2020年高考化学一轮总复习 第六章 第20讲 盖斯定律及反应热的计算学案（含解析）.doc

第20讲盖斯定律及反应热的计算1.利用盖斯定律计算反应热(1)盖斯定律的内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)特点反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。则HH1H2H3H4H5。(3)盖斯定律的意义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。如：C(s)O2(g)=CO(g)反应的H无法直接测得，但下列两个反应的H可以直接测得：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1则在此温度下C(s)O2(g)=CO(g)反应的HH1H2110.5_kJmol1。2依据键能计算H的方法(1)计算公式：H反应物的键能总和生成物的键能总和。(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。如：1 mol NH3中含有3 mol NH键。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，并指明错因。(1)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，说明石墨比金刚石稳定。()错因：_(2)已知：500 、30 MPa下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1；将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ。()错因：此反应是可逆反应，不能进行完全，1.5_mol_H2不能完全转化为NH3，放出的热量小于46.2_kJ。(3)2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的焓变H0。()错因：_(4)已知相同条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1，反应2SO2(s)O2(g)2SO3(g)H2，则H1H2。()错因：H越小，放出的热量越多，固态SO2转化为SO3(g)时放出的热量应小于气态SO2转化为SO3(g)，即H1H2。(5)H2(g)O2(g)=H2O(l)H1和2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2中的H1H2。()错因：H的数值与方程式中的分子式前面的系数成正比，即H22H1。(6)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1和H2O(g)=H2(g)O2(g)H2中的H1H2。()错因：_2教材改编题(据人教选修四P14 T6)FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25 、101 kPa时：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1648 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1480 kJmol1FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_。答案4FeCO3(s)O2(g)=2Fe2O3(s)4CO2(g)H260 kJmol1考点盖斯定律及应用典例1(2018河南安鹤新开四校联考)工业上制取硝酸铵的流程图如下所示：请回答下列问题：已知：4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1745.2 kJmol1；6NO(g)4NH3(g)5N2(g)6H2O(g)H1925.2 kJmol1；则反应的热化学方程式可表示为_。解析将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为和，根据盖斯定律由54得：4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1025.2 kJmol1。答案4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1025.2 kJmol1名师精讲利用盖斯定律计算反应热的一般步骤1在298 K、101 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2答案A解析根据盖斯定律，由2可以得到，故H12H2H3，A项正确。2(2018河南安鹤新开四校联考)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)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2(aq)和H2O(l)的反应热H等于()A417.91 kJmol1 B319.68 kJmol1C546.69 kJmol1 D448.46 kJmol1答案B解析将已知反应从上到下依次标记为、，则得：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1。考点根据键能计算反应热典例2已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH、O=O和OH键的键能分别为436 kJmol1、496 kJmol1和462 kJmol1，则a为()A332 B118 C350 D130解析根据盖斯定律，由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H(2a220) kJmol1，则有：4462 kJmol12436 kJmol1496 kJmol1(2a220) kJmol1，解得a130，故选项D正确。答案D名师精讲熟悉常见物质中化学键的数目3(2018邯郸期末)已知化学键CHCFHFFF键能/(kJmol1)414489565158CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)Ha kJmol1。则a等于()A1928 B1928 C1838 D1838答案A解析由表格数据及反应可知，H414 kJmol14158 kJmol14489 kJmol14565 kJmol14a kJmol1，解得a1928，故选A。4(2015全国卷节选)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)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下：由此计算H1_kJmol1；已知H258 kJmol1，则H3_kJmol1。答案(1)9941解析(1)反应中，生成1 mol CH3OH时需要形成3 mol CH键、1 mol CO键和1 mol OH键，则放出的热量为：(4133343465) kJ2047 kJ，需要断开1 mol CO键和2 mol HH键，吸收的热量为：(10764362) kJ1948 kJ，则该反应为放热反应，H1(19482047) kJmol199 kJmol1；根据盖斯定律，H3H2H1(5899) kJmol141 kJmol1。考点反应热大小的比较典例3(2018湖南长沙模拟)已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列关系式中正确的是()Aacd0C2ab0解析氢气燃烧为放热反应，H0，气态水液化放出热量，故生成液态水放出的热量多，但H小，故ca0，A项错误；同理，db0，B项错误；热化学方程式中化学计量数表示物质的量，化学计量数增大一倍，H为原来的2倍，故2ab0，C项正确；同理，2cd0，D项错误。答案C名师精讲比较反应热大小的注意要点(1)反应物和生成物的状态物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：(2)H的符号：比较反应热大小时不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。(3)化学计量数：当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的H越小，吸热反应的H越大。(4)根据反应物的本性比较等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，性质不同其反应热不同，一般情况，等物质的量的不同金属或非金属与同一物质发生反应，金属或非金属越活泼，反应就越容易，放出的热量就越多，H越小。如：2K(s)2H2O(l)=2KOH(aq)H2(g)H12Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)H2H1H2H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H3H2(g)Br2(g)=2HBr(g)H4H3H2(6)对于可逆反应，若正反应为放热反应，反应正向进行的程度越大，则反应放出的热量就越多，若正反应为吸热反应，反应程度越大，则反应吸收的热量就越多。(7)正确理解可逆反应的反应热(H)，如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1中的92.4 kJ是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量。5下列各组变化中，化学反应的反应热前者小于后者的一组是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1；CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2；CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1；CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2。A B C D答案B解析中H1和H2均小于零，由于H2O(l)=H2O(g)吸收能量，故|H1|H2|，因此H1H2。中H12H2，又H1、H2均小于零，所以H10，H2H2。故选B。6室温下，将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3。则下列判断正确的是()AH2H3 BH1H3CH1H3H2 DH1H2H3答案B解析1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故H10,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故H20,1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO45H2O的分解为吸热反应，即H30，根据盖斯定律得到关系式H1H2H3，分析得到答案：H1H3。