2020高中化学第1章化学反应与能量转化第1节第3课时反应焓变的计算讲义+素养练含解析鲁科版选修4.doc

第3课时　反应焓变的计算学业要求素养对接1.了解盖斯定律及其应用2.能进行反应焓变的简单计算模型认知：理解盖斯定律的内容，并能运用进行焓变计算[知 识 梳 理]知识点一、盖斯定律1.内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的(填“相同”或“不同”)2.特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关2)反应热总值一定，如下图的ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH33)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为另一种形式3.意义因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来知识点二、反应热的计算反应热计算的几种类型(1)依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的ΔH求反应热，如aA　＋　bB===cC　＋　dD　　ΔH a b c d |ΔH| n(A) n(B) n(C) n(D) |Q|则＝＝＝＝2)依据盖斯定律：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，同时反应热也作相应的改变。

3)依据反应物断键吸收热量Q吸与生成物成键放出热量Q放进行计算：ΔH＝Q吸－Q放4)依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算：ΔH＝E生成物－E反应物5)依据物质燃烧放热数值(或燃烧热ΔH)计算：Q放＝n可燃物×|ΔH|6)依据比热公式计算：Q＝cmΔt[自 我 检 测]1.已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1怎样利用盖斯定律求C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH?答案　(1)“虚拟路径”法根据盖斯定律知ΔH1＝ΔH＋ΔH2ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1－(－283.0 kJ·mol－1)＝－110.5 kJ·mol－1(2)“加合”法②变形为CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH＝283.0 kJ·mol－1，和①相加得C(s)＋O2(g)＋CO2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋O2(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1即C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－12.已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，往某一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反应，当放出热量23.05 kJ时，求N2的转化率。

解析　　N2(g)＋3H2(g)2NH3　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1 1 mol 92.2 kJ x 23.05 kJx＝0.25 molα(N2)＝×100%＝25%答案　25%3.已知H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则N≡N键的键能为______解析　ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)＝－92.4 kJ·mol－1，代入数据，则E(N≡N)＝945.6 kJ·mol－1答案　945.6 kJ·mol－1学习任务、盖斯定律的应用【观图思考】1.结合图1，如何理解盖斯定律？提示　略2.依据盖斯定律，图2中物质转化的各焓变间有什么关系？提示　ΔH1＝ΔH2＋ΔH3【名师点拨】1.虚拟路径法：设计合理的反应途径，求某反应的ΔHΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH52.加合法：由已知热化学方程式写目标热化学方程式3.解题模型4.解题注意事项(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减，所求之和为其代数和。

3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变4)为了防止出错，应将方程式左、右颠倒，用“加法”计算典例】　根据盖斯定律，结合下述热化学方程式，回答问题已知：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH＝－176 kJ·mol－1(2)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq)ΔH＝－72.3 kJ·mol－1(3)NH3(g)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)ΔH＝－52.3 kJ·mol－1(4)NH4Cl(s)＋H2O(l)===NH4Cl(aq)　ΔH＝Q则第(4)个方程式中的反应热是________解析　利用盖斯定律知，(3)＋(2)－(1)＝(4)，则ΔH＝－52.3 kJ·mol－1＋(－72.3 kJ·mol－1)－(－176 kJ·mol－1)＝51.4 kJ·mol－1答案　51.4 kJ·mol－1变式训练　盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是(　　)A.A→F，ΔH＝－ΔH6B.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C.C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D.|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|解析　A→F过程与F→A过程相反，两个过程反应热的数值大小相等，符号相反，A项正确；整个变化过程起始物和终态物均为A物质，能量变化为0，故ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，B项错误；F→C的ΔH＝ΔH6＋ΔH1＋ΔH2，则C→F的ΔH＝－(ΔH1＋ΔH2＋ΔH6)，而A→D的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，D→A的ΔH＝ΔH4＋ΔH5＋ΔH6，二者数值相等，符号相反，所以C项、D项也都正确。

答案　B1.下列关于盖斯定律描述不正确的是(　　)A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热解析　化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关答案　A2.已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量下列说法正确的是(　　)A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－480.4 kJ·mol－1C.2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝471.6 kJ·mol－1D.H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－240.2 kJ·mol－1解析　A项，没有指明水的状态，错误；B项，ΔH＝2E(H－H)＋E(O＝O)－4E(H－O)＝2×436.4＋498－4×462.8＝－480.4(kJ·mol－1)，正确；题给信息中H2O均为气态，C、D错误。

答案　B3.已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·moL－1，则反应HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的ΔH为(　　)A.184.6 kJ·moL－1 B.－92.3 kJ·moL－1C.－369.2 kJ·moL－1 D.92.3 kJ·moL－1解析　据两热化学方程式的关系可知ΔH＝－(－184.6 kJ·moL－1)×＝92.3 kJ·moL－1，D正确答案　D4.下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是(　　)①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8A.① B.④C.②③④ D.①②③答案　C5.下列说法或表示方法正确的是(　　)A.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2B.在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJC.由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝1.90 kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定D.在101 kPa时，2 g H2完全烧烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1解析　A项，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)完全燃烧生成2 mol H2O(l)放出的热量大于生成2 mol H2O(g)放出的热量，因ΔH1、ΔH2均小于零，所以ΔH1<ΔH2，所以A错；B项，浓硫酸稀释过程中要放热，因此放出的热量大于57.3 kJ，B正确；石墨转化为金刚石为吸热反应，则金刚石所具有的能量高于石墨所具有的能量，能量越高越不稳定，所以金刚石不如石墨稳定，C错；2 g即1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，所以热化学方程式中2 mol H2反应对应的焓变应为－571.6 kJ·mol－1，所以D错。

答案　B课时作业基 础 练1.已知298 K、100 kPa条件下：①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1；②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3 119.1 kJ·mol－1由此得出的正确结论是(　　)A.等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应B.等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应C.O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应D.O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应解析　根据盖斯定律②－①得2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－284.2 kJ·mol－1，故等质量的O2能量低答案　A2.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体已知：①Sn(白，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2③Sn(灰，s) Sn(白，s)ΔH3＝2.1 kJ·moL－1下列说法正确的是(　　)A.ΔH1>ΔH2B.锡在常温下以灰锡状态存在C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应D.锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏解析　由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2。