第2期 化学反应热的计算-【数理报】新教材2023-2024学年高二化学选择性必修1同步学案（人教版2019）

书 在解答有关反应热的问题时，要熟练掌握盖斯定律 的相关内容．盖斯定律告诉我们化学反应不管是一步完 成还是分几步完成，只要始态和终态相同，其反应热是 相同的．下面介绍几例盖斯定律在图像题中的应用． 例１向 Ｎａ２ＣＯ３溶液中滴加盐酸，反应过程中的 能量变化如下图所示，下列说法不正确的是 （　　） Ａ．ＨＣＯ－３（ａｑ）＋Ｈ ＋（ａｑ ） ＣＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｌ）　 ΔＨ＞０ Ｂ．ＣＯ２－３ （ａｑ）＋２Ｈ ＋（ａｑ ） ＣＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｌ）　 ΔＨ＝（ΔＨ１＋ΔＨ２＋ΔＨ３） Ｃ．ΔＨ１＞ΔＨ２，ΔＨ２＜ΔＨ３ Ｄ．ＨＣＯ－３ （ａｑ 幑幐） Ｈ ＋ （ａｑ）＋ＣＯ２－３ （ａｑ）　 ΔＨ＝＋!ΔＨ１! 解析：根据图示，ＨＣＯ－３（ａｑ）和Ｈ ＋（ａｑ）的总能量小 于 ＣＯ２（ｇ）和 Ｈ２Ｏ（ｌ）的总能量，反应 ＨＣＯ － ３（ａｑ）＋ Ｈ＋（ａｑ） ＣＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｌ）为吸热反应，ΔＨ＞０，Ａ正 确；根据图示，结合盖斯定律可知，ＣＯ２－３ （ａｑ）＋ ２Ｈ＋（ａｑ） ＣＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ＝ΔＨ１＋ΔＨ２＋ΔＨ３， Ｂ正确；ΔＨ１＜０，ΔＨ２＜０，根据图像，ΔＨ１＜ΔＨ２，Ｃ错误； 反应ＨＣＯ－３（ａｑ幑幐） Ｈ ＋（ａｑ）＋ＣＯ２－３ （ａｑ）为吸热反应， 根据图示，ΔＨ＝＋!ΔＨ１!，Ｄ正确． 答案：Ｃ 例２ＮＯ催化Ｏ３分解的反应机理与总反应为： 第一步：Ｏ３（ｇ）＋ＮＯ（ｇ） Ｏ２（ｇ）＋ＮＯ２（ｇ）　ΔＨ１ 第二步：ＮＯ２（ｇ） ＮＯ（ｇ）＋Ｏ（ｇ）　ΔＨ２ 第三步：Ｏ（ｇ）＋Ｏ３（ｇ） ２Ｏ２（ｇ）　ΔＨ３ 总反应：２Ｏ３（ｇ） ３Ｏ２（ｇ）　ΔＨ４ 其能量与反应历程的关系 如右图所示．下列叙述不正确的 是 （　　） Ａ．ΔＨ１＞０，ΔＨ２＞０ Ｂ．ΔＨ２＝ΔＨ３－ΔＨ１ Ｃ．ΔＨ２＞ΔＨ１，ΔＨ１＞ΔＨ３ Ｄ．ΔＨ３＝ΔＨ４－ΔＨ２－ΔＨ１ 解析：根据图中信息，第一步、第二步反应都是吸热 反应即ΔＨ１＞０，ΔＨ２＞０，Ａ正确；第二步不等于第三步 减去第一步，因此不能得到 ΔＨ２＝ΔＨ３－ΔＨ１，Ｂ错误； 根据图像，第二步吸收的热量大于第一步吸收的热量即 ΔＨ２＞ΔＨ１，第三步是放热反应，焓变小于零，所以有 ΔＨ１＞ΔＨ３，Ｃ正确；根据盖斯定律，将三步反应相加可 得总反应，故ΔＨ３＝ΔＨ４－ΔＨ２－ΔＨ１，Ｄ正确． 答案：Ｂ 例３ 红磷 Ｐ（ｓ）和Ｃｌ２（ｇ）发生反应生成ＰＣｌ３（ｇ） 和ＰＣｌ５（ｇ）．反应过程和能量关系如下图所示（图中的 ΔＨ表示生成１ｍｏｌ产物的数据）． 根据上图回答下列问题： （１）Ｐ和 Ｃｌ２反应生成 ＰＣｌ３的热化学方程式是 ．ＰＣｌ５分解成ＰＣｌ３和Ｃｌ２的热化学方 程式是 ． （２）Ｐ和 Ｃｌ２分两步反应生成１ｍｏｌＰＣｌ５的 ΔＨ３＝ ，一步反应生成 １ｍｏｌＰＣｌ５的 ΔＨ４ ΔＨ３（填“大于”“小于”或“等于”）． （３）ＰＣｌ５与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化 学方程式是 ． 解析：根据图示数据可以判断Ｐ和Ｃｌ２生成ＰＣｌ３为 放热反应，而ＰＣｌ５分解成ＰＣｌ３和 Ｃｌ２为吸热反应，并可 写出对应的热化学方程式：２Ｐ（ｓ）＋３Ｃｌ２（ｇ） ２ＰＣｌ３（ｇ） ΔＨ＝－６１２ｋＪ·ｍｏｌ－１，ＰＣｌ５（ｇ） ＰＣｌ３（ｇ）＋Ｃｌ２（ｇ）　 ΔＨ＝＋９３ｋＪ·ｍｏｌ－１．根据盖斯定律可以求得 ΔＨ３＝ ΔＨ１＋ΔＨ２＝－３９９ｋＪ·ｍｏｌ －１．ＰＣｌ５与足量水反应，最终 得到Ｈ３ＰＯ４和ＨＣｌ两种酸． 答案：（１）２Ｐ（ｓ）＋３Ｃｌ２（ｇ） ２ＰＣｌ３（ｇ）　ΔＨ＝ －６１２ｋＪ·ｍｏｌ－１　ＰＣｌ５（ｇ） ＰＣｌ３（ｇ）＋Ｃｌ２（ｇ）　ΔＨ＝ ＋９３ｋＪ·ｍｏｌ－１ （２）－３９９ｋＪ·ｍｏｌ－１　等于 （３）ＰＣｌ５＋４Ｈ２ Ｏ Ｈ３ＰＯ４＋５ＨＣｌ 对点训练 １．（２０２２·浙江杭州期中）假设反应体系的始态为 甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如下图所 示，则下列说法不正确的是 （　　） Ａ．｜ΔＨ１｜＞｜ΔＨ２｜ Ｂ．｜ΔＨ１｜＞｜ΔＨ３｜ Ｃ．ΔＨ１＋ΔＨ２＋ΔＨ３＝０ Ｄ．甲→丙过程的ΔＨ＝ΔＨ１＋ΔＨ２ 书 在实际应用中，常常需要计算反应热．例如化工生 产中对于化学反应过程中热量的利用、人们日常生活中 对热量的摄取、科学研究成果的应用、化学反应条件的 控制等都涉及反应热的计算问题．现选取几例如下： 一、利用盖斯定律计算反应热在工业生产中的应用 例１ 油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普 遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用．已知下列 反应的热化学方程式： ①２Ｈ２Ｓ（ｇ）＋３Ｏ２（ｇ） ２ＳＯ２（ｇ）＋２Ｈ２Ｏ（ｇ）　 ΔＨ１＝－１０３６ｋＪ·ｍｏｌ －１ ②４Ｈ２Ｓ（ｇ）＋２ＳＯ２（ｇ） ３Ｓ