2025届高三化学二轮复习 专题训练 难点突破 热化学方程式书写与盖斯定律的应用 讲义

2025高考化学二轮复习 难点突破 　热化学方程式书写与盖斯定律的应用 课前学习任务 一、必备知识 1.反应热计算的四种方法 (1)从宏观角度计算 ΔH=H1(生成物的总能量)-H2(反应物的总能量) (2)从微观角度计算 ΔH=E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和) (3)从活化能角度计算 ΔH=E1(正反应的活化能)-E2(逆反应的活化能) (4)根据盖斯定律计算 ①计算步骤 ②计算方法 2.利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤 课堂学习任务 练真题 例1　[2024·广东卷节选] 酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应(反应a),可用于石油开采中油路解堵。 (1)基态N原子价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　。  (2)反应a:N(aq)+N(aq)N2(g)+2H2O(l) 已知: 则反应a的ΔH=　 。  例2　[2023·湖南卷节选] 聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。 Ⅰ.苯乙烯的制备 已知下列反应的热化学方程式: ①C6H5C2H5(g)+O2(g)8CO2(g)+5H2O(g)　ΔH1=-4 386.9 kJ·mol-1 ②C6H5CHCH2(g)+10O2(g)8CO2(g)+4H2O(g)　ΔH2=-4 263.1 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-241.8 kJ·mol-1 计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)的ΔH4=　 kJ·mol-1。  练模拟 1.[2024·河北承德二模] 为了有效减少碳排放,我们可利用CO2制备“合成气(CO、H2)”、甲醇、二甲醚等产品,进行资源化应用。 利用CO2合成二甲醚有两种工艺。 工艺1:涉及以下主要反应。 Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1<0; Ⅱ.逆水气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2>0; Ⅲ.甲醇脱水:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH3>0。 工艺2:利用CO2直接加氢合成CH3OCH3(反应Ⅳ)。 写出反应Ⅳ的热化学方程式:  (反应热ΔH4用上述反应的ΔH表示)。 2.[2024·河北保定二模] 异丁烯()是重要的化工生产原料,可由异丁烷()催化脱氢制备,反应如下: 主反应: (g) (g)+H2(g)　ΔH1=+123.5 kJ·mol-1 副反应: (g) (g)+CH4(g)　ΔH2 已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应被称为该物质的摩尔生成焓。上述物质的摩尔生成焓如下表: 气态物质 C2H4 CH4 摩尔生成焓/(kJ·mol-1) -134.5 20.4 52.3 -74.8 ΔH2=　　　　 kJ·mol-1。  课后学习任务 1.[2024·江西南昌模拟节选]丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,副产物有乙腈(CH3CN)、氢氰酸、丙烯醛(C3H4O)等,以丙烯、氨气和氧气为原料,在催化剂存在下合成丙烯腈的主要反应如下: Ⅰ.C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH1=-515kJ·mol-1 Ⅱ.C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g) ΔH2=-353kJ·mol-1 则C3H4O(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+2H2O(g) ΔH= kJ·mol-1。 2.大量排放SO2会严重污染环境,其无害化处理的途径有CO还原法、H2还原法、O2氧化法等。 CO还原法:将含有CO和含有SO2的两种工业尾气相互混合,可以同时降低它们的污染性。 已知: ⅰ.S(l)+O2(g)SO2(g) ΔH1=-296.4kJ·mol-1 ⅱ.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2 ⅲ.2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) ΔH3=-270.0kJ·mol-1 则ΔH2= kJ·mol-1。 3.[2024·湖南长沙一模节选]燃油汽车尾气中含有NO、NO2、CO等有毒气体,会造成大气污染,可在汽车尾气排放装置中加催化转化装置,将有毒气体转化为无毒气体。反应原理如下: 反应①:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH1 反应②:2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH2<0 已知:1mol物质中化学键断裂时所需能量如下表。 物质 N2(g) O2(g) NO(g) 能量/kJ 945 498 631 CO的燃烧热ΔH=-283kJ·mol-1,则反应①的ΔH1= kJ·mol-1。 4.工业上常用合成气(主要成分为CO、H2)制备二甲醚,其主要反应如下: 反应①:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.4kJ·mol-1K1 反应②:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.4kJ·mol-1K2 反应③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1K3 写出CO与H2反应生成二甲醚和CO2的热化学方程式: 。 5.一种CO2转化为甲醛的总反应为CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g)ΔH,转化步骤如图所示。 已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH4,则总反应的ΔH= (用上图中焓变以及ΔH4表示)。 6.工业上,可以用O3处理烟气中的NO、SO2,总反应式为SO2(g)+NO(g)+2O3(g)SO3(g)+NO2(g)+2O2(g)ΔH。已知:有关反应的能量变化曲线如图所示。 写出SO2和O3反应的热化学方程式: 。 上述总反应中ΔH= kJ·mol-1。 答案解析 练真题· 例1　(1)　(2)ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4 [解析] (1)N的原子序数为7,位于第二周期第ⅤA族,基态N原子价层电子的轨道表示式为。 (2)由已知可得: Ⅰ.NaNO2(s)+NH4Cl(s)N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)　ΔH1; Ⅱ.NaNO2(s)Na+(aq)+N(aq)　ΔH2; Ⅲ.NH4Cl(s)Cl-(aq)+N(aq)　ΔH3; Ⅳ.NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)　ΔH4; 由盖斯定律可知,目标方程式N(aq)+N(aq)N2(g)+2H2O(l)可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ+Ⅳ得到,故ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4。 例2　+118 [解析] 根据盖斯定律,将①-②-③可得C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)　ΔH4=-4 386.9 kJ·mol-1-(-4 263.1 kJ·mol-1)-(-241.8 kJ·mol-1)=+118 kJ·mol-1 模拟练 1.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH4=2ΔH1+ΔH3 [解析] 根据盖斯定律:Ⅰ×2+Ⅲ得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH=2ΔH1+ΔH3。 2.+80.1 [解析] 根据几种物质的摩尔生成焓可知:①4C(s)+5H2(g)(g)　ΔH=-134.5 kJ·mol-1; ②3C(s)+3H2(g)(g)　ΔH=+20.4 kJ·mol-1;③C(s)+2H2(g)CH4(g)　ΔH=-74.8 kJ·mol-1;则副反应可由反应②+反应③-反应①得到,ΔH2=(20.4-74.8+134.5) kJ·mol-1=+80.1 kJ·mol-1。 课后练 1.-162 [解析] 根据盖斯定律,该反应可由反应Ⅰ-反应Ⅱ得到,所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-515 kJ·mol-1-(-353 kJ·mol-1)=-162 kJ·mol-1。 2.-566.4 [解析] 已知ⅰ.S(l)+O2(g)SO2(g)　ΔH1=-296.4 kJ·mol-1;ⅲ.2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)　ΔH3=-270.0 kJ·mol-1;根据盖斯定律可知,由ⅰ+ⅲ可得,反应ⅱ.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2= (-296.4 kJ·mol-1)+(-270.0 kJ·mol-1)=-566.4 kJ·mol-1。 3.-747 [解析] CO的燃烧热ΔH=-283 kJ·mol-1,则热化学方程式为③CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1,根据盖斯定律,反应①-2×③可得,2NO(g)O2(g)+N2(g)　ΔH4,则ΔH4=反应物的总键能-生成物的总键能,ΔH4=2×631 kJ·mol-1-(498+945) kJ·mol-1=ΔH1-2ΔH,解得ΔH1=-747 kJ·mol-1。 4.3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)　ΔH=-245.4 kJ·mol-1 [解析] CO与H2反应生成二甲醚和CO2的化学方程式为3CO+3H2CH3OCH3+CO2,由2×反应①+反应②+反应③得到ΔH=2×(-90.4 kJ·mol-1)+(-23.4 kJ·mol-1)+(-41.2 kJ·mol-1)=-245.4 kJ·mol-1,故其热化学方程式为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)　ΔH=-245.4 kJ·mol-1。 5.ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4 [解析] 根据图及盖斯定律,总反应2H2(g)+CO2(g)H2O(g)+HCHO(g)是由①+②+×③-×④得到的,则反应热ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4。 6.SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　ΔH1=-241.6 kJ·mol-1　-442.5 [解析] 由图可知,SO2(g)和O3(g)反应的ΔH1=(58.2-299.8) kJ·mol-1=-241.6 kJ·mol-1,热化学方程式为SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　ΔH1=-241.6 kJ·mol-1;NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)　ΔH2=(3.2-204.1) kJ·mol-1=-200.9 kJ·mol-1,总反应SO2(g)+NO(g)+2O3(g)SO3(g)+NO2(g)+2O2(g)为上述两个反应直接相加,其ΔH=(-241.6-200.9) kJ·mol-1=-442.5 kJ·mol-1。 学科网（北京）股份有限公司 $$