内容正文:
热点专题突破
一、ΔH的计算和热化学方程式书写
1.计算ΔH的常用方法
计算依据
计算方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以移项同时改变正、负号,各项的化学系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
盖斯定律
可以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
化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的总能量-反应产物的化学键形成所放出的总能量
反应物和反应产物的总能量
ΔH=H(反应产物)-H(反应物)
2.热化学方程式书写的注意事项
[真题研练]
1.(2021·全国甲卷节选)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH=________kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________(填标号),判断的理由是____________________________。
答案 -49 A ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①的活化能大于反应②的
解析 根据盖斯定律可知,①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(+41 kJ·mol-1)+(-90 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1 ;该反应总反应为放热反应,因此生成物总能量低于反应物总能量,反应①为慢反应,因此反应①的活化能高于反应②,同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量,反应②的反应物总能量高于生成物总能量,因此示意图中能体现反应能量变化的是A。
2.(2021·河北高考节选)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热ΔH(kJ·mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为______________________。
答案 6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l) ΔH=49.1 kJ·mol-1
解析 根据表格中燃烧热数据可知,存在反应①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,
③C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3267.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①×6+②×3-③得反应:6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l),ΔH=(-393.5 kJ·mol-1)×6+(-285.8 kJ·mol-1)×3-(-3267.5 kJ·mol-1)=49.1 kJ·mol-1。
3.(2020·全国卷Ⅰ节选)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH1=-98 kJ·mol-1。回答下列问题:
钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为______________________________________。
答案 2V2O5(s)+2SO2(g) 2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351 kJ·mol-1
解析 由题中信息可知:
1 V2O4(s)+SO3(g) V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24 kJ·mol-1
2 V2O4(s)+2SO3(g) 2VOSO4(s) ΔH3=-399 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知,②-①×2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则ΔH=ΔH3-2ΔH2=(-399 kJ·mol-1)-(-24 kJ·mol-1)×2=-351 kJ·mol-1。
4.(2020·全国卷Ⅱ节选)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关物质