第03讲 反应热的计算（解析版）-2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

这是一份第03讲 反应热的计算（解析版）-2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1），共16页。试卷主要包含了证据推理与模型认知，科学态度与社会责任，5 g水蒸气放出60，25 ml　60，6 kJ·ml－1，，2kJ/mlB．+69，7能量，7 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。
1.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。
2.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
一、盖斯定律
1．盖斯定律内容
(1)实验证明，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。换句话说，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。
例：下图表示始态到终态的反应热。
(2)盖斯定律的意义
应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。
2．应用盖斯定律计算ΔH的方法
(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：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(2)方程式叠加法
依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数，调整已知方程式，最终加合成目标方程式，ΔH同时作出相应的调整和运算。
【特别提醒】利用盖斯定律注意事项
利用盖斯定律时注意以下三点：
1依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。
2每个已知方程式只能调整一次。
3ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。
二、反应热的计算
1．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正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则eq \f(nA,a)＝eq \f(nB,b)＝eq \f(nC,c)＝eq \f(nD,d)＝eq \f(Q,|ΔH|)。
例1.已知由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气时放出60.45 kJ的热量。
(1)写出H2燃烧的热化学方程式。
(2)计算该条件下50 g H2燃烧放出的热量。
【解析】(1)已知生成4.5 g水蒸气(0.25 ml)放出60.45 kJ的热量
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH
2 ml 1 ml 2 ml |ΔH|
0.25 ml 60.45 kJ
则eq \f(2,0.25)＝eq \f(|ΔH|,60.45)，|ΔH|＝483.6 kJ·ml－1，
由于反应放热，所以ΔH＝－483.6 kJ·ml－1，
故热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1。
(2)50 g H2的物质的量为eq \f(50 g,2 g·ml－1)＝25 ml，
50 g H2放出热量为25 ml×eq \f(483.6,2) kJ·ml－1＝6 045 kJ。
【答案】(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1
(2)6 045 kJ
2．根据反应物、生成物的键能计算
ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。
例2.根据键能数据计算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH＝_____________。
【解析】ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)＝(4×414＋4×155－4×489－4×565) kJ·
ml－1＝－1 940 kJ·ml－1。
【答案】－1 940 kJ·ml－1
3．根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃烧热)。
例3.已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·ml－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为( )
A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ
【答案】A
【解析】丙烷分子式是C3H8，燃烧热为2 215 kJ·ml－1，则1 ml丙烷完全燃烧会产生4 ml水，放热2 215 kJ，1.8 g水的物质的量为0.1 ml，则消耗丙烷的物质的量为0.025 ml，所以反应放出的热量为0.025 ml×2 215 kJ·ml－1＝55.375 kJ，则放出的热量约为55 kJ。
4．根据盖斯定律计算
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及其ΔH。
例4.CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·ml－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·ml－1
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·ml－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·ml－1。
【解析】将题给三个反应依次编号为①②③：
C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·ml－1①
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·ml－1②
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·ml－1③
根据盖斯定律，由③×2－①－②可得
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247 kJ·ml－1。
【答案】＋247
三、ΔH的大小比较
1．同一物质不同聚集状态
H2O(s)===H2O(l) ΔH1
H2O(s)===H2O(g) ΔH2
由物质的能量E大小比较知热量：Q10，A错误；
B．非金属元素原子得电子释放能量，非金属性越强，得电子形成的阴离子越稳定，释放出来能量越多，因为非金属性Cl>Br，所以0液态>固态，氢气与氯气反应放热，故生成HCl(l)放出热量更多，0>ΔH1>ΔH2，D错误；答案选B。
【变式1-2】已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式可表示为 ，又知弱电解质的电离是吸热过程。向1L0.5的溶液中分别加入下列物质：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应时的焓变分别为、、，则、、的关系是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】醋酸是弱酸，电离时吸热，浓硫酸溶于水时会放出较多热量，故发生中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)＞Q (稀硝酸)＞Q (稀醋酸)，又因放热反应的焓变为负值，所以∆H2＜∆H3＜∆H1，故选D。
考点03 反应热的计算
【例3】工业上合成氰化氢()的一种反应原理为：。利用下列相关化学键的键能数据，估算该反应的约为
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】=反应物的总键能-生成物的总键能=4×414+3×389-（414+896+3×436）=；
【解析】A．根据分析可得，该反应的约为，A正确；
B．根据分析可得，该反应的约为，B错误；
C．根据分析可得，该反应的约为，C错误；
D．根据分析可得，该反应的约为，D错误；
故选A。
【变式1-1】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1ml化学键时释放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·ml1)：P-P：198 P-O：360 O=O：498，则反应P4(白磷)+3O2= P4O6的反应热△H为
A．-1638 kJ·ml1B．+1638 kJ·ml1
C．-126 kJ·ml1D．+126 kJ·ml1
【答案】A
【解析】根据反应物键能之和—生成物键能之和，则反应的，故选A。
【变式1-2】已知下列几种含碳化合物的转化及能量变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A．
B．1完全燃烧可释放779.7能量
C．的燃烧热
D．1具有的能量大于1具有的能量
【答案】C
【解析】A．根据图示， ，A错误；
B．根据本题所给信息无法得出1完全燃烧释放的能量，B错误；
C．根据图示，，说明的燃烧热，C正确；
D．根据图示可以得出1和具有的能量大于1的能量，但不能得出1具有的能量大于1具有的能量，D错误；
故选C。
1．假定反应体系的始态为s，终态为l，它们之间变化如图所示：sl，则下列说法不正确的是
A．若ΔH10B．若ΔH1ΔH2
【答案】A
【解析】A．根据图①可知金刚石的能量大于石墨，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确；
B．根据图②可知白磷的能量大于红磷，红磷比白磷稳定，故B错误；
C．根据图④可知CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH0，D正确；
故选A。
15．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1=-24.8kJ·ml-1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2=-47.19kJ·ml-1
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3=640.4kJ·ml-1
则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO2气体时对应的ΔH约为
A．-218kJ·ml-1B．-109kJ·ml-1C．109kJ·ml-1D．218kJ·ml-1
【答案】B
【解析】根据盖斯定律，由①-[②+③×2]×，把结果除以2化简后，得FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218kJ·ml-1，14gCO的物质的量为0.5ml，反应放热为218kJ×0.5=109kJ，即ΔH=-109kJ·ml-1。
答案选B。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·ml－1)
414
489
565
155
化学键
键能/
414
389
896
436
化学键
O－H
H－H
O－O
键能kJ·ml-1
463
436
498.3