内容正文:
第二节|反应热的计算
(一)盖斯定律
内容 一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是 的
特点 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 无关
意义 利用盖斯定律,可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热:①有些反应进行得很慢;②有些反应不容易直接发生;
③有些反应往往伴有副反应发生
相同
途径
[微点拨]
图说盖斯定律
(二)反应热的计算
利用热化学方程式计算 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一,设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 800 kJ·mol-1,100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为___________
1 557 kJ
利用盖斯定律计算 焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取氢气的重要方法。这两个反应的热化学方程式分别为①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1,②CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+205.9 kJ·mol-1,则CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH=_________________
+74.4 kJ·mol-1
————————[新知探究(一)]——————————————
反应热(ΔH)的计算法
——————————————————[归纳与论证能力]————
[典例导引]
[典例] (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。
[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,则ΔH=(+41 kJ·mol-1)+(-90 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1。
[答案] -49
[生成认知]
1.盖斯定律的应用
虚拟路径法 若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接变成D,反应热为ΔH;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,如图所示:
则有:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
续表
2.反应热的计算
计算依据 计算方法
根据
热化学
方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正、负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据
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
根据
燃烧热 可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
根据化学键
的变化 ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和=反应物的键能总和-生成物的键能总和
根据反应物和
生成物的总能量 ΔH=E(生成物)-E(反应物)
续表
将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为清洁
燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要反应为C+H2O(g)
===CO+H2。生活常识告诉我们潮湿的煤炭燃烧时火焰更旺,
就是因为有一氧化碳和氢气的生成。
则分析潮湿的煤炭燃烧时是否能够放出更多热量?
提示:不能。碳燃烧的最终产物是二氧化碳,该反应不管是一步完成还是分几步完成,反应热是相同的。
[跟踪训练]
1.依据图示关系分析,下列说法不正确的是( )
答案:C
2. [双选]已知:
①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
②氢气燃烧的能量变化示意图:
答案:BC
解析:1 mol C(s)燃烧生成CO气体时放出110 kJ热量,此时不是完全燃烧,A项错误;
3.(1)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)===2HI(g)+H2SO4(l) ΔH=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)===2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g)ΔH=b kJ·mol-1
2HI(g)===H2(g)+I2(g) ΔH=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=____________kJ·mol-1。
(2)据粗略统计,我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也