2019高考化学总复习06化学反应与能量20化学能与热能4新人教版

1、06 化学反应与能量化学反应与能量 第20讲 化学能与热能 考点四 盖斯定律 反应热的计算 李仕才 知 识 梳 理 1盖斯定律及应用盖斯定律及应用 (1) 内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几处完成，其反应热是相同的。内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几处完成，其反应热是相同的。 即：化学反应的反应热只与反应体系的即：化学反应的反应热只与反应体系的_有关，而与反应的途径无关。有关，而与反应的途径无关。 (2) 意义：间接计算某些反应的反应热。意义：间接计算某些反应的反应热。 (3) 应用应用 2.反应热的计算 反应热的计算 (1) 利用热化学方程式进行有关计算利用热化学方程

2、式进行有关计算 根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的 热量，可以把反应热当作热量，可以把反应热当作“产物产物”，计算反应放出或吸收的热量。，计算反应放出或吸收的热量。 (2) 根据燃烧热数据，计算反应放出的热量根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 计算公式：计算公式：Q燃烧热燃烧热n(可燃物的物质的量可燃物的物质的量) (3) 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变 若反应物旧化学键断裂吸收能量若反应物旧化学键断裂吸收能量 E1， ， 生成

3、物新化学键形成放出能量生成物新化学键形成放出能量 E2， ， 则反应的则反应的 H E1E2。 (4) 利用盖斯定律计算利用盖斯定律计算 常用以下两种方法：常用以下两种方法： 热化学方程式相加或相减，如由热化学方程式相加或相减，如由 a C(s)O2(g)=CO2(g) H1； 1 b C(s) O2(g)=CO(g) H2； 2 a b可得可得 1 CO(g) O2(g)=CO 2(g) H H1 H2。 2 合理设计反应途径，如合理设计反应途径，如 H H1 H2。 答案答案 1始态和终态 始态和终态 a H2 H2 H1 H2 基 础 自 测 已知已知 Al2O3(s) AlCl3(g)

4、3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H a kJ mol 。 判断下列变判断下列变 1 化过程是否正确，正确的打化过程是否正确，正确的打“”“”，错误的打，错误的打“” (1)3AlCl(g) 3CO(g)=Al 2 O3(s) AlCl3(g)3C(s) H a kJ mol ( ) 11 1 (2)AlCl(g) CO(g)=Al2O3(s) AlCl3(g) C(s) H a kJ mol ( ) 33 (3)2Al 2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g) H 2 a kJ mol ( ) 1 1 答案：答案：(1) (2) (3) 考向探究 好题冲

5、关 考向考向1 利用盖斯定律计算利用盖斯定律计算 H 【例【例 1】 】 (2017 年高考年高考课标全国卷课标全国卷)丁烯是一种重要的化工原料，丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱可由丁烷催化脱 氢制备。回答下题：氢制备。回答下题： 正丁烷正丁烷 C4H10)脱氢制 脱氢制 1- 丁烯丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：的热化学方程式如下： C4H10(g)=C 4H8(g)H2(g) H1 1 1 已知：已知：C4H10(g)O2(g)=C 4H8(g)H2 O(g) H2119 kJmol 2 1 H2(g)O2(g)=H 2O(g) 2 H3242 kJmol 反应的反应的 H1为

6、 为_kJ mol。 1 1 【解析】【解析】 根据盖斯定律，可得根据盖斯定律，可得，则，则 H1 H2 H3119 kJmol 11 1 242 kJ mol 123 kJ mol 。 【答案】【答案】 123 好题冲关好题冲关 1在 在 1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： 3 H2S(g) O2(g)=SO 2 (g) H2O(g) H1 2 3 2H 2 S(g) SO2(g)=S2(g)2H 2 O(g) H2 2 1 H2S(g) O2(g)=S(g) H2O(g) H3 2 2S(g)=S 2(g) H4 则则 H4的正确表达式为

7、的正确表达式为( ) 2 A H4 ( H1 H23 H3) 3 2 B H4 (3 H3 H1 H2) 3 3 C H4 ( H1 H23 H3) 2 3 D H4 ( H1 H23 H3) 2 解析：解析： 根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标将前三个热化学方程式分别标 222 为为、 、 ， 根据盖斯定律，根据盖斯定律，由由 2可得：可得：2S(g)=S 2(g) H4 ( H1 333 H23 H3)。 答案：答案：A 2 (2016年高考年高考课标全国卷课标全国卷) 2O 2(g)N2(g)=N2O4(l) H

8、1 N2(g)2H 2(g)=N2 H4(l) H2 O2(g)2H 2 (g)=2H 2 O(g) H3 2N 2 H4(l) N2O4(l)=3N 2 (g) 4H 2 O(g) H41 048.9 kJmol 1 上上 述述 反反 应应 热热 效效 应应 之之 间间 的的 关关 系系 式式 为为 H4 _ _ ， 联联氨氨和和 N2O4 可可作作为为火火箭箭推推进进剂剂的的主主要要原原因因为为 _ _ 。 解析：解析： 对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化 学计量数，利用盖斯定律，将热化学

9、方程式学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式2，减去热化学方程式，减去热化学方程式2，再减去热化，再减去热化 学方程式学方程式，即可得出热化学方程式，即可得出热化学方程式，故，故 H 4 2 H 3 2 H 2 H 1；联氨具有强还原 ；联氨具有强还原 性，性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放出热量大，具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放出热量大， 并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。 答案：答案：2 H32 H2 H1 反应放出的热量大，产生大量的气体反应放出的热量大，产生大量的气

10、体 考向考向 2 利用盖斯定律书写热化学方程式 利用盖斯定律书写热化学方程式 【例【例 2】 】 (2017 年高考年高考课标全国卷课标全国卷)近期发现，近期发现，H2S是继是继NO、CO之后的第三个之后的第三个 生命体系气体信号分子，生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。舒张血管减轻高血压的功能。回回 答下题：答下题： 下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通通 过过 计计 算算 ， 可可 知知 系系 统统 ( )和和

11、系系 统统 ( )制制 氢氢 的的 热热 化化 学学 方方 程程 式式 分分 别别 为为 _ 、_，制得等量，制得等量 H2所需能量较少的是所需能量较少的是 _ 。 【解析】【解析】 利用盖斯定律分别将系统利用盖斯定律分别将系统()和系统和系统()的热化学方程式相加，的热化学方程式相加，可得到水、可得到水、 硫化氢分解制氢的热化学方程式。从热化学方程式可以看出，系统硫化氢分解制氢的热化学方程式。从热化学方程式可以看出，系统()制备制备 1 mol H 2需要需要 消耗消耗 20 kJ 能量，而系统能量，而系统()制备制备 1 mol H 2需要消耗 需要消耗 286 kJ 能量，故系统能量，故

12、系统()消耗的能量消耗的能量 较少。较少。 1 1 【答案】【答案】 H2O(l)=H 2(g) O2(g) H 286 kJ mol 2 H2S(g)=H 2(g)S(s) H 20 kJ mol 系统系统() 1 好题冲关好题冲关 3 LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：可作飞船的燃料，已知下列反应： 2Li(s)H2(g)=2LiH(s) H182 kJmol 2H 2(g)O2(g)=2H2 O(l) H 572 kJ mol 4Li(s)O2(g)=2Li 2 O(s) H 1 196 kJ mol 试试 写写 出出 LiH 在在 O2 中中 燃燃 烧烧 的的 热热 化化 学学 方方

13、 程程 式式 _ 1 1 1 _ _ 。 解析：解析：2LiH(s)=2Li(s)H2(g) H182 kJmol 1 1 2Li(s) O2(g)=Li 2O(g) H598 kJ mol 2 1 1 H2(g) O2(g)=H 2 O(l) H 286 kJ mol 2 上述三式相加得：上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li 2 O(s) H2O(l) H702 kJ mol 。 1 1 答案：答案：2LiH(s)O2(g)=Li 2O(s)H2O(l)H702 kJ mol 1 4 (1)已知：已知： 若甲醇的燃烧热为若甲醇的燃烧热为 H3， ， 试用试用 H1、 、 H2、 、

14、 H3表示 表示 CO(g) 2H 2(g)=CH3OH(l)的的 H _。若。若 H1 285.8 kJ mol ， H2283.0 kJ mol ，某，某 H2和 和 CO 的混合的混合 气体完全燃烧时放出气体完全燃烧时放出 113.74 kJ能量，同时生成 能量，同时生成 3.6 g液态水，则原混合气体中 液态水，则原混合气体中 H2和 和 CO 的物质的量之比为的物质的量之比为_。 11 (2) 以以 CH4和和H2O为原料，通过下列反应也可以制备甲醇。 为原料，通过下列反应也可以制备甲醇。 ：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H 2(g) H206.0 kJ mol ：CO(g)

15、2H 2 (g)=CH 3OH(g) H129.0 kJ mol CH4(g) 与与 H2O(g) 反反 应应 生生 成成 CH3OH(g) 和和 H2(g) 的的 热热 化化 学学 方方 程程 式式 为为 1 1 _ 。 解析：解析：(1)由反应由反应可得可得 11 H2(g) O2(g)=H 2O(l) H1，由反应，由反应可得可得CO2(g)=CO(g) O2(g) H2， 22 3 由甲醇的燃烧热可得由甲醇的燃烧热可得CH3OH(l)O2(g)=CO 2(g)2H2O(l) H3，将，将2 2 可得目标热化学方程式，故可得目标热化学方程式，故 H 2 H1 H2 H3。由。由 H1、

16、、 H2可知可知 H2、 、CO的的 燃烧热分别为燃烧热分别为285.8 kJ mol 、 283.0 kJmol ， 混合气体完全燃烧生成混合气体完全燃烧生成3.6 g液态水，液态水， n(H2O) 0.2 mol，n(H2)0.2 mol，H2燃烧放出的热量燃烧放出的热量 Q 0.2 mol285.8 kJ mol 57.16 kJ， 则混合气体中则混合气体中CO燃烧放出的热量为燃烧放出的热量为113.74 kJ57.16 kJ56.58 kJ， 则混合气体中则混合气体中n(CO) 56.58 kJ 10.2 mol。 283 kJmol 11 1 (2) 依据盖斯定律，依据盖斯定律，得到

17、：得到：CH4(g)H2O(g)=CH3OH(g)H2(g) H (206.0 11 129.0) kJ mol 77 kJ mol。 答案：答案：(1)2 H1 H2 H3 1 1 (2)CH 4(g)H2O(g)=CH3OH(g)H2(g) H 77 kJ mol 1 考向考向 3 反应热的大小比较 反应热的大小比较 【例【例 3】 】 下列各组热化学方程式中，化学反应的下列各组热化学方程式中，化学反应的 H前者大于后者的是 前者大于后者的是( ) C(s)O2(g)=CO 2(g) H1 1 CO(g) O2(g)=CO 2(g) H2 2 2H 2(g)O2(g)=2H2O(g) H3

18、 2H 2(g)O2(g)=2H2 O(l) H4 1 H2(g)O2(g)=H 2O(l) H5 2 2H 2(g)O2(g)=2H2O(l) H6 CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H7 CaO(s) H2O(l)=Ca(OH) 2(s) H8 A C B D 1 【解析】【解析】 中中 CO(g) O2(g)=CO 2(g)放出的热量较少，故放出的热量较少，故 H1 H4； ；2 mol H 2比 比 1 mol H 2燃烧放出的热量多， 燃烧放出的热量多， 故故 H5 H6； ；前者是吸热反应前者是吸热反应 H70 ，后者是放热反应，后者是放热反应 H8 H8。 【答案】【答

19、案】 C 好题冲关好题冲关 5 (2018年山东省东营市一中高三上模拟年山东省东营市一中高三上模拟) 1 1 (1)H 2(g) O2(g)=H 2O(g) H1a kJ mol 2 (2)2H 2 (g) O2(g)=2H 2 O(g) H2b kJ mol 1 1 (3)H 2(g) O2(g)=H 2O(l) H3c kJ mol 2 (4)2H 2 (g) O2(g)=2H 2 O(l) H4d kJ mol 下列关系式中正确的是下列关系式中正确的是( ) A ac0 Bbd0 C 2 ab0 D2 cd0 1 1 解析：解析：本题考查热化学反应方程式，本题考查热化学反应方程式，反应热的大小比较。反应热的大小比较。热化学方程式中化学计量数热化学方程式中化学计量数 1 1 只只 表表 示示 物物 质质 的的 量量 ，(1)H 2(g) O2(g)=H 2O(g) H1a kJmol；(2)2H 2(g) 2 1 1 O2(g)=2H 2 O(g) H2b kJmol；(3)H 2 (g) O2(g)=H 2 O(l) H3c kJmol； 2 1 (4)2H 2 (g) O2(g)=