内容正文:
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。7.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。8.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
第2课时 关键能力——盖斯定律 反应热的计算及比较
考向1 盖斯定律的应用
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。
3.盖斯定律的应用
(1)热化学方程式相加或相减,如
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
②C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2
由①-②可得:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
(2)合理设计反应途径,如
顺时针方向和逆时针方向变化反应热代数和相等,即ΔH=ΔH1+ΔH2。
4.盖斯定律的的理解
转化关系
反应热间的关系
aAB、AB
ΔH1=aΔH2
AB
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
角度1 利用盖斯定律计算反应热
(1)[2018·全国卷Ⅰ·28(2)]已知:①2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1
②2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)+O2(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)[2018·全国卷Ⅲ·28(2)]三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
①2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48 kJ·mol-1
②3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)+2SiHCl3 (g)ΔH2=-30 kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为_______ kJ·mol-1。
(3)[2018·江苏卷·20(1)]NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)===HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-116.1 kJ·mol-1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)===2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=__________________kJ·mol-1。
(4)[2019·北京卷·27(1)]已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用__________反应的ΔH。
试一试,你能行!________
解析 (1)根据盖斯定律可知ΔH=(①-②)=[×(-4.4)-(-55.3)]kJ·mol-1=(-2.2+55.3)kJ·mol-1=53.1 kJ·mol-1。
(2)根据信息,可得反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)
+3SiCl4(g)的ΔH=3①+②=[3×48+(-30)] kJ·mol-1=+114 kJ·mol-1
(3)根据盖斯定律,将上式×3与下式相加后除以2,可得所求反应的焓变。ΔH= kJ·mol-1=-136.2 kJ·mol-1。
(4)ⅰ-ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g),设为ⅳ,用ⅳ-ⅲ可得C(s)+CO2(g)===2CO(g),因为还需利用C(s)+CO2(g)===2CO(g)反应的焓变。
答案 (1)53.1 (2)+114 (3)-136.2 (4)C(s)+CO2(g)===2CO(g)
[易错警示] 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。