热，所以生成1 ml 水放出的热量小于57.3 kJ。]


2．已知： ①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·ml－1；②Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝－226 kJ·ml－1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )


A．CO的燃烧热为283 kJ


B．反应①正反应活化能与逆反应活化能之差为＋566 kJ·ml－1


C．反应2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452 kJ·ml－1


D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023


C [CO的燃烧热为283 kJ·ml－1，A错误；反应①正反应活化能与逆反应活化能之差为反应热，为－566 kJ·ml－1，B错误；题目中第二个方程式的2倍为2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－452 kJ·ml－1，本题中的CO2(s)多一步变气体吸热的过程，所以本题放出的热量就少于452 kJ，但是ΔH＞－452 kJ·ml－1，C正确；题目中eq \f(1,2)×①＋②为Na2O2(s)＋CO(g)===Na2CO3(s) ΔH＝－509 kJ·ml－1，此时放热509 kJ，因为CO是1 ml，所以转移电子数是2倍的6.02×1023，D错误。]


3．已知下列反应的热化学方程式为


(1)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·ml－1


(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1


(3)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·ml－1


则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH为( )


A．－488.3 kJ·ml－1B．－191 kJ·ml－1


C．－476.8 kJ·ml－1D．－1 549.6 kJ·ml－1


A [根据盖斯定律，反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)实质上是反应(2)×2＋反应(3)×2－反应(1)，即所求的反应热ΔH＝ΔH2×2＋ΔH3×2－ΔH1＝[－393.5×2＋(－285.8)×2－(－870.3)] kJ·ml－1＝－488.3 kJ·ml－1。]


4．(1)在微生物作用的条件下，NHeq \\al(＋,4)经过两步反应被氧化成NOeq \\al(－,3)。两步反应的能量变化示意图如下：





(第一步反应)





①第一步反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是______________________________________________。


②1 ml NHeq \\al(＋,4)(aq)全部氧化成NOeq \\al(－,3)(aq)的热化学方程式是_______________。


(2)已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·ml－1，蒸发1 ml Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：


则表中a＝________。


[解析] (1)由图可知：NHeq \\al(＋,4)(aq)＋eq \f(3,2)O2(g)===NOeq \\al(－,2)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－273 kJ·ml－1，NOeq \\al(－,2)(aq)＋eq \f(1,2)O2(g)===NOeq \\al(－,3)(aq) ΔH＝－73 kJ·ml－1,2个热化学方程式相加即可得第②问答案。(2)由题中热化学方程式及蒸发1 ml Br2(l)吸热30 kJ可得：H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－102 kJ·ml－1，则436＋200－2a＝－102，a＝369。


[答案] (1)①放热 ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) ②NHeq \\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)===NOeq \\al(－,3)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·ml－1 (2)369燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0，单位均为kJ·ml－1
不同点
反应物的量
1 ml
不一定为1 ml
生成物的量
不确定
生成水的量为1 ml
表示方法
燃烧热为a kJ·ml－1或ΔH＝－a kJ·ml－1
中和热为57.3 kJ·ml－1或ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
物质
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 ml分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)
436
200
a