（人教A版选择性必修第一册）高二化学同步精品课件课后练习+解析讲义 第03讲 盖斯定律

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第03讲 盖斯定律热化学方程式可以表明反应所放出或吸收的热量，而一个反应所放出或吸收的热量，需要通过实验测量得到。如测量1mol C完全燃烧生成1mol CO2所放出的热量，就可以写出相关的热化学方程式。模块一 盖斯定律一、盖斯定律的内容1. 俄国化学家盖斯从大量的实验事实中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成，其___________是相同的，这就是盖斯定律。2. 也就是说，化学反应的_______只与反应体系的_______和________有关，而与反应的______无关。3. 如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。即：                      ΔH = _____________________反应热反应热始态终态途径 ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 1802年，盖斯出生于瑞士的日内瓦，三岁时全家迁居俄国。1825年，盖斯获得医学博士学位，1838年当选为俄国科学院院士。 最早研究反应热的是法国化学家拉瓦锡和法国数学家、天文学家拉普拉斯(P.-S.Laplace，1749―1827) ， 他们利用冰量热计(即以被熔化了的冰的质量来计算热量)测定了碳单质的燃烧热，测得的数值与现代精确测定值十分接近。1836年，盖斯受炼铁中热现象的启发，利用自己设计的量热计测定了大量的反应热，并依据氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、石灰分别与硫酸反应的反应热总结出了盖斯定律。 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测准或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。盖斯定律的提出要早于能量守恒定律的确认，因此，盖斯定律是化学热力学发展的基础，至今仍有广泛的应用。二、盖斯定律在生产和科学研究中的意义有些反应，因为某些原因，导致反应热难以直接测定，如：（1）有些反应进行得很慢（2）有些反应不容易直接发生（3）有些反应的产品不纯（有副反应发生）三、盖斯定律的应用根据盖斯定律，我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。如：对于前面提到的反应：C(s) + O2(g) === CO(g) 虽然该反应的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定：C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH1 =﹣393.5 kJ/molCO(g) + O2(g) === CO2(g) ΔH2 =﹣283.0 kJ/mol上述三个反应具有如下关系：根据盖斯定律，ΔH3 =______________________________________________________________________ ΔH1 - ΔH2 =﹣393.5 kJ/mol -（-283.0 kJ/mol）= -110.5 kJ/mol已知A(g) === B(g) ΔH1 = a kJ/mol；C(g) === D(g) ΔH2 = b kJ/mol。（1）A(g) + C(g) === B(g) + D(g) ΔH1 = ________kJ/mol（2）  A(g) + D(g) ===  B(g) + C(g) ΔH2 = ________kJ/mol（3）2A(g) + C(g) === 2B(g) + D(g) ΔH3 = ________kJ/mol a + b2a + b   a - b（1）已知：①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H1＝－221.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－483.6kJ·mol－1 则制备水煤气的反应③C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)的△H等于______________________________________________________________________________________________________（2）已知反应：①H2(g) +   O2(g) === H2O(g) ΔH1 ②   N2(g) + O2(g) === NO2(g) ΔH2 ③   N2(g) +  H2(g) === NH3(g) ΔH3则反应2NH3(g) +    O2(g) === 2NO2(g) + 3H2O(g)的ΔH=_____________________＋131.3 kJ·mol－13ΔH1 + 2ΔH2 - 2ΔH3根据盖斯定律： (①-②)：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH=131.3kJ∙mol－1①唯一入手（唯一：目标方程式中的物质，在给出的已知方程式中只出现一次）②同加异减（目标方程式中的物质，与给定方程式中物质若在方程式等号的同侧，则加起来，反之，则减去）如上述即时小练（2），目标方程式中的NH3只在③中出现一次，且“异”侧，则- 2×③，O2出现两次，暂时不看，NO2(g) 和H2O同理。【例1】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A题型一：对盖斯定律的理解【例2】石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是C题型二：盖斯定律的应用（框图加减）【例3】发射“神五”时用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知：① N2(g) + 2O2(g)=2NO2(g) ΔH = +67.7 kJ/mol；②N2H4(g) + O2(g)=N2(g) + 2H2O(g) ΔH = -534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是D题型三：盖斯定律的应用（两个方程式加减）【例4】已知碳的气化反应过程部分化学反应的热化学方程式为：A题型四：盖斯定律的应用（三个方程式加减）【变4-3】已知将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低。关于下列∆H的判断不正确的是D题型四：盖斯定律的应用（三个方程式加减）【例5】盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列的3个热化学反应方程式：试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________。【答案】CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g)△H=﹣10.98kJ/mol题型五：盖斯定律的应用大题训练【例6】甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。(1)已知热化学方程式：I：HCOOH(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1；II：2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1；III：2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1则反应IV：CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。(2)查阅资料知在过渡金属催化剂存在下，CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应分两步进行：第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；则第二步反应的方程式为_______。【答案】-31.4 M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s) 题型五：盖斯定律的应用大题训练【例7】CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示：(1)已知相关反应的能量变化如图2所示：过程I的热化学方程式为_______。题型五：盖斯定律的应用大题训练(2)关于上述过程II的说法不正确的是_______(填字母)。a.实现了含碳物质与含氢物质的分离b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+COc.CO未参与反应d.Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol-1 cd 题型五：盖斯定律的应用大题训练【例8】解答下列问题(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。试写出25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：_______。题型五：盖斯定律的应用大题训练(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1molCH4完全燃烧生成气态水和1molS(g)燃烧的能量变化如下图所示：在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_______。题型五：盖斯定律的应用大题训练(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) ΔH=-76kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1。则该测定反应的热化学方程式为_______。(4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1CO2(g)=C(s)+O2(g) ΔH=+393.5kJ·mol-1则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。题型五：盖斯定律的应用大题训练(5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为_______kJ(用含有a和b的代数式表示)。题型五：盖斯定律的应用大题训练