高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 微专题2 “四根据”破解热化学方程式的书写学案
展开微专题2 “四根据”破解热化学方程式的书写
题型1 根据反应的热量变化
ΔH与化学方程式一一对应，利用已知的质量或物质的量及对应的能量变化换算成化学方程式的计量数对应的ΔH，一定要标注物质的聚集状态。
例1 NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是____________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g) ΔH＝－216 kJ·mol－1
解析 在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，则消耗1 mol NaBH4(s)即38 g放热216 kJ，因此该反应的热化学方程式是NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g) ΔH＝－216 kJ·mol－1。
题型2 根据化学键的键能
(1)明确每种物质的化学键种类和数目，且按照化学计量数表示的物质的量计算。
(2)ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。
例2 氮的化合物在生产、生活中广泛存在。键能是将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知化学键的键能如下表：
化学键 | N≡N | O==O | N—N | N—H | O—H |
键能/(kJ·mol－1) | 946 | 497 | 193 | 391 | 463 |
写出1 mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式：__________________。
答案 N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－544 kJ·mol－1
解析 根据焓变＝反应物的总键能－生成物的总键能，1 mol 气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变为193 kJ·mol－1＋391 kJ·mol－1×4＋497 kJ·mol－1－946 kJ·mol－1－463 kJ·mol－1×4＝－544 kJ·mol－1，所以1 mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－544 kJ·mol－1。
题型3 根据能量图像
例3 当今世界，能源的发展日益成为全世界、全人类共同关心的问题。乙烷、二甲醚的标准燃烧热较大，可用作燃料，如图是乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化图，请回答下列问题：
(1)a＝________。
(2)乙烷的标准燃烧热为________ kJ·mol－1。
(3)写出二甲醚完全燃烧时的热化学方程式：______________________________________
____________________________________________________________________________。
答案 (1) (2)1 560 (3)CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 455 kJ·mol－1
题型4 根据盖斯定律
例4 将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，可发生反应：①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)，该反应的ΔH＝206 kJ·mol－1。
已知：②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·mol－1，写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式：__________________________________________________。
答案 CO2(g)＋3H2O(g)===2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g) ΔH＝1 008 kJ·mol－1
解析 分析两个热化学方程式，由盖斯定律知①－②可得CO2(g)＋3H2O(g)===2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g) ΔH＝206 kJ·mol－1－(－802 kJ·mol－1)＝1 008 kJ·mol－1。
1．(2020·南京月考)已知在298 K、1×105 Pa条件下，2 mol H2燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ·mol－1
答案 A
解析 选项B中生成物水的状态表述错误，产物H2O应为气态；选项C和D中反应热ΔH的符号错误。
2．生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000 倍，在大气中的寿命可长达740年之久，表中是几种化学键的键能：
化学键 | N≡N | F—F | N—F |
键能/(kJ·mol－1) | 941.7 | 154.8 | 283.0 |
写出利用N2和F2制备NF3的热化学方程式：__________________________________
________________________________________________________________________。
答案 N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g) ΔH＝－291.9 kJ·mol－1
解析 ΔH＝(941.7＋154.8×3－283.0×6) kJ·mol－1＝－291.9 kJ·mol－1。
3．(1)在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒，常用SO2将CO氧化，SO2被还原为S。已知：
①C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1＝－126.4 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－296.8 kJ·mol－1
则SO2氧化CO的热化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效率，减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。
其中，反应①为2HCl(g)＋CuO(s)===H2O(g)＋CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为___________________
___________________________________________________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：
①用焦炭跟水反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)；
②用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图所示，则方法②中反应的ΔH＝________________________。
答案 (1)SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－237.4 kJ·mol－1
(2)4HCl(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Cl2(g) ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2
(3)(a＋3b－c) kJ·mol－1
解析 (2)2HCl(g)＋CuO(s)===H2O(g)＋CuCl2(s) ΔH1①
由图得2CuCl2(s)＋O2(g)===2CuO(s)＋2Cl2(g) 2ΔH2②
运用盖斯定律：①×2＋②得总反应：4HCl(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Cl2(g) ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2。
