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苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应导学案
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这是一份苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应的热效应导学案,共15页。
比较ΔH大小的注意事项
1.在比较ΔH的大小时,要注意其数值前的“+”“-”。
2.同一放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,ΔH越小(越大)。
3.要注意其他条件相同,同种燃料燃烧时,燃烧产物越稳定,放出的热量越多,ΔH越小。
4.要注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大,吸热反应的ΔH>0,放热反应的ΔH<0。
5.要注意同一反应,反应物或生成物的状态不同的情况在同一反应里,反应物状态或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l) A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·ml-1;
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·ml-1。
6.要注意晶体类型不同,产物相同的反应
如C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-a kJ·ml-1;
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-b kJ·ml-1。
在同温同压下,下列各组热化学方程式中a>b的一组是( )
A.CH4 (g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=a kJ·ml-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=b kJ·ml-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=a kJ·ml-1
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=b kJ·ml-1
C.C(s)+eq \f(1,2)O2 (g)===CO(g) ΔH=a kJ·ml-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=b kJ·ml-1
D.S(g)+O2(g)===SO2 (g) ΔH=a kJ·ml-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=b kJ·ml-1
C [A、物质的燃烧反应是放热的,焓变是负值,气态水变为液态水的过程是放热的,故a<b,故A错误;B、该化合反应是放热的,所以焓变值是负值,化学反应方程式的系数加倍,焓变数值加倍,ΔH1=2ΔH2,a<b,故B错误;C、碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,反应的焓变是负值,故a>b,故C正确;D、物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,固体硫变为气态硫需要吸收热量,所以a<b,故D错误。]
1.已知:
①H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ/ml
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ/ml
③H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ/ml
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ/ml。
下列关系式正确的是( )
A.a<c<0 B.b>d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
C [A、对于放热反应,当反应物能量相同时,生成物的能量越低,反应放出的热量越多,ΔH越小,而①和③相比,③中水为液态,能量低于气态水,故反应③放出的热量大于①,即c<a<0,故A错误;
B、由于燃烧均为放热反应,故ΔH均小于0,且对于放热反应,当反应物能量相同时,生成物的能量越低,反应放出的热量越多,ΔH越小,而④和②相比,④中水为液态,能量低于气态水,故反应④放出的热量大于②,即d<b<0,故B 错误;
C、由于燃烧均为放热反应,故ΔH均小于0,且由于反应②是①的2倍,故b是a的2倍,故有2a=b<0,故C正确;
D、由于燃烧均为放热反应,故ΔH均小于0,故D错误。]
2.下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
③Mg(s)+2HCl(aq)===MgCl2(aq)+H2(g) ΔH1
Ca(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+H2(g) ΔH2
④CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH1
HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH2
A.②③④ B.①
C.②④ D.①②③
A [①碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,反应的焓变是负值,故ΔH1<ΔH2,故错误;②物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,固体硫变为气态硫需要吸收热量,所以ΔH1>ΔH2,故正确;③金属镁的活泼性弱于金属钙,金属钙和酸的反应更加剧烈,放出的热量更多,焓变是负值,所以ΔH1>ΔH2,故正确;④醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,盐酸是强酸,完全电离出离子,和氢氧化钠中和放出的热量更多,焓变是负值,所以ΔH1>ΔH2,故正确,]
书写和判断热化学方程式的一般步骤
下列说法正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·ml-1
B.已知H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·ml-1,则1 ml氢气与1 ml氟气反应生成2 ml液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C.500 ℃、30 MPa下,将0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·ml-1
D.葡萄糖的标准燃烧热是2 800 kJ·ml-1,则eq \f(1,2)C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·ml-1
D [因为生成了BaSO4沉淀,故焓变不能根据中和热进行计算,A项错误;相同条件下,生成物为液态时释放的能量多于生成物为气态时释放的能量,B项错误;合成氨的反应为可逆反应,反应物不可能完全反应,故给出的热化学方程式中,ΔH<-38.6 kJ·ml-1,C项错误;由标准燃烧热概念可知D项正确。]
1.实验测得:101 kPa时,1 ml H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量:1 ml CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是( )
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=890.3 kJ·ml-1
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ
③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-890.3 kJ·ml-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·ml-1
A.仅有②④ B.仅有④
C.仅有②③④ D.全部符合要求
B [①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 J·ml-1,放出热量为负值,故①错误;②CH4(g)+2O2(g)=== O2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ,热化学方程式的热量单位必须是kJ·ml-1,故②错误;③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·ml-1,水为液态,故③错误;④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,热化学方程式正确,故④正确。]
2.下列热化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷燃烧热为890.3 kJ·ml-1,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.3 kJ·ml-1
B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合,其热化学方程式为:H++OH-===H2O ΔH=-57.3 kJ·ml-1
C.H2燃烧热为285.8 kJ·ml-1,燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1
D.12g石墨转化为CO(g)时,放出110.5 kJ的热量:2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-110.5 kJ/ml
C [A、甲烷的燃烧热为890.3 kJ·ml-1表示1 ml甲烷完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出热量是890.3 kJ,则表示其燃烧热的化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1,故A错误;B、物质反应过程的能量变化不仅与反应的物质的量多少有关,也与物质的聚集状态有关,因此要注明物质的聚集状态,稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合反应产生水的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,故B错误;C、H2燃烧热为285.8 kJ·ml-1,表示1 ml H2完全燃烧产生1 ml液态H2O,放出285.8 kJ的热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,故C正确;D、12 g石墨为1 ml,放出110.5 kJ的热量,则2 ml石墨反应放出221.0 kJ热量,热化学方程式为2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/ml,故D错误。]
由化学键的键能计算反应热
甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算ΔH1=____________kJ·ml-1,已知ΔH2=-58 kJ·ml-1,则ΔH3=_____________kJ·ml-1
[解析] (1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故ΔH1=1076 kJ·ml-1+2×436 kJ·ml-1-(3×413+343+465)kJ·ml-1=-99 kJ·ml-1;
根据盖斯定律:反应②-反应①=反应③,故ΔH3=ΔH2-ΔH1=-58 kJ·ml-1-(-99 kJ·ml-1)=+41 kJ·ml-1。
[答案] -99 +41
1.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
P4 P4O10
根据图所示的分子结构和有关数据计算该反应的ΔH,其中正确的是( )
A.(4c+12b-6a-5d)kJ·ml-1
B.(6a+5d-4c-12b)kJ·ml-1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·ml-1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·ml-1
B [各化学键键能为P—P a kJ·ml-1、P—O b kJ·ml-1、P===O c kJ·ml-1、O===O d kJ·ml-1。反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能,所以反应P4+5O2===P4O10的反应热ΔH=6a kJ·ml-1+5d kJ·ml-1-(4c kJ·ml-1+12b kJ·ml-1)=(6a+5d-4c-12b)kJ·ml-1。]
2.常温下,1 ml化学键断裂形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
A.1 ml H2和1 ml F2完全反应时,释放25 kJ能量
B.表中最稳定的共价键是H—F键
C.1 ml H2转化为H原子时,吸收436 kJ能量
D.432 kJ/ml>E(H—Br)>298 kJ/ml
A [A.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去形成化学键释放的能量,则1 ml H2和1 ml F2完全反应时,ΔH=(436+157-2×568)kJ/ml=-543 kJ/ml,即放出543 kJ热量,故A错误;B.键能越大,越稳定,最稳定的共价键是H—F键,故B正确;C.断裂化学键吸收能量,则1 ml H2转化为H原子时,吸收436 kJ能量,故C正确;D.由表中数据可知,E(H—Br)介于E(H—Cl)与E(H—I)之间,即432 kJ/ml>E(H—Br)>298 kJ/ml,故D正确。]
解盖斯定律应用类题的步骤
(1)“垃圾是放错了地方的资源”。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g)
ΔH=+64 kJ·ml-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)
ΔH=-196 kJ·ml -1
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1
则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)的反应热ΔH等于_____________。
(2)工业上制取硝酸铵的流程图如图所示:
eq \x(NH3)eq \(――→,\s\up8(Ⅰ),\s\d7(O2))eq \x(NO)eq \(――→,\s\up8(Ⅱ),\s\d7(O2))eq \x(NO2)eq \(――→,\s\up8(Ⅲ),\s\d7(H2O))eq \x(HNO3)eq \(――→,\s\up8(Ⅳ),\s\d7(NH3))eq \x(NH4NO3)
请回答下列问题:
已知:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ·ml-1
6NO(g)+4NH3(g)===5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-b kJ·ml-1
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为___________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64 kJ·ml-1
②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196 kJ·ml -1
③H2(g)+eq \f(1,2)×O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1
根据盖斯定律①+eq \f(1,2)×②+③得Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=64-eq \f(1,2)×196-286 kJ·ml-1=-320 kJ·ml-1,故答案为:-320 kJ·ml-1;
(2)①4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ·ml-1
②6NO(g)+4NH3(g)===5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-b kJ·ml-1
根据盖斯定律①×5-②×4得反应Ⅰ的热化学方程式:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=(-5a+4b)kJ·ml-1,故答案为:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=(-5a+4b)kJ·ml-1。
[答案] (1)-320 kJ·ml-1
(2)4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=(-5a+4b)kJ·ml-1
(1)已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·ml-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·ml-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=______________________。
(2)能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ·ml-1、282.5 kJ·ml-1、726.7 kJ·ml-1。已知CO和H2且在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为______________________________
___________________________________________________________。
[解析] (1)已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g):
ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH2=-566 kJ·ml-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g)
ΔH3=+141 kJ·ml-1,
根据盖斯定律分析知,③+①×2-②得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g),则ΔH=ΔH3+ΔH1×2-ΔH2=+141 kJ·ml-1+(-393.5 kJ·ml-1)×2+566 kJ·ml-1 =-80 kJ·ml-1,故答案为-80 kJ·ml-1。
(2)CO燃烧的热化学方程式:CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.5 kJ·ml-1①
H2燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8×2 kJ·ml-1②
CH3OH燃烧的热化学方程式:CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.7 kJ·ml-1③,将①+②+(-③)可得:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·ml-1,故答案为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·ml-1。
[答案] (1)-80 kJ·ml-1
(2)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH=-127.4 kJ·ml-1
2020年3月9日19时55分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗三号系统第29颗导航卫星。本次发射的是第2颗地球静止轨道(GEO)卫星,被亲切地称为“吉星”。它运行在位于地球赤道上空约36000千米的圆形轨道上,可对覆盖区域实现24小时不间断的移动通信,如卫星电话、电视节目转播等。长征三号乙运载火箭的一子级、助推器和二子级使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂。
[问题1] N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热,已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,请书写该反应的热化学方程式?
[提示] C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJ·ml-1。
[问题2] 长征三号乙运载火箭的三子级使用的是效能更高的液氢和液氧作为推进剂。已知:
①H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·ml-1
②O2(g)===O2(l) ΔH=-6.84 kJ·ml-1
③H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·ml-1
④H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式?
[提示] 火箭中液氢燃烧的热化学方程式为:2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH=-474.92 kJ·ml-1 。
[问题3] 火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示:
(1)N2和O2相比谁更稳定?
(2)写出肼燃烧的热化学方程式?
(3)图中的ΔH3是多少?
[提示] (1)根据N2、O2的键能分析,键能越大,分子越稳定;化学键的断裂要吸收能量,N≡N键能942 kJ,O===O键能500 kJ,所以N≡N键能大,破坏需吸收更多的能量,相对于破坏氧气中O===O难,N2比O2稳定。(2)根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-534 kJ·ml-1(3)根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g),ΔH3=ΔH1-ΔH2=2 752 kJ·ml-1-534 kJ·ml-1=+2 218 kJ·ml-1。
通过本情境素材中热化学方程式的书写、盖斯定律的应用,反应热的计算,提升了学生证据推理与模型认知的化学核心素养。
1.氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0
B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
C.相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成1 ml H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=+a kJ·ml-1
D [A项,已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的ΔH1>0,错误;B项,由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大,错误;C项,ΔH3+ΔH4代表H(g)―→H+(aq)的焓变,与是HCl还是HI无关,错误;D项,一定条件下,气态原子生成1 ml H—X键放出a kJ能量,则断开1 ml H—X键形成气态原子吸收a kJ的能量,即为ΔH2=+a kJ·ml-1,正确。]
2.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0
B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1
D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
C [A项,CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s),为吸热反应,ΔH1>0,正确;B项,ΔH2>0,ΔH3<0,则ΔH2>ΔH3,正确;C项,ΔH3<0,ΔH1>0,则ΔH3<ΔH1,错误;D项,根据盖斯定律可知:ΔH2=ΔH1+ΔH3,正确。]
3.下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A.CO的标准燃烧热是283.0 kJ·ml-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·ml-1
B.HCl和NaOH反应的中和热(ΔH)等于-57.3 kJ·ml-1,则CH3COOH和Ba(OH)2的中和热也等于-57.3 kJ·ml-1
C.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少
D.已知:H—H键的键能为a kJ·ml-1,Cl—Cl键的键能为b kJ·ml-1,H—Cl键的键能为c kJ·ml-1,则生成1 ml HCl放出的能量为eq \f(a+b-2c,2) kJ
C [CO的标准燃烧热是283.0 kJ·ml-1,则有CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·ml-1,从而可得2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·ml-1,A错误;CH3COOH是弱酸,电离过程中要吸收能量,故CH3COOH和Ba(OH)2的中和热不等于-57.3 kJ·ml-1,B错误;等物质的量的S(g)具有的能量高于S(s),故等物质的量的S(g)和S(s)分别完全燃烧,前者放出的热量多,C正确;已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH<0,则有ΔH=(a+b-2c)kJ·ml-1=-(2c-a-b)kJ·ml-1,则生成1 ml HCl时,放出的热量为eq \f(2c-a-b,2) kJ,D错误。]
4.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH1=a kJ·ml-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH2=b kJ·ml-1
③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=c kJ·ml-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=d kJ·ml-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)===eq \f(1,2)CH3OCH3(g)+eq \f(1,2)H2O(l)的ΔH=eq \f(d,2) kJ·ml-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·ml-1
C [A项,反应①、②提供CO2和H2,正确;B项,反应③将CO2转化为有机原料,是CO2的资源利用,正确;C项,反应生成液态水,放出热量,ΔH不等于eq \f(d,2) kJ·ml-1,错误;D项,目标反应可由反应②×2+③×2+④获得,计算反应热为(2b+2c+d)kJ·ml-1,正确。]
探 究 任 务
1.掌握ΔH大小比较的方法。
2.掌握热化学方程式的书写及正误判断方法。
3.能根据化学键的键能计算反应热。
4.掌握盖斯定律的应用。
ΔH的大小比较
热化学方程式的书写与判断
书写热化学方程式
第一步:写,写出化学方程式并配平(不写气体、沉淀符号)
第二步:标,标明各物质的聚集状态和反应条件(温度、压强,若为25℃、101 kPa,则不用标)
第三步:算,依据条件由各种途径(如数据计算、图像分析、盖斯定律等)得出与方程式中化学计量数相对应的反应热ΔH,写出ΔH的符号、数值、单位
第四步:查,注重细节,从头到尾完整检查
判断热化学方程式的正误
第一步:查化学方程式是否正确(反应物、生成物、配平)
第二步:查状态(g、l、s、aq),查条件(温度、压强)
第三步:查ΔH的符号、数值、单位是否正确,ΔH是否符合题中的特别要求,ΔH的数值是否与化学计量数相对应
第四步:检细节,从头到尾完整检查
根据化学键的变化计算反应热
解题步骤
解题注意事项
第一步:判断各物质中存在的化学键
必须考虑各物质的化学计量数
第二步:计算断键吸收总能量、成键释放总能量
ΔH=断键吸收总能量-成键释放总能量
第三步:看计算结果
结果为负值的为放热反应;结果为正值的为吸热反应
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·ml-1)
436
343
1076
465
413
P—P
P—O
P===O
O===O
键能(kJ/ml)
a
b
c
d
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
E (kJ/ml)
436
157
568
432
298
盖斯定律的应用
解题步骤
解题注意事项
第一步:分析所求热化学方程式与题给热化学方程式的关系
必须考虑各物质究竟是反应物还是生成物
第二步:对热化学方程式进行变形
通过化学计量数的变化,约去与所求热化学方程式无关的各物质
第三步:代入计算ΔH
ΔH应作相应的变化
比较ΔH大小的注意事项
1.在比较ΔH的大小时,要注意其数值前的“+”“-”。
2.同一放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,ΔH越小(越大)。
3.要注意其他条件相同,同种燃料燃烧时,燃烧产物越稳定,放出的热量越多,ΔH越小。
4.要注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大,吸热反应的ΔH>0,放热反应的ΔH<0。
5.要注意同一反应,反应物或生成物的状态不同的情况在同一反应里,反应物状态或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l) A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·ml-1;
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·ml-1。
6.要注意晶体类型不同,产物相同的反应
如C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-a kJ·ml-1;
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-b kJ·ml-1。
在同温同压下,下列各组热化学方程式中a>b的一组是( )
A.CH4 (g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=a kJ·ml-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=b kJ·ml-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=a kJ·ml-1
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=b kJ·ml-1
C.C(s)+eq \f(1,2)O2 (g)===CO(g) ΔH=a kJ·ml-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=b kJ·ml-1
D.S(g)+O2(g)===SO2 (g) ΔH=a kJ·ml-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=b kJ·ml-1
C [A、物质的燃烧反应是放热的,焓变是负值,气态水变为液态水的过程是放热的,故a<b,故A错误;B、该化合反应是放热的,所以焓变值是负值,化学反应方程式的系数加倍,焓变数值加倍,ΔH1=2ΔH2,a<b,故B错误;C、碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,反应的焓变是负值,故a>b,故C正确;D、物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,固体硫变为气态硫需要吸收热量,所以a<b,故D错误。]
1.已知:
①H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ/ml
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ/ml
③H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ/ml
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ/ml。
下列关系式正确的是( )
A.a<c<0 B.b>d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
C [A、对于放热反应,当反应物能量相同时,生成物的能量越低,反应放出的热量越多,ΔH越小,而①和③相比,③中水为液态,能量低于气态水,故反应③放出的热量大于①,即c<a<0,故A错误;
B、由于燃烧均为放热反应,故ΔH均小于0,且对于放热反应,当反应物能量相同时,生成物的能量越低,反应放出的热量越多,ΔH越小,而④和②相比,④中水为液态,能量低于气态水,故反应④放出的热量大于②,即d<b<0,故B 错误;
C、由于燃烧均为放热反应,故ΔH均小于0,且由于反应②是①的2倍,故b是a的2倍,故有2a=b<0,故C正确;
D、由于燃烧均为放热反应,故ΔH均小于0,故D错误。]
2.下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
③Mg(s)+2HCl(aq)===MgCl2(aq)+H2(g) ΔH1
Ca(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+H2(g) ΔH2
④CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH1
HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH2
A.②③④ B.①
C.②④ D.①②③
A [①碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,反应的焓变是负值,故ΔH1<ΔH2,故错误;②物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,固体硫变为气态硫需要吸收热量,所以ΔH1>ΔH2,故正确;③金属镁的活泼性弱于金属钙,金属钙和酸的反应更加剧烈,放出的热量更多,焓变是负值,所以ΔH1>ΔH2,故正确;④醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,盐酸是强酸,完全电离出离子,和氢氧化钠中和放出的热量更多,焓变是负值,所以ΔH1>ΔH2,故正确,]
书写和判断热化学方程式的一般步骤
下列说法正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·ml-1
B.已知H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·ml-1,则1 ml氢气与1 ml氟气反应生成2 ml液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C.500 ℃、30 MPa下,将0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·ml-1
D.葡萄糖的标准燃烧热是2 800 kJ·ml-1,则eq \f(1,2)C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·ml-1
D [因为生成了BaSO4沉淀,故焓变不能根据中和热进行计算,A项错误;相同条件下,生成物为液态时释放的能量多于生成物为气态时释放的能量,B项错误;合成氨的反应为可逆反应,反应物不可能完全反应,故给出的热化学方程式中,ΔH<-38.6 kJ·ml-1,C项错误;由标准燃烧热概念可知D项正确。]
1.实验测得:101 kPa时,1 ml H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量:1 ml CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是( )
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=890.3 kJ·ml-1
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ
③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-890.3 kJ·ml-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·ml-1
A.仅有②④ B.仅有④
C.仅有②③④ D.全部符合要求
B [①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 J·ml-1,放出热量为负值,故①错误;②CH4(g)+2O2(g)=== O2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ,热化学方程式的热量单位必须是kJ·ml-1,故②错误;③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·ml-1,水为液态,故③错误;④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,热化学方程式正确,故④正确。]
2.下列热化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷燃烧热为890.3 kJ·ml-1,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.3 kJ·ml-1
B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合,其热化学方程式为:H++OH-===H2O ΔH=-57.3 kJ·ml-1
C.H2燃烧热为285.8 kJ·ml-1,燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1
D.12g石墨转化为CO(g)时,放出110.5 kJ的热量:2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-110.5 kJ/ml
C [A、甲烷的燃烧热为890.3 kJ·ml-1表示1 ml甲烷完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出热量是890.3 kJ,则表示其燃烧热的化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1,故A错误;B、物质反应过程的能量变化不仅与反应的物质的量多少有关,也与物质的聚集状态有关,因此要注明物质的聚集状态,稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合反应产生水的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,故B错误;C、H2燃烧热为285.8 kJ·ml-1,表示1 ml H2完全燃烧产生1 ml液态H2O,放出285.8 kJ的热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1,故C正确;D、12 g石墨为1 ml,放出110.5 kJ的热量,则2 ml石墨反应放出221.0 kJ热量,热化学方程式为2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/ml,故D错误。]
由化学键的键能计算反应热
甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算ΔH1=____________kJ·ml-1,已知ΔH2=-58 kJ·ml-1,则ΔH3=_____________kJ·ml-1
[解析] (1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故ΔH1=1076 kJ·ml-1+2×436 kJ·ml-1-(3×413+343+465)kJ·ml-1=-99 kJ·ml-1;
根据盖斯定律:反应②-反应①=反应③,故ΔH3=ΔH2-ΔH1=-58 kJ·ml-1-(-99 kJ·ml-1)=+41 kJ·ml-1。
[答案] -99 +41
1.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
P4 P4O10
根据图所示的分子结构和有关数据计算该反应的ΔH,其中正确的是( )
A.(4c+12b-6a-5d)kJ·ml-1
B.(6a+5d-4c-12b)kJ·ml-1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·ml-1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·ml-1
B [各化学键键能为P—P a kJ·ml-1、P—O b kJ·ml-1、P===O c kJ·ml-1、O===O d kJ·ml-1。反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能,所以反应P4+5O2===P4O10的反应热ΔH=6a kJ·ml-1+5d kJ·ml-1-(4c kJ·ml-1+12b kJ·ml-1)=(6a+5d-4c-12b)kJ·ml-1。]
2.常温下,1 ml化学键断裂形成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
A.1 ml H2和1 ml F2完全反应时,释放25 kJ能量
B.表中最稳定的共价键是H—F键
C.1 ml H2转化为H原子时,吸收436 kJ能量
D.432 kJ/ml>E(H—Br)>298 kJ/ml
A [A.焓变等于断裂化学键吸收的能量减去形成化学键释放的能量,则1 ml H2和1 ml F2完全反应时,ΔH=(436+157-2×568)kJ/ml=-543 kJ/ml,即放出543 kJ热量,故A错误;B.键能越大,越稳定,最稳定的共价键是H—F键,故B正确;C.断裂化学键吸收能量,则1 ml H2转化为H原子时,吸收436 kJ能量,故C正确;D.由表中数据可知,E(H—Br)介于E(H—Cl)与E(H—I)之间,即432 kJ/ml>E(H—Br)>298 kJ/ml,故D正确。]
解盖斯定律应用类题的步骤
(1)“垃圾是放错了地方的资源”。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g)
ΔH=+64 kJ·ml-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)
ΔH=-196 kJ·ml -1
H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1
则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)的反应热ΔH等于_____________。
(2)工业上制取硝酸铵的流程图如图所示:
eq \x(NH3)eq \(――→,\s\up8(Ⅰ),\s\d7(O2))eq \x(NO)eq \(――→,\s\up8(Ⅱ),\s\d7(O2))eq \x(NO2)eq \(――→,\s\up8(Ⅲ),\s\d7(H2O))eq \x(HNO3)eq \(――→,\s\up8(Ⅳ),\s\d7(NH3))eq \x(NH4NO3)
请回答下列问题:
已知:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ·ml-1
6NO(g)+4NH3(g)===5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-b kJ·ml-1
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为___________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64 kJ·ml-1
②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196 kJ·ml -1
③H2(g)+eq \f(1,2)×O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·ml-1
根据盖斯定律①+eq \f(1,2)×②+③得Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=64-eq \f(1,2)×196-286 kJ·ml-1=-320 kJ·ml-1,故答案为:-320 kJ·ml-1;
(2)①4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)===4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ·ml-1
②6NO(g)+4NH3(g)===5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-b kJ·ml-1
根据盖斯定律①×5-②×4得反应Ⅰ的热化学方程式:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=(-5a+4b)kJ·ml-1,故答案为:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=(-5a+4b)kJ·ml-1。
[答案] (1)-320 kJ·ml-1
(2)4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=(-5a+4b)kJ·ml-1
(1)已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·ml-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·ml-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=______________________。
(2)能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ·ml-1、282.5 kJ·ml-1、726.7 kJ·ml-1。已知CO和H2且在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为______________________________
___________________________________________________________。
[解析] (1)已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g):
ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH2=-566 kJ·ml-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g)
ΔH3=+141 kJ·ml-1,
根据盖斯定律分析知,③+①×2-②得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g),则ΔH=ΔH3+ΔH1×2-ΔH2=+141 kJ·ml-1+(-393.5 kJ·ml-1)×2+566 kJ·ml-1 =-80 kJ·ml-1,故答案为-80 kJ·ml-1。
(2)CO燃烧的热化学方程式:CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.5 kJ·ml-1①
H2燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8×2 kJ·ml-1②
CH3OH燃烧的热化学方程式:CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.7 kJ·ml-1③,将①+②+(-③)可得:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·ml-1,故答案为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·ml-1。
[答案] (1)-80 kJ·ml-1
(2)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH=-127.4 kJ·ml-1
2020年3月9日19时55分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗三号系统第29颗导航卫星。本次发射的是第2颗地球静止轨道(GEO)卫星,被亲切地称为“吉星”。它运行在位于地球赤道上空约36000千米的圆形轨道上,可对覆盖区域实现24小时不间断的移动通信,如卫星电话、电视节目转播等。长征三号乙运载火箭的一子级、助推器和二子级使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂。
[问题1] N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热,已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,请书写该反应的热化学方程式?
[提示] C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJ·ml-1。
[问题2] 长征三号乙运载火箭的三子级使用的是效能更高的液氢和液氧作为推进剂。已知:
①H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·ml-1
②O2(g)===O2(l) ΔH=-6.84 kJ·ml-1
③H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·ml-1
④H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式?
[提示] 火箭中液氢燃烧的热化学方程式为:2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH=-474.92 kJ·ml-1 。
[问题3] 火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示:
(1)N2和O2相比谁更稳定?
(2)写出肼燃烧的热化学方程式?
(3)图中的ΔH3是多少?
[提示] (1)根据N2、O2的键能分析,键能越大,分子越稳定;化学键的断裂要吸收能量,N≡N键能942 kJ,O===O键能500 kJ,所以N≡N键能大,破坏需吸收更多的能量,相对于破坏氧气中O===O难,N2比O2稳定。(2)根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-534 kJ·ml-1(3)根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g),ΔH3=ΔH1-ΔH2=2 752 kJ·ml-1-534 kJ·ml-1=+2 218 kJ·ml-1。
通过本情境素材中热化学方程式的书写、盖斯定律的应用,反应热的计算,提升了学生证据推理与模型认知的化学核心素养。
1.氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0
B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
C.相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大
D.一定条件下,气态原子生成1 ml H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=+a kJ·ml-1
D [A项,已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的ΔH1>0,错误;B项,由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大,错误;C项,ΔH3+ΔH4代表H(g)―→H+(aq)的焓变,与是HCl还是HI无关,错误;D项,一定条件下,气态原子生成1 ml H—X键放出a kJ能量,则断开1 ml H—X键形成气态原子吸收a kJ的能量,即为ΔH2=+a kJ·ml-1,正确。]
2.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0
B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1
D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
C [A项,CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s),为吸热反应,ΔH1>0,正确;B项,ΔH2>0,ΔH3<0,则ΔH2>ΔH3,正确;C项,ΔH3<0,ΔH1>0,则ΔH3<ΔH1,错误;D项,根据盖斯定律可知:ΔH2=ΔH1+ΔH3,正确。]
3.下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A.CO的标准燃烧热是283.0 kJ·ml-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·ml-1
B.HCl和NaOH反应的中和热(ΔH)等于-57.3 kJ·ml-1,则CH3COOH和Ba(OH)2的中和热也等于-57.3 kJ·ml-1
C.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少
D.已知:H—H键的键能为a kJ·ml-1,Cl—Cl键的键能为b kJ·ml-1,H—Cl键的键能为c kJ·ml-1,则生成1 ml HCl放出的能量为eq \f(a+b-2c,2) kJ
C [CO的标准燃烧热是283.0 kJ·ml-1,则有CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·ml-1,从而可得2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·ml-1,A错误;CH3COOH是弱酸,电离过程中要吸收能量,故CH3COOH和Ba(OH)2的中和热不等于-57.3 kJ·ml-1,B错误;等物质的量的S(g)具有的能量高于S(s),故等物质的量的S(g)和S(s)分别完全燃烧,前者放出的热量多,C正确;已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH<0,则有ΔH=(a+b-2c)kJ·ml-1=-(2c-a-b)kJ·ml-1,则生成1 ml HCl时,放出的热量为eq \f(2c-a-b,2) kJ,D错误。]
4.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH1=a kJ·ml-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH2=b kJ·ml-1
③CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=c kJ·ml-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=d kJ·ml-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)===eq \f(1,2)CH3OCH3(g)+eq \f(1,2)H2O(l)的ΔH=eq \f(d,2) kJ·ml-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·ml-1
C [A项,反应①、②提供CO2和H2,正确;B项,反应③将CO2转化为有机原料,是CO2的资源利用,正确;C项,反应生成液态水,放出热量,ΔH不等于eq \f(d,2) kJ·ml-1,错误;D项,目标反应可由反应②×2+③×2+④获得,计算反应热为(2b+2c+d)kJ·ml-1,正确。]
探 究 任 务
1.掌握ΔH大小比较的方法。
2.掌握热化学方程式的书写及正误判断方法。
3.能根据化学键的键能计算反应热。
4.掌握盖斯定律的应用。
ΔH的大小比较
热化学方程式的书写与判断
书写热化学方程式
第一步:写,写出化学方程式并配平(不写气体、沉淀符号)
第二步:标,标明各物质的聚集状态和反应条件(温度、压强,若为25℃、101 kPa,则不用标)
第三步:算,依据条件由各种途径(如数据计算、图像分析、盖斯定律等)得出与方程式中化学计量数相对应的反应热ΔH,写出ΔH的符号、数值、单位
第四步:查,注重细节,从头到尾完整检查
判断热化学方程式的正误
第一步:查化学方程式是否正确(反应物、生成物、配平)
第二步:查状态(g、l、s、aq),查条件(温度、压强)
第三步:查ΔH的符号、数值、单位是否正确,ΔH是否符合题中的特别要求,ΔH的数值是否与化学计量数相对应
第四步:检细节,从头到尾完整检查
根据化学键的变化计算反应热
解题步骤
解题注意事项
第一步:判断各物质中存在的化学键
必须考虑各物质的化学计量数
第二步:计算断键吸收总能量、成键释放总能量
ΔH=断键吸收总能量-成键释放总能量
第三步:看计算结果
结果为负值的为放热反应;结果为正值的为吸热反应
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·ml-1)
436
343
1076
465
413
P—P
P—O
P===O
O===O
键能(kJ/ml)
a
b
c
d
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
E (kJ/ml)
436
157
568
432
298
盖斯定律的应用
解题步骤
解题注意事项
第一步:分析所求热化学方程式与题给热化学方程式的关系
必须考虑各物质究竟是反应物还是生成物
第二步:对热化学方程式进行变形
通过化学计量数的变化,约去与所求热化学方程式无关的各物质
第三步:代入计算ΔH
ΔH应作相应的变化
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