本章素养提升
【素养提升】
探究点一
例1 A [解析] 利用盖斯定律,由(②-③)×2得出:C2H4(g)C2H2(g)+H2(g) ΔH=2(ΔH2-ΔH3),根据反应a的逆过程为吸热反应,得ΔH2-ΔH3>0,ΔH2>ΔH3;利用盖斯定律,由(③-①)×2得出:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH=2(ΔH3-ΔH1),根据反应b可知,ΔH3-ΔH1>0,ΔH3>ΔH1,故A项正确。
变式 A [解析] 将热化学方程式依次编号为①②,②放出的热量为①放出的热量再加上S(s)燃烧所放出的热量,由于反应放热,ΔH带负号,则ΔH1>ΔH2,A错误;液态水比气态水稳定,生成液态水放出的热量多,则ΔH1<ΔH2,B正确;将热化学方程式依次编号为③④,③为放热反应,ΔH1<0,④为吸热反应,ΔH2>0,ΔH1<ΔH2,C正确;液态Br2比气态Br2稳定,气态溴反应放出的热量多,则ΔH1<ΔH2,D正确。
探究点二
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。
变式 -911.9
[解析] 根据盖斯定律可得,①+②+2×③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g),则ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17 kJ·mol-1)+(-16.73 kJ·mol-1)+2×(-415.0 kJ·mol-1)=-911.9 kJ·mol-1。
【自我检测】
1.D [解析] ①是放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;反应热等于断键吸收的总能量和形成化学键所放出的总能量的差值,故ΔH1=(4a+2d-2a-2b-2c) kJ·mol-1=(2a+2d-2b-2c) kJ·mol-1=-2(b+c-a-d) kJ·mol-1,B错误;反应①②中生成物不同,ΔH2≠ΔH1,C错误;依据盖斯定律②-①即得到CH2F2(g)+2F2(g)CF4(g)+2HF(g) ΔH=ΔH2-ΔH1,D正确。
2.A [解析] 读图是解答本题的关键,图中箭头指入物质为反应物,箭头指出物质为生成物;反应①为SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)H2SO4(aq)+2HI(aq) ΔH1=-151 kJ·mol-1;反应②为H2SO4(aq)SO2(g)+O2(g)+H2O(l) ΔH2=+327 kJ·mol-1;根据盖斯定律知,反应①+反应②得反应④I2(s)+H2O(l)2HI(aq)+O2(g) ΔH4=+176 kJ·mol-1;氢气燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,则反应⑤H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH5=-286 kJ·mol-1;反应③为2HI(aq)I2(s)+H2(g),根据盖斯定律知,反应③=-(反应④+反应⑤),则ΔH3=-(+176 kJ·mol-1-286 kJ·mol-1)=+110 kJ·mol-1,A正确。
3.(1)= (2)436.5 kJ 2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-873 kJ·mol-1 (3)366 (4)-92.5
[解析] (1)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,故ΔH1=ΔH2。
(2)已知:①N2(g)+2O2(g)N2O4(l) ΔH1=-195 kJ·mol-1,②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=
-534 kJ·mol-1。根据盖斯定律将②×2-①可得:2N2H4(l)+ N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-873 kJ·mol-1,则1 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时放出的热量为436.5 kJ。
(3)已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,可以写出H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-102 kJ·mol-1,ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则有-102=436+194-2a,得a=366。
(4)设CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=x kJ·mol-1 ①,表示甲醇(g)燃烧热的热化学方程式为CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764 kJ·mol-1②,H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1③,根据盖斯定律①+②+3×③可得3H2(g)+O2(g)3H2O(g) ΔH=-764 kJ·mol-1+x kJ·mol-1+3×44 kJ·mol-1,即436 kJ×3+497 kJ×-463 kJ×6=-764 kJ+x kJ+3×44 kJ,得x=-92.5,则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-92.5 kJ·mol-1。本章素养提升
◆ 探究点一 反应热的大小比较
例1 已知:a.C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH<0;b.2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0。现有以下三个热化学方程式:
①C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH1
②C(s)+H2(g)C2H2(g) ΔH2
③C(s)+H2(g)C2H4(g) ΔH3
ΔH1、ΔH2、ΔH3由大到小的顺序是 ( )
A.ΔH2>ΔH3>ΔH1 B.ΔH3>ΔH2>ΔH1
C.ΔH3>ΔH1>ΔH2 D.ΔH1>ΔH2>ΔH3
变式 根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较不正确的是 ( )
A.2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g) ΔH1;2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
C.CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH1;
CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.Br2(g)+H2(g)2HBr(g) ΔH1;Br2(l)+H2(g)2HBr(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
[方法策略]
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q(Q>0) kJ·mol-1,虽然“-”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“化学计量数”相关的反应热比较
例如:
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,aΔH2。
3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)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。
(2)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。
ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
◆ 探究点二 盖斯定律在计算ΔH中的应用
例2 [2023·湖南卷节选] 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。
变式 [2022·湖北卷节选] 已知:
①CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH1=-65.17 kJ·mol-1
②Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH2=-16.73 kJ·mol-1
③Al(s)+OH-(aq)+3H2O(l)[Al(OH)4]-(aq)+H2(g) ΔH3=-415.0 kJ·mol-1
则CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)Ca2+(aq)+
2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)的ΔH4= kJ·mol-1。
[方法策略] 利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型
1.[2024·北京海淀区高二期中] 已知反应:
①CH4(g)+2F2(g)CH2F2(g)+2HF(g) ΔH1<0
②CH4(g)+4F2(g)CF4(g)+4HF(g) ΔH2
相关化学键的键能数据如下:
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol-1) a b c d
下列说法正确的是 ( )
A.①中反应物的总能量小于生成物的总能量
B.ΔH1=2(b-a+c-d) kJ·mol-1
C.ΔH2=ΔH1
D.CH2F2(g)+2F2(g)CF4(g)+2HF(g) ΔH=ΔH2-ΔH1
2.[2024·重庆部分重点中学高二调研] 以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水制氢流程如图所示。
已知氢气燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,ΔH3为 ( )
A.+110 kJ·mol-1 B.+462 kJ·mol-1
C.+29 kJ·mol-1 D.+254 kJ·mol-1
3.(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH分别为ΔH1、ΔH2,则ΔH1 (填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(2)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料。肼与氧化剂N2O4(l)反应生成N2和水蒸气。
已知:
①N2(g)+2O2(g)N2O4(l)
ΔH1=-195 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)
ΔH2=-534 kJ·mol-1
试计算1 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时放出的热量为 ,写出N2H4(l)和N2O4(l)反应的热化学方程式: 。
(3)已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 194 a
则表中a= 。
(4)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。已知拆开1 mol H2(g)、1 mol O2(g)和气态水中1 mol O—H使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、497 kJ和463 kJ;1 mol H2O(l)蒸发为1 mol H2O(g)时吸收44 kJ能量;CH3OH(g)的燃烧热为764 kJ·mol-1。则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH= kJ·mol-1。 (共30张PPT)
本章素养提升
探究点一 反应热的大小比较
探究点二 盖斯定律在计算中的应用
探究点一 反应热的大小比较
例1 已知： ；
。现有以下三个热化学方程式：
、、 由大到小的顺序是( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 利用盖斯定律，由 得出：
，根据反应 的逆过程为吸热反应，得，
；利用盖斯定律，由 得出：
，根据反应 可知，， ，
故A项正确。
变式 根据以下热化学方程式，和 的大小比较不正确的是( )
A. ；
，则
B. ；
，则
C. ；
，则
D.； ，
则
√
[解析] 将热化学方程式依次编号为①②，②放出的热量为①放出的热量再
加上燃烧所放出的热量，由于反应放热， 带负号，则 ，
A错误；
液态水比气态水稳定，生成液态水放出的热量多，则 ，B正确；
将热化学方程式依次编号为③④，③为放热反应，，④为吸热反应，
， ，C正确；
液态比气态稳定，气态溴反应放出的热量多，则 ，D正确。
［方法策略］
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说，，虽然“-”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，反而越小。
2.与“化学计量数”相关的反应热比较
例如：
，
，，
。
3.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应，生成物状态不同时
，，因为
，，所以。
(2)同一反应，反应物状态不同时
；
。
，则，又，所以 。
探究点二 盖斯定律在计算 中的应用
例2 ［2023·湖南卷节选］ 已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应的
_______ 。
[解析] 根据盖斯定律，将可得 。
则的________ 。
变式 ［2022·湖北卷节选］ 已知：
①
②
③
[解析] 根据盖斯定律可得， 可得反应
，
则 。
［方法策略］ 利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型
1.［2024·北京海淀区高二期中］已知反应：
相关化学键的键能数据如下：
化学键
键能/
下列说法正确的是( )
A.①中反应物的总能量小于生成物的总能量
B.
C.
D.
√
化学键
键能/
[解析] ①是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A错误；
反应热等于断键吸收的总能量和形成化学键所放出的总能量的差值，故
，B错误；
化学键
键能/
反应①②中生成物不同， ，C错误；
依据盖斯定律 即得到
，D正确。
2.［2024·重庆部分重点中学高二调研］以太阳能为热源，热化学硫
碘循环分解水制氢流程如图所示。
已知氢气燃烧热， 为( )
A.
B.
C.
D.
√
[解析] 读图是解答本题的关键，图中箭头指入物质为反应物，箭头指出物质为
生成物；反应①为
；反应②为
；根据盖斯定律知，反应 反应②得反应
；氢气燃烧热 ，
则反应 ；反应③为
，根据盖斯定律知，反应(反应 反应 )，则
，A正确。
3.(1)同温同压下， 在光照和点燃条件下的
分别为、，则___(填“ ”“ ”或“”) 。
[解析] 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
应的途径无关，故 。
(2)肼可作为火箭发动机的燃料。肼与氧化剂 反应生成
和水蒸气。已知：
①
②
试计算与完全反应生成 和水蒸气时放出的热
量为________，写出和 反应的热化学方程式：
__________________________________________________________。
[解析] 已知：
，
。
根据盖斯定律将 可得：
，
则与完全反应生成 和水蒸气时放出的热量为
。
(3)已知 ，蒸发
需要吸收的能量为 ，其他相关数据如下表：
物质
分子中的化学键断裂时 需要吸收的能量/ 436 194
则表中 _____。
366
[解析] 已知 ，蒸发
需要吸收的能量为 ，可以写出
， 反应物总键能-生成物总键能，
则有，得 。
(4)研究 的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。已知拆
开、和气态水中 使之成为气态原
子所需的能量分别为、和； 蒸发为
时吸收能量；的燃烧热为 。
则_______ 。
[解析] 设 ，
表示甲醇 燃烧热的热化学方程式为
②，
，根据盖斯定律
可得
，即 ，得 ，则
。
快速核答案
素养提升
探究点一 反应热的大小比较
例1 A 变式 A
探究点二 盖斯定律在计算中的应用
例2 变式
自我检测
1.D 2.A
3.（1） （2）
（3）366 （4）
