主题14:化学能与热能李仕才考点四 盖斯定律及反应热的计算 一、反应热大小的比较1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:2.看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。3.看化学计量数。当反应物和生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。4.看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。【特别提醒】吸、放热反应过程中,比较吸收或放出热量(Q)的多少时,只比较数值大小,但比较ΔH大小时,必须带“+”“-”比较,对放热反应,放热越多,ΔH越小;对吸热反应,吸热越多,ΔH越大。二、利用盖斯定律书写热化学方程式1.盖斯定律: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、终态有关,而与反应的途径无关。2.书写方法三、反应热的计算1.利用物质能量计算:ΔH=????E(生成物)-????E(反应物)。2.利用键能进行计算:ΔH=????E(反应物键能)-????E(生成物键能)。3.利用活化能(Ea)进行计算:ΔH=Ea(反应物)-Ea(生成物)。6,4.利用盖斯定律进行计算:对于存在下列关系的反应,ΔH3=ΔH1+ΔH2。1.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的)中,ΔH1>ΔH2的是( )。A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1;CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH2B.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH1;H+(aq)+NH3·H2O(aq)N(aq)+H2O(l) ΔH2C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2D.CO2(g)CO(g)+12O2(g) ΔH1;2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH2【解析】氢气燃烧是放热反应,ΔH1<0,石灰石的分解是吸热反应,ΔH2>0,故ΔH1<ΔH2,A项错误;中和反应放出热量,强酸与强碱反应的中和热数值大于弱碱与强酸反应的中和热数值,故ΔH1<ΔH2,B项错误;气态硫本身所具有的能量高于固态硫,其燃烧时所放出的热量比等量的固态硫放出的热量多,故ΔH1>ΔH2,C项正确;因CO燃烧生成CO2是放热反应,所以CO2分解是吸热反应,ΔH1为正值,前一个反应吸收的热量小于后者,故ΔH1<ΔH2,D项错误。【答案】C2.能源是人类生存和发展的重要支柱。已知下列热化学方程式:①2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1=akJ·mol-1②H2(g)+12O2(g)2H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1③C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH3=ckJ·mol-1④C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH4=dkJ·mol-1(1)根据以上信息判断,下列说法正确的是 。 A.氢气的燃烧热为-akJ·mol-1B.碳的燃烧热为-ckJ·mol-1C.无法比较c和d的大小D.12a<b6,(2)co燃烧的热化学方程式为>d,C项错误;热化学方程式化学计量数改变,焓变随之改变,①2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1=akJ·mol-1,液态水形成气态水吸热,②H2(g)+12O2(g)2H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1,焓变为负值,则b>12a,D项正确。(2)③C(s)+12O2(g)CO(g) ΔH3=ckJ·mol-1;④C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH4=dkJ·mol-1,依据盖斯定律,④-③得到CO燃烧的热化学方程式为CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=(d-c)kJ·mol-1。(3)若使1gH2和28gCO完全燃烧,n(H2)=1g2g·mol-1=0.5mol,n(CO)=28g28g·mol-1=1mol。2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1=akJ·mol-12 akJ0.5mol 0.25akJCO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=(d-c)kJ·mol-11(d-c)kJ则1gH2和28gCO完全燃烧最后恢复到室温,放出的热量为-(d-c)kJ+(-0.25a)kJ=(c-d-)kJ。【答案】(1)D(2)CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=(d-c)kJ·mol-1(3)c-d-3.在298K、1.01×105Pa,将22gCO2通入0.75L1.0mol·L-1NaOH溶液中充分反应,测得反应放出的热量为akJ。已知该条件下1molCO2通入1L2.0mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出的热量为bkJ。则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式为( )。A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2b-a)kJ·mol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=+(4a-b)kJ·mol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(4a-b)kJ·mol-1D.2CO2(g)+2NaOH(aq)2NaHCO3(aq) ΔH=-(8a-2b)kJ·mol-16,【解析】根据题意,22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应,n(CO2)=22g44g·mol-1=0.5mol,n(NaOH)=1mol·L-1×0.75L=0.75mol。该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,化学方程式为2CO2+3NaOHNaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5molCO2反应放出热量为akJ,则2molCO2反应放出热量为4akJ,即热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) ΔH=-4akJ·mol-1①,又1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出bkJ的热量,则热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g)Na2CO3(aq)+H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1②,由盖斯定律可知,①-②可得,NaOH(aq)+CO2(g)NaHCO3(aq) ΔH=-(4a-b)kJ·mol-1。【答案】C4.已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-396.5kJ·mol-1H2(g)+12O2H2O(g) ΔH2=-241.8kJ·mol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH3=-283.0kJ·mol-1根据盖斯定律写出碳单质和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式: 。 【解析】①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-396.5kJ·mol-1;②H2(g)+12O2H2O(g) ΔH2=-241.8kJ·mol-1;③CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH3=-283.0kJ·mol-1。根据盖斯定律,①-②-③可得,单质碳和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+128.3kJ·mol-1。【答案】C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+128.3kJ·mol-15.已知下列两个热化学方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285kJ·mol-1;C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0kJ·mol-1。(1)实验测得3molH2和C3H8的混合气体完全燃烧生成液态水时放热2790kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积之比为 。 (2)已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1。写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式: 。 【答案】(1)2∶1(2)C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2044kJ·mol-16.已知下列热化学方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8kJ·mol-16,②Fe2O3(s)+13CO(g)23Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-15.73kJ·mol-1③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.4kJ·mol-1则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe和CO2气体时,对应的ΔH为( )。A.-218kJ·mol-1 B.-109kJ·mol-1C.+218kJ·mol-1D.+109kJ·mol-1【解析】由盖斯定律可知,得到反应CO(g)+FeO(s)Fe(s)+CO2(g),所以其反应热ΔH=(-24.8kJ·mol-1)×3-(-15.73kJ·mol-1)×3-(+640kJ·mol-1)×26=-109kJ·mol-1。【答案】B7.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=Q1kJ·mol-1;室温下,溶解1mol无水硫酸铜时放热Q2kJ,则下列说法正确的是( )。A.Q1>Q2B.Q1=Q2C.Q1<q2d.无法比较【解析】胆矾溶于水时溶液温度降低,说明此过程是吸热过程,即①cuso4·5h2o(s)cuso4(aq)+5h2o(l)>0,②CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=Q1kJ·mol-1,③CuSO4(s)CuSO4(aq) ΔH=-Q2kJ·mol-1<0,①-②可得,CuSO4(s)CuSO4(aq) ΔH=(ΔH1-Q1)kJ·mol-1=-Q2kJ·mol-1<0,因此推出Q1>Q2,故A项正确。【答案】A8.肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N键为942,OO键为500,N—N键为154。则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是( )。A.194 B.391C.516 D.658【解析】由图示可知断开1molN2H4(g)和1molO2中所有化学键需要吸收的总能量为2752kJ-534kJ=2218kJ,则断裂1molN—H键所需的能量为2218-500-1544kJ=391kJ。6,【答案】B1.ΔH单位中的“mol-1”并不是指每摩尔具体物质,而是指每摩尔具体反应。2.无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。3.比较ΔH大小时,要带“+”“-”进行比较。4.书写热化学方程式时务必要看清题目要求。例如,书写表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数必须为1。5.常见物质中的化学键数目如下:物质CO2(CO)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨金刚石S8(S—S)Si键数24641.52826</q2d.无法比较【解析】胆矾溶于水时溶液温度降低,说明此过程是吸热过程,即①cuso4·5h2o(s)cuso4(aq)+5h2o(l)></b6,(2)co燃烧的热化学方程式为>
