2019高三化学二轮复习配套教案：微专题2　反应热的计算与热化学方程式的书写

微专题2　反应热的计算与热化学方程式的书写

(对应学生用书第56页)

近三年全国卷考情

反应热作为高中化学知识体系中一个比较独立的知识点,在高考中的地位有点尴尬。必须要考,但考查的方式又非常局限,可以看出基本都是ΔH的计算,而且还都是通过盖斯定律来计算。只有2016年的Ⅰ卷通过平衡移动考了ΔH的正负问题。这对于考生而言意味着这个知识点的分数拿到手的保险性很高。

1.热化学方程式可以理解为原来化学方程式的改造升级,在原来方程式表达物质变化的基础上添加新的标注元素,达到表达出反应过程中能量变化的目的。

(1)标注出方程式中各物质的状态,用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。

(2)方程式后面标注出热量变化ΔH=x kJ·mol-1,x为负值表示放热,x为正值表示吸热。

2.反应热的计算主要有三种方式:

(1)利用键能计算反应热:ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即ΔH等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。

(2)由反应物、生成物的总能量计算反应热:ΔH=生成物总能量-反应物总能量,这类计算通常会通过图像的方式给出反应物、生成物的能量。

(3)盖斯定律的应用,盖斯定律既可以计算出目标反应的ΔH,也可以得出目标反应的热化学方程式。

①调方向:根据目标方程式反应物、生成物的位置,调整已知方程式的反应方向。满足目标方程式各物质的位置要求,注意方程式方向改变ΔH符号随之改变。

②调化学计量数:把目标方程式中不存在的物质的化学计量数调整为相等。

③相加:把调整好的方程式相加就得到目标方程式,必要时可约简计量数。同时也得到相应方程式的反应热ΔH。

【例题】 (2018·全国Ⅱ卷,27节选)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。

CH4CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。

已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)　ΔH=-75 kJ·mol-1

C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-394 kJ·mol-1

C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-111 kJ·mol-1

该催化重整反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 

思路点拨:(1)目标反应的反应物为CH4和CO2,生成物是CO、H2。

(2)调整反应C(s)+2H2(g)CH4(g)　ΔH=-75 kJ·mol-1、C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-394 kJ·mol-1的方向,使CH4和CO2居于方程式反应物一侧,得到:

CH4(g)C(s)+2H2(g)　ΔH=75 kJ·mol-1;

CO2(g)C(s)+O2(g)　ΔH=394 kJ·mol-1。

(3)调整第三个方程式计量数,以便于消掉目标方程式中不存在的C、O2,对C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-111 kJ·mol-1,两侧乘2得到:2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-222 kJ·mol-1。

(4)把整理后的三个方程式相加得到:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=247 kJ·mol-1。

答案:247

1.(2018·全国Ⅰ卷,28节选)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)　

ΔH1=-4.4 kJ·mol-1

2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2=-55.3 kJ·mol-1

则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 

解析:把方程式2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)　ΔH1=-4.4 kJ·mol-1两侧乘,得到N2O5(g)N2O4(g)+O2(g)　ΔH1'=-2.2 kJ·mol-1;把方程式 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2=-55.3 kJ·mol-1调整方向得到:N2O4(g)2NO2(g)　ΔH2'=55.3 kJ·mol-1,两方程式相加:N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)　ΔH=53.1 kJ·mol-1。

答案:53.1

2.(2018·全国Ⅲ卷,28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。SiHCl3在催化剂作用下发生反应:

2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)

ΔH1=48 kJ·mol-1

3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)

ΔH2=-30 kJ·mol-1

则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 

解析:将第一个方程式扩大3倍,再与第二个方程式相加就可以得到第三个方程式,所以焓变为 48 kJ·mol-1×3+(-30 kJ·mol-1)=114 kJ·mol-1。

答案:114