第一章化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH1和ΔH2表示,则( )
①H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH1=-Q1
kJ·mol-1
②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=+Q2
kJ·mol-1
已知Q1、Q2均大于零。
A.Q1>Q2
B.Q1=Q2
C.2Q1D.Q2=2Q1
解析将①式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=-2Q1
kJ·mol-1③,将②式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4=-Q2
kJ·mol-1④。③式中各物质的化学计量数与④式相同,但③式中H2O为气态,④式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q1答案C
2.在298
K、101
kPa时,已知:
①2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析因为反应式①②③之间存在关系:①+2×②=③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3。
答案A
3.已知H—H、H—O和OO键的键能分别为436
kJ·mol-1、463
kJ·mol-1和495
kJ·mol-1。下列热化学方程式正确的是( )
A.H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=-485
kJ·mol-1
B.H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=+485
kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=+485
kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-485
kJ·mol-1
解析1
mol气态水分解产生1
mol
H2(g)和
mol
O2(g)的能量变化为2×463
kJ-436
kJ-×495
kJ
=242.5
kJ。因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=+242.5
kJ·mol-1。A、B两项错误。若2
mol的气态水分解可产生2
mol
H2(g)和1
mol
O2(g),则此时反应的焓变是2ΔH=+242.5
kJ·mol-1×2=+485
kJ·mol-1。则H2(g)与O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为2H2(g)+
O2(g)2H2O(g) ΔH=-485
kJ·mol-1。
C项错误,D项正确。
答案D
4.根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5
kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8
kJ·mol-1
③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3
kJ·mol-1
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为( )
A.ΔH=+244.1
kJ·mol-1
B.ΔH=-488.3
kJ·mol-1
C.ΔH=-996.6
kJ·mol-1
D.ΔH=+996.6
kJ·mol-1
解析所求反应可以由①×2+②×2-③得到,故所求反应的ΔH=-393.5
kJ·mol-1×2-285.8
kJ·mol-1×2+870.3
kJ·mol-1=-488.3
kJ·mol-1。
答案B
5.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热ΔH依次为-a
kJ·mol-1、-b
kJ·mol-1、-c
kJ·mol-1(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1、CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g) ΔH2。试推算( )
A.ΔH1=(a-2b+2c)
kJ·mol-1
B.ΔH1=(b+c-2a)
kJ·mol-1
C.ΔH2=(b+3c-a)
kJ·mol-1
D.ΔH2=(3b+c-a)
kJ·mol-1
解析依题意知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-a
kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-b
kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-c
kJ·mol-1
根据盖斯定律知,
①-②×2-③×2得:
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=(2b+2c-a)
kJ·mol-1
①-②×3-③得:
CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g) ΔH2=(3b+c-a)
kJ·mol-1。
答案D
6.已知
①H2O(g)H2O(l) ΔH1=
Q1
kJ·mol-1
②C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=Q2
kJ·mol-1
③C2H5OH(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)
kJ
B.0.5(Q1+Q2+Q3)
kJ
C.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)
kJ
D.(1.5Q1-0.5Q2
+0.5Q3)
kJ
解析由盖斯定律,可由3×①+③-②得
C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=(3Q1+Q3-Q2)
kJ·mol-1。
则23
g酒精液体完全燃烧并恢复到室温,放出的热量为0.5
mol×(-ΔH)=(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)
kJ。
答案C
7.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566
kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890
kJ·mol-1
又知由H2(g)与O2(g)反应生成1
mol液态H2O比生成1
mol气态H2O多放出44
kJ的热量。则CH4气体在空气中不完全燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.2CH4(g)+O2(g)CO2(g)+CO(g)+4H2O(l) ΔH=-1
214
kJ·mol-1
B.2CH4(g)+O2(g)CO2(g)+CO(g)+4H2O(g) ΔH=-1
038
kJ·mol-1
C.3CH4(g)+5O2(g)CO2(g)+2CO(g)+6H2O(l) ΔH=-1
538
kJ·mol-1
D.3CH4(g)+5O2(g)CO2(g)+2CO(g)+6H2O(g) ΔH=-1
840
kJ·mol-1
解析将题给反应依次编号为①②,根据题目条件可得H2O(g)H2O(l) ΔH=-44
kJ·mol-1③。根据盖斯定律,A项中热化学方程式可由②×2-①×得到,ΔH=-1
497
kJ·mol-1;B项中热化学方程式可由②×2-①×-③×4得到,ΔH=-1
321
kJ·mol-1;C项中热化学方程式可由②×3-①得到,ΔH=-2
104
kJ·mol-1;D项中热化学方程式可由②×3-①-③×6得到,ΔH=-1
840
kJ·mol-1,正确。
答案D
8.已知:
(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3
kJ·mol-1
(2)H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8
kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8
kJ·mol-1
常温常压下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体,其体积折合成标准状况下为11.2
L,完全燃烧后,恢复到常温,放出的热量是 。?
解析根据题意可知,混合气体的物质的量为0.5
mol,则0.5
mol混合气体中CH4和H2的物质的量分别为0.5
mol×=0.4
mol,0.5
mol×=0.1
mol。常温时水为液态,所以放出的热量为(0.4×890.3+0.1×285.8)
kJ=384.7
kJ。
答案384.7
kJ
提升能力跨越等级
1.(双选)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574
kJ·
mol-1,②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1
160
kJ·
mol-1。下列选项不正确的是( )
A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867
kJ·
mol-1
B.CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH3<ΔH1
C.若用0.2
mol
CH4(g)还原NO2(g)至N2(g),则反应中放出的热量一定为173.4
kJ
D.若用2.24
L
CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为0.8
mol
解析A项,由得出:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=kJ·
mol-1=-867
kJ·
mol-1,正确;B项,H2O(g)H2O(l) ΔH<0,因此ΔH3<ΔH1,正确;C项,没有说明反应生成的H2O的状态,如果是气态,则正确,若是液态,则大于173.4
kJ,错误;D项,消耗1
mol
CH4转移8
mol
e-,但2.24
L
CH4是否处于标准状况下不清楚,D错误。
答案CD
2.(2018浙江11月选考)已知:H2O(g)H2O(l) ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s) ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3
C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4
B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
解析物质由气态转化为液态(液化)需要放热,物质由固态转化为气态需要吸热,比较反应3和反应4,C6H12O6(s)→C6H12O6(g)为吸热过程,6H2O(g)→6H2O(l)为放热过程,所以反应4放出更多能量,ΔH更小,故ΔH3>ΔH4,选项A错误;由盖斯定律知,反应1×6+反应2+反应3可以得到反应4,即6ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,经数学变形,可以得到6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,选项B正确,选项C、D均错误。
答案B
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:
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
a
369
则下列说法正确的是( )
A.2HBr(g)H2(g)+Br2(l) ΔH<0
B.Br2(l)Br2(g) ΔH=-30
kJ·mol-1
C.H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-42
kJ·mol-1
D.a=200
解析A项,2HBr(g)H2(g)+Br2(l)应为吸热反应,ΔH>0,A错误;B项,物质由液态变成气态,应吸收热量,ΔH>0,故B项错误;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,则有H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-102
kJ·mol-1,C项错误;由436
kJ+a
kJ-2×369
kJ=-102
kJ,解得a=200,故D项正确。
答案D
4.(2019浙江4月选考)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
M2+(g)+C(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g)
MO+CO2(g)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是( )
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
解析ΔH1表示断裂MCO3中C和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项正确;ΔH2表示断裂C中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项正确;由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C项错误;由上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。
答案C
5.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25
℃、101
kPa条件下,1
g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68
kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。?
(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23
g
NO2需要吸收16.95
kJ热量。则该反应的热化学方程式为 。?
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650
kJ的热量。则该反应的热化学方程式为 。?
(4)已知拆开1
mol
H—H、1
mol
N—H、1
mol
N≡N分别需要的能量是436
kJ、391
kJ、946
kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。?
答案(1)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-725.76
kJ·mol-1
(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.8
kJ·mol-1
(3)C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1
300
kJ·mol-1
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92
kJ·mol-1
6.断开1
mol
AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E):
化学键
H—H
Cl—Cl
OO
C—Cl
C—H
O—H
H—Cl
E/(kJ·mol-1)
436
247
x
330
413
463
431
请回答下列问题:
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH= (用含有a、b的关系式表示)。?
(2)若图示中表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8
kJ·mol-1,则根据所给键能数据可得,b=
kJ·mol-1,x= 。?
(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450
℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为 。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据题给有关数据及前面的计算结果,计算当反应中有1
mol电子转移时,反应的能量变化为 。?
解析(1)图示反应中反应物具有的能量大于生成物具有的能量,因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即ΔH=(a-b)
kJ·mol-1。(2)b表示H、O原子结合为1
mol气态水时的能量变化,其数值为463×2=926;根据键能与焓变的关系可得,436+x-926=-241.8,则x=496.4。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式:O2+4HCl2Cl2+2H2O。该反应的ΔH=(496.4+431×4-247×2-463×4)
kJ·mol-1=-125.6
kJ·mol-1,则转移1
mol电子时反应放出的能量为31.4
kJ。
答案(1)放热 (a-b)
kJ·mol-1
(2)926 496.4
(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O 放出31.4
kJ能量
贴近生活拓展创新
将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5
kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-242.0
kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0
kJ·mol-1
请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:? 。?
(2)比较反应热数据可知,1
mol
CO(g)和1
mol
H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1
mol
C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点中正确的是 (填“甲”或“乙”);判断的理由是 ?
。?
(3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点:?
。?
解析(1)根据盖斯定律①-②-③,即可得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5
kJ·mol-1。(2)由(1)中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。
答案(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5
kJ·mol-1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)
(3)①减少污染,②燃烧充分,③方便运输(答两点即可)(共28张PPT)
第二节 反应热的计算
知识铺垫
必备知识
正误判断
碳在氧气中完全燃烧生成CO2,化学方程式为(反应①) ,而碳在氧气中不完全燃烧生成CO,化学方程式为(反应②) ,生成的一氧化碳还可在氧气中燃烧生成CO2,化学方程式为(反应③) 。其中,反应 的反应热无法直接测定,原因是碳燃烧
。?
②
不可能全部生成CO,总有一部分生成CO2
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.盖斯定律
(1)内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是
的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关,而与反应的 无关。?
(2)意义:对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯(即有副反应发生)的反应,测定其反应热比较困难,如果应用 ,就可以间接地把它们的反应热计算出来。?
(3)举例:下图表示始态到终态的反应热。
则ΔH= = ?
相同
始态
终态
途径
盖斯定律
ΔH1+ΔH2
ΔH3+ΔH4+ΔH5
知识铺垫
必备知识
正误判断
知识铺垫
必备知识
正误判断
2.根据 、 和 的数据,可以计算一些反应的反应热。?
热化学方程式
盖斯定律
燃烧热
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)一个反应一步完成或分几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量就越多。
( )
(2)化学反应的反应热与化学反应的始态有关,与终态无关。
( )
(3)利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热。
( )
(4)任何化学反应的反应热都可以直接测定。
( )
(5)不同的热化学方程式之间,因反应的物质不同,故热化学方程式不能相加减。
( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
盖斯定律的应用
问题探究
1.物质相互转化过程中,对于同一反应,经历的过程越多,损失的能量越大,正确吗?
2.利用盖斯定律计算反应热时需要注意哪些事项?
?
答案:不正确。根据盖斯定律可知,反应过程无论经历多少步,其焓变不变。
答案:(1)求总反应的反应热,不能将各步反应的反应热简单地相加;
(2)不论反应是一步进行还是分步进行,只有始态和终态完全一致,盖斯定律才成立;
(3)某些物质在反应分步进行时作为中间产物出现,最后应该恰好“消耗”完。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
根据盖斯定律,ΔH=ΔH1-ΔH2
还可以利用化学键断裂与形成时的能量变化、热化学方程式、燃烧热等计算反应热。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
盖斯定律应用的常用方法
(1)虚拟路径法:
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
a.由A直接变成D,反应热为ΔH;
b.由A经过B变成C,再由C变成D,每步反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(2)加和法:
利用加和法计算反应焓变一般要经过4步:
a.确定待求反应的热化学方程式。
b.找出待求热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
c.根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数来调整已知热化学方程式中的化学计量数。
d.对调整后的已知热化学方程式进行加和(利用同侧相加,异侧相减原则),计算待求反应的焓变。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1煤可通过下列两种途径成为燃料:
途径Ⅰ C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1<0
途径Ⅱ 先制水煤气:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2>0
①
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3<0
②
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH4<0
③
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
请填写下列空白:
(1)判断两种途径放出的热量:途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。?
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是 。?
(3)由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,所以该反应发生时,反应物须 能量才能转化为生成物,因此其反应条件为 。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
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及反应的吸、放热情况。
(2)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,注意各步反应ΔH的正负。
(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,可能会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0
kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6
kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A.+519.4
kJ·mol-1
B.+259.7
kJ·mol-1
C.-259.7
kJ·mol-1
D.-519.4
kJ·mol-1
答案:C
任务一
任务二
素养脉络
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反应热的计算
问题探究
1.相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水,哪一个过程放出的能量多?为什么?
答案:生成液态水时放出的能量多。起始时反应物能量相同,但气态水转化为液态水还会放出能量,所以生成液态水放出的能量多。
答案:根据盖斯定律分析,放出的热量Q=(241.8
kJ·mol-1+44
kJ·mol-1)×1
mol=285.8
kJ。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.反应热计算的依据
(1)根据热化学方程式计算:反应热的绝对值与反应物的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的能量计算:
ΔH=生成物的能量总和-反应物的能量总和。
(3)根据反应物和生成物的键能计算:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
(4)根据盖斯定律计算:将热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形,ΔH也进行相应“加”“减”计算。
(5)根据物质的燃烧热数值计算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.反应热计算的常用解题方法
(1)列方程法:先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所涉及物质与反应热间的关系直接求算反应热。
(2)估算法:根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出的热量,大致估算各成分的比例。此法主要应用于解答选择题,根据题给信息找出大致范围,利用此法解题快速、简便。
任务一
任务二
素养脉络
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素能应用
典例2工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热ΔH分别为-890.3
kJ·mol-1、
-285.8
kJ·mol-1和-283.0
kJ·mol-1,则生成1
m3(标准状况)CO所需热量为 。?
答案:5
520
kJ
任务一
任务二
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变式训练2甲烷的燃烧热ΔH=-890.3
kJ·
mol-1,1
kg
CH4在25
℃、101
kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为( )
A.-5.56×104
kJ·
mol-1
B.5.56×104
kJ·
mol-1
C.5.56×104
kJ
D.-5.56×104
kJ
答案:C
任务一
任务二
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任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.下列关于盖斯定律的描述不正确的是( )
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
答案:A
任务一
任务二
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随堂检测
2.根据盖斯定律判断下图所示的物质转变过程中,正确的等式是( )
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4
B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
答案:D
任务一
任务二
素养脉络
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A.-317.3
kJ·mol-1
B.-379.3
kJ·mol-1
C.-332.8
kJ·mol-1
D.+317.3
kJ·mol-1
答案:A
任务一
任务二
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4.(双选)已知25
℃、101
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能量低,由O2变O3为放热反应
C.O3比O2稳定,由O2变O3为放热反应
D.O2比O3稳定,由O2变O3为吸热反应
答案:AD
任务一
任务二
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5.水煤气(主要成分是CO、H2)是重要的燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得。已知:
(1)将2.4
g碳转化为水煤气,再完全燃烧,整个过程的ΔH=
kJ·mol-1。?
(2)由CO、H2在一定条件下获得汽油的替代品——甲醇,甲醇的燃烧热ΔH=-726.5
kJ·mol-1,试写出由CO、H2生成甲醇的热化学方程式:? 。?
任务一
任务二
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答案:(1)-78.7
(2)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) ΔH=-128.1
kJ·mol-1
解析:(1)由盖斯定律可知C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=-393.5
kJ·mol-1,所以0.2
mol
C完全燃烧,ΔH=-78.7
kJ·mol-1。
(2)由题意可得反应⑥CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5
kJ·mol-1
由盖斯定律③+⑤×2-⑥可得,CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
ΔH1=[-283.0+(-285.8)×2-(-726.5)]
kJ·mol-1=-128.1
kJ·mol-1。
