内容正文:
2023版·化学(老教材)
高考第28题——反应原理综合
攻略2 核心知识清零·析必备知识
核心考点一 热化学方程式的书写及反应热的计算
【记精要·强知识】
1.热化学方程式
(1)标注出方程式中各物质的状态,用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。
(2)方程式后面标注出热量变化ΔH=x kJ·mol-1,x为负值表示放热,x为正值表示吸热。
2.反应热的计算主要有三种方式
(1)利用键能计算反应热:ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即ΔH等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。
(2)由反应物、生成物的总能量计算反应热:ΔH=生成物总能量-反应物总能量,这类计算通常会通过图像的方式给出反应物、生成物的能量。
(3)盖斯定律的应用,盖斯定律既可以计算出目标反应的ΔH,也可以得出目标反应的热化学方程式。
①调方向:根据目标方程式反应物、生成物的位置,调整已知方程式的反应方向。满足目标方程式各物质的位置要求,注意方程式方向改变ΔH符号随之改变。
②调化学计量数:把目标方程式中不存在的物质的化学计量数调整为相等。
③相加:把调整好的方程式相加就得到目标方程式,必要时可约简计量数。同时也得到相应方程式的反应热ΔH。
【练新题·提能力】
1.写出下列反应的热化学方程式。
(1)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为
_____________________________________________________________________。
(2) Si与Cl两元素的单质反应生成 1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式: 。
(3)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为
_____________________________________________________________________。
解析:(1)该还原性气体为CO,易水解生成 TiO2·xH2O 的液态化合物为TiCl4,反应的化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=- eq \f(4.28 kJ,0.1 mol) ×2=-85.6 kJ·mol-1。(2)Si与Cl2反应生成SiCl4,因其熔、沸点分别为-69 ℃和58 ℃,故室温下,SiCl4的状态为液态。反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687 kJ·mol-1。(3)由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态,AX5为固态,反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1。
答案:(1)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)
ΔH=-85.6 kJ·mol-1
(2)Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687 kJ·mol-1
(3)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1
2.(1)下列三个反应在某密闭容器中进行:
①Fe(s)+CO2(g)===FeO(s)+CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③2Fe(s)+O2(g)===2FeO(s) ΔH3= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.58 kJ·mol-1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.19 kJ·mol-1
Ⅲ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3
则反应Ⅲ的ΔH3= kJ·mol-1。
(3)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)
ΔH1=+210.5 kJ·mol-1
② eq \f(