第一章 第二节 反应热的计算-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1创新导学案课件PPT（人教版2019，不定项版）

第一章　化学反应的热效应 第二讲　反应热的计算 学习目标　 1.理解盖斯定律的含义，认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。2.通过计算反应热，理解反应热与反应条件、能量利用的关系，体会定量研究的意义。 学习理解 01 探究应用 02 目录 CONTENTS 微专题 03 总结提升 04 课时作业 05 学习理解 相同的 反应的途径 －a kJ/mol 反应体系的始态和终态 反应热相加减 微专题 反应热大小的比较 目录 6 × × √ √ × 微专题 反应热大小的比较 目录 7 探究应用 知识点一　盖斯定律 1．盖斯定律应用的常用方法 (1)虚拟路径法 由A生成D，可以有两个途径：①由A直接生成D，反应热为ΔH；②由A生成B，由B生成C，再由C生成D，每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则各反应热之间的关系如图所示。 探究应用 目录 9 (2)加和法 探究应用 目录 10 探究应用 目录 11 2．应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题 (1)首先要明确所求反应的始态和终态，各物质的化学计量数；判断该反应的吸、放热情况。 (2)反应体系的始态和终态相同时，不同途径对应的最终结果应一样。 (3)当热化学方程式乘以或除以某一个数时，ΔH也应乘以或除以同一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 (4)将一个热化学方程式逆向书写时，ΔH的符号也随之改变，但绝对值不变。 (5)在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)间的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。 探究应用 目录 12 1．已知化学反应的热效应只与反应体系的初始状态和最终状态有关，如图甲所示，有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。根据上述原理，对图乙中的反应热关系判断不正确的是(　　) A．A→F　ΔH＝－ΔH6 B．A→D　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0 D．ΔH1＋ΔH6＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 答案 解析　 F→B的反应热为ΔH1＋ΔH6＝－ΔH2－ΔH3－ΔH4－ΔH5，D错误。 解析 探究应用 目录 13 答案 －48.9 探究应用 目录 14 1. 答案 ΔH3－2ΔH2 探究应用 目录 15 解析 探究应用 目录 16 知识点二　反应热的计算 1. 1．根据盖斯定律计算 计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式，然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热，此时可应用盖斯定律进行计算。 探究应用 目录 17 2．根据热化学方程式计算 计算依据：对于相同的反应，反应热的数值与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热；若没有给出热化学方程式，则根据条件先写出热化学方程式，再计算反应热。 [注意]　热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热的数值应作相同倍数的改变。 探究应用 目录 18 3．根据燃烧热计算 根据燃烧热(ΔH)计算，要确保反应物为“1 mol纯物质”、生成物为指定产物。 4．根据反应物和生成物的总能量计算 计算公式：ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。 探究应用 目录 19 5．根据反应物和生成物的键能计算 (1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 (2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目，如1个H2O分子中含有2个H—O键，1个NH3分子中含有3个N—H键，1 mol P4含有6 mol P—P键，1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键，1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键，1 mol金刚石含有2 mol C—C键，1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。 探究应用 目录 20 6．根据图像信息计算 图像信息 (a、b、c 均大于0) ΔH＝(E2－E1) kJ·mol－1＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1 ΔH＝(E2－E1) kJ·mol－1＝(a－b) kJ·mol－1＝＋c kJ·mol－1 探究应用 目录 21 3．根据表中键能数据，估算反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的ΔH为(　　) A．－486 kJ·mol－1 B．＋486 kJ·mol－1 C．＋1944 kJ·mol－1 D．－1944 kJ·mol－1 答案 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1) 413 489 565 155 探究应用 目录 22 4．(2023·湖南省娄底市高三三模)CO2资源化是实现“双碳”目标的重要途径。 方法：化学还原CO2制备CH3CH2OH。 已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝－484.0 kJ·mol－1 ②C2H5OH(g)完全燃烧的能量变化如图所示。 (1)根据上述数据，________(填“能”或“不能”)计算C2H5OH(g)的燃烧热。 (2)2CO2(g)＋6H2(g)===C2H5OH(g)＋3H2O(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。 答案 不能 －174.9 探究应用 目录 23 解析 探究应用 目录 24 微专题 反应热大小的比较 目录 微专题 反应热大小的比较 目录 26 3．与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，所以ΔH1>ΔH2。 如图： 微专题 反应热大小的比较 目录 27 4．与“物质聚集状态”相关的反应热比较 同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0，A(g)＋B(g)===C(l)　 ΔH2<0，因为C(g)===C(l)　ΔH3<0，ΔH3＝ΔH2－ ΔH1，所以ΔH2<ΔH1。如图： 同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g) 　ΔH2<0 因为S(g)===S(s)　ΔH3<0，ΔH3＝ΔH1－ΔH2， 所以ΔH1<ΔH2。如图： 微专题 反应热大小的比较 目录 28 [注意]　在进行ΔH的大小比较时，需要注意ΔH的“＋”、“－”、数值和单位属于一个整体，不能随意分割。 ①在比较两个热化学方程式中ΔH的大小时，比的是其代数值，要带“＋”、“－”进行比较。 ②在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉“＋”、“－”进行比较。 微专题 反应热大小的比较 目录 29 答案 微专题 反应热大小的比较 目录 30 答案 微专题 反应热大小的比较 目录 31 解析 微专题 反应热大小的比较 目录 32 答案 微专题 反应热大小的比较 目录 33 解析 微专题 反应热大小的比较 目录 34 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 目录 36 答案 随堂提升 总结提升 目录 37 解析　根据盖斯定律可知①－②得Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)　ΔH＝(－348.3＋31.0) kJ·mol－1＝－317.3 kJ·mol－1。 答案 解析 总结提升 目录 38 答案 总结提升 目录 39 解析 总结提升 目录 40 答案 总结提升 目录 41 解析 总结提升 目录 42 答案 (a＋3b－c)kJ·mol－1 总结提升 目录 43 解析 总结提升 目录 44 课时作业 目录 本组内选择题只有一个选项符合题意。 1．下列有关叙述正确的是(　　) A．化学反应经一步完成时，能量损耗小，反应热大 B．化学反应分多步完成时，反应物转化率下降，反应热小 C．化学反应不论是一步完成还是多步完成，反应热相同 D．同一化学反应的热效应因具体的反应历程而发生变化 答案 [学习·理解] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 46 2．碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2＝－299 kJ·mol－1，则ΔH1(kJ·mol－1)为(　　) A．－1389 B．－1334 C．－1703 D．－1563 答案 解析　由盖斯定律可知，ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝2×(－299 kJ·mol－1)＋ (－1018 kJ·mol－1)－(＋87 kJ·mol－1)＝－1703 kJ·mol－1，故选C。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 47 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 48 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 49 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 50 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 51 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 52 答案 [应用·实践] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 53 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 54 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 55 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 56 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 57 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 58 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 59 答案 放热 N4(g)＋6H2(g)===4NH3(g)　ΔH＝－918 kJ/mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 60 答案 C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝(Q2－Q3－3Q1) kJ/mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 61 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 62 [创新·提高] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 63 答案 物质 SiO2 Cl2 H2 HCl Si O2 1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 460 243 436 431 176 498 Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－990 kJ·mol－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 64 答案 －(4b－a) 14 Si燃烧释放的热量高；Si燃烧过程中无污染(其他合理答案也可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 65 解析 物质 SiO2 Cl2 H2 HCl Si O2 1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 460 243 436 431 176 498 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 66 解析 物质 SiO2 Cl2 H2 HCl Si O2 1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 460 243 436 431 176 498 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 目录 67 　　　　　　　　　　　　　 R 1．盖斯定律 (1)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eq \x(\s\up1(01))______。 (2)在一定条件下，化学反应的反应热只与eq \x(\s\up1(02))________________________有关，而与eq \x(\s\up1(03))__________________无关。 2．盖斯定律的意义 根据盖斯定律，我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。例如，若某个化学反应的ΔH＝＋a kJ/mol，则其逆反应的ΔH＝eq \x(\s\up1(01))____________；若某个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到，则该反应的反应热也可以由这几个反应的eq \x(\s\up1(02))________________而得到。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。(　　) (2)一个反应经过的步骤越多，放出的热量越多。(　　) (3)应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应热。(　　) (4)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。(　　) (5)不同的热化学方程式之间，因反应的物质不同，故不能相加减。(　　) 如：求P4(白磷)===4P(红磷)的热化学方程式。 已知：①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1 ②P(红磷，s)＋eq \f(5,4)O2(g)===eq \f(1,4)P4O10(s)　ΔH2 即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式：P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝ΔH1－4ΔH2 2．(1)(2023·安徽宣城高三二模)我国力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，因此CO2的综合利用是目前研究热点之一。 以CO2为原料可制取甲醇。 已知： ①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1和ΔH2＝－726.5 kJ·mol－1 ②CH3OH(l)CH3OH(g)　ΔH3＝＋38 kJ·mol－1 ③H2O(l) H2O(g)　ΔH4＝＋44 kJ·mol－1 则反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)(2023·广东梅州高三一模)室温下，含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡： Ⅰ.H2CrO4(aq)H＋(aq)＋HCrOeq \o\al(－,4)(aq)　ΔH1 Ⅱ.HCrOeq \o\al(－,4)(aq)H＋(aq)＋CrOeq \o\al(2－,4)(aq)　ΔH2 Ⅲ.2HCrOeq \o\al(－,4)(aq)Cr2Oeq \o\al(2－,7)(aq)＋H2O(l)　ΔH3 室温下，反应2CrOeq \o\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq)Cr2Oeq \o\al(2－,7)(aq)＋H2O(l)的ΔH＝____________(用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的代数式表示)。 解析　 (1)根据燃烧热的定义列出燃烧热的热化学方程式：①H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1，②CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－726.5 kJ·mol－1，结合给定反应：③CH3OH(l)CH3OH(g)　ΔH3＝＋38 kJ·mol－1，④H2O(l) H2O(g)　ΔH4＝＋44 kJ·mol－1，根据盖斯定律可知①×3－②＋③＋④得到CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，则反应热ΔH＝ΔH1×3－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－48.9 kJ·mol－1。 解析　(1)C2H5OH(g)的燃烧热是指1 mol C2H5OH完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时所放出的热量，而过程①和②中均为气态水，因此不能确定乙醇的燃烧热。 (2)由题图可知，反应②的ΔH＝(638.5－1915.6) kJ·mol－1＝－1277.1 kJ·mol－1。根据盖斯定律，①×3－②得：2CO2(g)＋6H2(g)===C2H5OH(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－484.0 kJ·mol－1×3＋1277.1 kJ·mol－1＝－174.9 kJ·mol－1。 1．与“符号”相关的反应热比较 对于放热反应来说，ΔH＝－Q kJ·mol－1，虽在“－”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，ΔH反而越小。 2．与“化学式前的化学计量数”相关的反应热比较 例如：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，a<b，ΔH1>ΔH2。 1．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q2>Q1的是(　　) A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 C．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 2．已知下列两个反应： a．C2H2(g)＋H2(g)===C2H4(g)　ΔH1<0 b．2CH4(g)===C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH2>0 试判断以下3个热化学方程式中ΔH3、ΔH4、ΔH5由大到小的顺序是(　　) ①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH3 ②C(s)＋eq \f(1,2)H2(g)===eq \f(1,2)C2H2(g)　ΔH4 ③C(s)＋H2(g)===eq \f(1,2)C2H4(g)　ΔH5 A．ΔH3>ΔH4>ΔH5 B．ΔH5>ΔH4>ΔH3 C．ΔH4>ΔH5>ΔH3 D．ΔH3>ΔH5>ΔH4 解析　由盖斯定律可知，③－②可得eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)C2H2(g)===eq \f(1,2)C2H4(g)　ΔH5－ΔH4＝eq \f(1,2)ΔH1<0，则有ΔH5<ΔH4，由③－①可得CH4(g)===eq \f(1,2)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH5－ΔH3＝eq \f(1,2)ΔH2>0，则有ΔH5>ΔH3，因此三者之间的关系为ΔH4>ΔH5>ΔH3。 3．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 ②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2 ③2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3 ④2Al(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4 ⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　) A．ΔH1<0，ΔH3>0 B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 解析　反应2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s)为放热反应，故ΔH3<0，A错误；反应2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)为放热反应，ΔH5<0，根据盖斯定律有④－③＝⑤，故ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，则ΔH4<ΔH3，B正确，D错误；根据盖斯定律有①＝(②＋③)×eq \f(2,3)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)×eq \f(2,3)，C错误。 1．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1； ②2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋483.6 kJ·mol－1。 现有18 g液态H2O，蒸发时吸收的热量为(　　) A．88 kJ B．44 kJ C．4.89 kJ D．2.45 kJ 2．已知：①Zn(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===ZnO(s)　ΔH＝－348.3 kJ·mol－1；②2Ag(s)＋eq \f(1,2)O2(g) ===Ag2O(s)　ΔH＝－31.0 kJ·mol－1。则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于(　　) A．－317.3 kJ·mol－1 B．－379.3 kJ·mol－1 C．－332.8 kJ·mol－1 D．＋317.3 kJ·mol－1 3．(2023·重庆九龙坡高三二模)火箭发射时可以用液态肼作燃料，NO2作氧化剂。相关物质的能量转化关系如图。已知N2H4(l)===N2H4(g)　ΔH＝＋9.7 kJ/mol，则2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的反应热ΔH(kJ/mol)为(　　) A．－1134.4 B．－1153.8 C．－1631.7 D．－1054.4 解析　根据题图信息，可得已知反应： ①eq \f(1,2)N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH＝＋33.2 kJ/mol ②O2(g)＋N2H4(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－543.7 kJ/mol ③N2H4(l)===N2H4(g)　ΔH＝＋9.7 kJ/mol 由盖斯定律可知，②×2＋③×2－①×2可得目标方程式：2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH＝(－543.7×2＋9.7×2－33.2×2) kJ/mol＝ －1134.4 kJ/mol。 4．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ/mol， P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ/mol， P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ/mol，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ/mol。下列叙述正确的是(　　) A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH C．Cl—Cl键的键能为eq \f(b－a＋5.6c,4) kJ/mol D．P—P键的键能为eq \f(5a－3b＋12c,8) kJ/mol 解析　A项，由于氯原子的半径小于磷原子的，因此P—P键的键能小于P—Cl键的键能；B项，利用已知的反应只能求出Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)的反应热；焓变＝反应物的总键能－生成物的总键能，则6E(Cl—Cl)＋6E(P—P)－12×1.2c＝a，10E(Cl—Cl)＋6E(P—P)－20c＝b，联立两式，可得E(Cl—Cl)＝eq \f(b－a＋5.6c,4) kJ/mol，E(P—P)＝eq \f(5a－3b＋12c,12) kJ/mol。 5．工业用天然气与水蒸气反应制取H2：CH4(g)＋H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do15(催化剂))CO(g)＋3H2(g)，有关反应的能量变化如图所示，则该反应的ΔH＝____________________________(用含a、b、c的式子表示)。 解析　Ⅰ.CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1；Ⅱ.eq \f(1,2)O2(g)＋H2(g) ===H2O(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1；Ⅲ.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝ －c kJ·mol－1。根据盖斯定律可知，Ⅲ－3×Ⅱ－Ⅰ得：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝(a＋3b－c) kJ·mol－1。 3．100 g碳燃烧所得气体中，CO占eq \f(1,3)体积，CO2占eq \f(2,3)体积，且C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH(298 K)＝－110.35 kJ·mol－1，CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)　ΔH(298 K)＝－282.57 kJ·mol－1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量约为(　　) A．392.92 kJ B．2489.44 kJ C．784.92 kJ D．3274.30 kJ 解析　100 g碳不完全燃烧时产生CO的物质的量为eq \f(100,12)×eq \f(1,3) mol，因为碳完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再生成CO2再放热，总热量即为完全燃烧时放出的热。因此与100 g碳完全燃烧相比，损失的热量为eq \f(100,12)×eq \f(1,3) mol CO燃烧放出的热量，设为Q，Q＝282.57 kJ·mol－1×eq \f(100,12)×eq \f(1,3) mol≈784.92 kJ。 4．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝Q1 kJ·mol－1； C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝Q2 kJ·mol－1； C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝Q3 kJ·mol－1。 若使23 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(　　) A．Q1＋Q2＋Q3 B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) C．0.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3 D．－(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) 5．如图所示，E1＝393.5 kJ·mol－1，E2＝395.4 kJ·mol－1，下列说法或热化学方程式正确的是(　　) A．石墨与金刚石之间的转化是物理变化 B．C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1 C．金刚石的稳定性强于石墨 D．断裂1 mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石的化学键吸收的能量少 6．如图表示在催化剂(Nb2O5)表面进行的反应：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)。 已知下列反应： ①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 ②C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH2 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3 下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2<ΔH3 B．图中的能量转化方式主要是太阳能转化为化学能 C．反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的ΔH＝2(ΔH3－ΔH2) D．反应H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH3＋eq \f(1,2)ΔH1 本组内选择题有一个或两个选项符合题意。 7．设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应： ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝a kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝b kJ·mol－1。其他数据如表： 下列说法正确的是(　　) 化学键 C===O O===O C—H O—H 键能/ (kJ·mol－1) 798 x 413 463 A．上表中x＝eq \f(1796＋b,2) B．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝ (a－b) kJ·mol－1 C．当有4NA个C—H断裂时，反应放出的热量一定为a kJ D．a>b且甲烷燃烧热ΔH＝b kJ·mol－1 解析　根据键能计算反应热，反应②的ΔH＝413 kJ·mol－1×4＋2x kJ·mol－1－(798 kJ·mol－1×2＋463 kJ·mol－1×4)＝b kJ·mol－1，解得x＝eq \f(1796＋b,2)，A正确；根据盖斯定律，由反应eq \f(①－②,2)可得：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝eq \f(a－b,2) kJ·mol－1，B错误；当有4NA个C—H断裂时，即有1 mol CH4反应，若生成H2O(l)放出a kJ热量，若生成H2O(g)，则放出b kJ热量，C错误；CH4燃烧为放热反应，a、b均小于零，且反应物相同时，生成液态水放出的热量比生成等量的气态水放出的热量多，故a<b。根据燃烧热的定义，甲烷燃烧热ΔH＝a kJ·mol－1，D错误。 8．下列说法正确的是(　　) A．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同 B．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不相同 C．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1，则a＞b D．已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，则C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.5 kJ·mol－1 9．顺­2­丁烯、反­2­丁烯分别与氢气加成制备丁烷的焓的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述反应均为吸热反应 B．反­2­丁烯比顺­2­丁烯稳定 C．1 mol顺­2­丁烯转化为1 mol反­2­丁烯放热4.2 kJ D．发生加成反应时，顺­2­丁烯断键吸收的能量高于反­2­丁烯断键吸收的能量 解析　 发生加成反应时，两者成键释放的能量相同，顺­2­丁烯与H2反应生成丁烷放出的能量多，则顺­2­丁烯断键吸收的能量低于反­2­丁烯断键吸收的能量，D错误。 10．镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．热稳定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2 B．1 mol F2(g)与足量的Mg充分反应，放热1124 kJ C．工业上可用电解MgCl2溶液的方法冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量 D．由图可知，MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)　ΔH＝－117 kJ·mol－1 解析　 C项，工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属Mg，错误；D项，①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)　ΔH＝－641 kJ·mol－1，②Mg(s)＋Br2(g)===MgBr2(s)　ΔH＝－524 kJ·mol－1，由①－②得MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)　ΔH＝－117 kJ·mol－1，而Br2(g)变成Br2(l)会放出热量，则MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)的ΔH<－117 kJ·mol－1，错误。 11．按要求完成下列问题。 (1)工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g) ＋2H2(g)CH3OH(g)。如图表示反应中能量的变化；该反应属于 ________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)科学家已获得了极具理论研究意义的N4气体分子，其结构 为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似，化学性质比较活泼。已 知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量，断裂1 mol N≡N吸收941 kJ热量，断 裂1 mol N—H吸收391 kJ热量，断裂1 mol H—H吸收436 kJ热量，写出 N4与H2反应生成NH3的热化学方程式：______________________________ _________________________________________。 (3)试运用盖斯定律回答下列问题：(已知Q1、Q2、Q3为正值) 已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ/mol C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝－Q2 kJ/mol C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ/mol 则表示液态无水酒精燃烧热的热化学方程式为_____________________________ _____________________________________________________。 (4)在25 ℃、101 kPa下，1 g液态甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ，则该反应的热化学方程式应为_____________________________________________ _____________________________________________________________________。 CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ/mol 12．“硅能源”有望成为21世纪的新能源。由石英砂制取高纯硅的主要化学反应有： 粗硅的制取：①SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up14(高温))Si(粗)＋2CO↑； 粗硅中Si与Cl2反应：②Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)； 粗硅的提纯反应：③SiCl4(g)＋2H2(g) eq \o(=====,\s\up14(高温))Si(s)＋4HCl(g)　ΔH。 某些物质中化学键的有关数据如表所示： 请回答下列问题。 (1)Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2(s)的热化学方程式为___________________ __________________________________________________。 (2)可由反应②和另一个化学反应：______________________________(填化学方程式)，通过盖斯定律计算获得反应③的反应热，若该反应每生成1 mol化合物放出的热量为b kJ，则反应③的反应热ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b的表达式表示)。 (3)已知碳的燃烧热ΔH＝－393.0 kJ·mol－1，若将12 g C(s)与n g Si(s)的混合物完全燃烧释放出888 kJ热量，则n＝________。 (4)Si作为新能源的优势有_____________________________________________ _______________________(写出两点即可)。 H2＋Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2HCl 解析　(1)1 mol Si晶体中含有2 mol Si—Si，1 mol SiO2(s)中含有4 mol Si—O，断裂1 mol Si(s)中的共价键需要吸收的热量＝2 mol×176 kJ·mol－1＝352 kJ，断裂 1 mol O2(g)中的共价键需要吸收的热量＝498 kJ，形成1 mol SiO2(s)中的共价键释放出的热量＝4 mol×460 kJ·mol－1＝1840 kJ，所以Si(s)与O2(g)反应生成1 mol SiO2(s)释放出的热量＝1840 kJ－352 kJ－498 kJ＝990 kJ，相应的热化学方程式为Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－990 kJ·mol－1。 (2)设反应③的ΔH＝x kJ·mol－1，根据盖斯定律，由反应②＋反应③可得另一反应：2H2(g)＋2Cl2(g)===4HCl(g)　ΔH＝(－a＋x) kJ·mol－1，且有－a＋x＝－4b，解得x＝－(4b－a)，故反应③的ΔH＝－(4b－a) kJ·mol－1。 (3)根据题设条件可得：393.0 kJ＋eq \f(n,28)×990 kJ＝888 kJ，解得n＝14。 $$