2022高三总复习化学教案-知识讲解_热化学方程式和反应热计算（基础）.doc

高考总复习 热化学方程式和反应热的计算编稿：房鑫 责编：张灿丽【考试目标】 1了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 2理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。【考点梳理】要点一、热化学方程式1定义：表示参加反应物质的量与反应热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。要点诠释：热化学方程式既体现化学反应的物质变化，同时又体现反应的能量变化，还体现了参加反应的反应物的物质的量与反应热关系。如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ；H1=-241.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)；H2=-483.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ；H3=-285.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)；H4=-571.6kJ/mol 2书写热化学方程式的注意事项：(1)需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时，其H不同。 不注明的指101kPa和25时的数据。(2) 要注明反应物和生成物的状态（不同状态，物质中贮存的能量不同）。 如：H2 (g)+O2 (g)=H2O (g) H=241.8 kJmol H2 (g)+O2 (g)=H2O (1) H=285.8 kJmol(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示物质的量，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H成比例变化。 如：H2 (g)+Cl2 (g)=2HCl (g) H=184.6 kJmol H2 (g)+Cl2 (g)=HCl (g) H=92.3 kJmol(4)H的单位kJ/mol，表示每mol反应所吸放热量，H和相应的计量数要对应。(5)比较H大小时要带着“”、“”进行比较。 (6)表示反应已完成的热量，可逆反应N2(g) +3H2(g) 2NH3 (g)；H=- 92.4kJ/mol，是指当1molN2(g)和3molH2(g)完全反应，生成2 mol NH3(g)时放出的热量92.4kJ；2 mol NH3(g)分解生成1molN2(g)和3molH2(g)时吸收热量92.4kJ，即逆反应的H=+92.4kJ/mol。热化学方程式与化学方程式的比较： 化学方程式热化学方程式相似点都能表明化学反应的物质变化，都遵循质量守恒定律。不同点含义只表示化学反应的物质变化。重点表示化学反应的能量变化。书写用化学式表示，遵循质量守恒，各物质的计量数只能是整数，要标出反应条件。除了化学方程式的一般要求外，还有如下特点：要标出物质状态；非常温常压条件要标出；计量数既可以是整数也可以是分数；要写出H。要点二、盖斯定律和反应热的计算。1.盖斯定律的定义不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热与反应途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。 2.反应热的计算 （1）根据反应物和生成物的总能量计算H生成物的总能量反应物的总能量（2）根据键能计算H=反应物键能总和生成物键能总和（3）利用热化学方程式进行相关量的求解先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。（4）利用盖斯定律求反应热适当加减已知的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反应热也要进行相应的加减运算，从而得出待求热化学方程式的反应热。【典型例题】类型一：热化学方程式的意义及书写例1、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出 256.652 kJ的热量(1)反应的热化学方程式为_(2)又已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，由16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是_kJ.(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_【答案】(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)；H641.63 kJ/mol(2)408.815(3)产物不会造成环境污染【解析】(1)首先根据得失电子守恒即可配平该氧化还原反应为N2H42H2O2=N24H2O，因此1 mol N2H4(l)完全反应放出热量是：，因此热化学方程式为N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJ/mol。(2) 利用盖斯定律得：N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)，因此反应热H641.63 kJ/mol(44 kJ/mol)×4817.63 kJ/mol。所以 16 g(即0.5 mol) N2H4(l)与液态H2O2反应生成液态H2O放出热量为817.63 kJ/mol×0.5 mol408.815 kJ。(3)因产物为N2和H2O，故不会造成环境污染。【总结升华】书写热化学方程式，要注意各物质的状态、H的正负及单位。举一反三：【变式1】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）A2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O (l)；H=2b kJ·mol1BC2H2 (g)+O2 (g)=2CO2 (g)+H2O (l)；H=2b kJ·mol1C2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O (l)；H=4b kJ·mol1D2C2H2 (g)+5O2 (g)=4CO2 (g)+2H2O (l)；H=+b kJ·mol1【答案】C【变式2】在25、101 kPa下，1 g C8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出48.40 kJ的热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是（ ）AC8H18 (l)+O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (g)；H=48.40 kJ·mol1BC8H18 (l)+O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (l)；H=5517.60 kJ·mol1CC8H18 (l)+O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (l)；H=+5517.60 kJ·mol1D2C8H18 (l)+25O2 (g)=16CO2 (g)+18H2O (l)；H=96.80 kJ·mol1【答案】B【解析】1 g辛烷的物质的量为mol，则1 mol C8H18完全燃烧放出的热量为48.40×114=5517.60 kJ，注意燃烧是放热反应，H0，并注意各物质的聚集状态。类型二：有关反应热的计算例2、SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/molC.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol【答案】B【解析】由题意的1mol S(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ760 kJ。而生成1mol SF6(g)时需形成6molS-F键，共放出6×330kJ1980 kJ，因此该反应共放出的热量为1980 kJ760 kJ1220kJ,所以该反应的反应热H1220 kJ/mol，选项B正确。【总结升华】本题考查反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。举一反三：【变式1】在反应H2+Cl22HCl中，已知HH键能为436kJ，ClCl键能为247kJ， HCl键能为431kJ，判断该反应是（ ） A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量【答案】BD【变式2】氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molHH键消耗的能量为Q1kJ， 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ， 形成1molHO键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3【答案】B例3、已知1 g氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水放出120.9kJ的热量，试计算1000L标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。 【答案】1000L标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为1.08×104 kJ【解析】设氢气燃烧的热化学反应的反应热 HQ kJ/ mol H2 (g) O2 (g) H2O (g) H Q kJ/ mol 2 g Q kJ 1 g120.9 kJ Q 241.8H 241.8 kJ/ mol 又设1000L标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q1 H2 (g) O2 (g) H2O (g) H 241.8 kJ/ mol 22.4 L 241.8kJ 1000 L Q1 Q1 1.08×104 kJ 举一反三：【变式1】.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)6O2(g) 6CO2(g)6H2O(l) ；H=2 800 kJ/mol。葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。 【答案】1556kJ【解析】根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。100 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1=0.556mol。1mol C6H12O6完全燃烧放出 2 800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.5556 mol×2800 kJ/mol=1556kJ。类型三：盖斯定律的应用例4、已知：2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s）；H1=-701.0kJ·mol-1 2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）；H2=-181.6kJ·mol-1则反应Zn（s）+ HgO（s）=ZnO（s）+ Hg（l）的H为A. +519.4kJ·mol-1 B. +259.7 kJ·mol-1 C. -259.7 kJ·mol-1 D. -519.4kJ·mol-1 【答案】C【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。即H =(H1-H2)/2=-259.7 kJ·mol-1。【总结升华】本题考查盖斯定律。题中两负数相减易出错，此外系数除以2时，焓值也要除2。举一反三：【变式1】已知下列反应的热化学方程式为 ：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)；H1393.5 kJ/mol(2)CH3COOH(l)2O2(g) 2CO2(g)2H2O(l)；H2870.3 kJ/mol(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)；H3285.8 kJ/mol则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热(焓变)为()A488.3 kJ/molB488.3 kJ/molC244.15kJ/mol D244.15kJ/mol【答案】B【解析】据盖斯定律知(1)×2(3)×2(2)即得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H(393.5 kJ/mol)×2(285.8 kJ/mol)×2(870.3 kJ/mol)488.3 kJ/mol【变式2】已知：C (s)+O2 (g)=CO2 (g) ；H1=437.3 kJ·mol1 H2 (g)+O2 (g)=H2O (g)；H2=285.8 kJ·mol1 CO (g)+O2 (g)=CO2 (g) ；H3=283.0 kJ·mol1 则煤的气化主要反应的热化学方程式是_。 【答案】C (s)+H2O (g)=CO (g)+H2 (g)；H=+131.5 kJ·mol1【解析】式式式得到煤的气化主要反应方程式C (s)+H2O (g)=CO (g)+H2 (g)则：H=H1H2H3=437.3 kJ·mol1(285.8 kJ·mol1)(283.0 kJ·mol1)=+131.5 kJ·mol1