新教材人教版高中化學(xué)選擇性必修1全冊(cè)學(xué)案(知識(shí)點(diǎn)考點(diǎn)匯總及配套習(xí)題)

人教版高中化學(xué)選擇性必修1全冊(cè)學(xué)案第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) -1-第一節(jié)反應(yīng)熱 -1-第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算 -22-第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 -40-第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率 -41-第二節(jié)化學(xué)平衡 -54-第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向 -90-第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控 -96-第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡 -104-第一節(jié)電離平衡 -104-第二節(jié)水的電離和溶液的pH -114-第三節(jié)鹽類的水解 -146-第四節(jié)沉淀溶解平衡 -171-第四章化學(xué)反應(yīng)與電能 -200-第一節(jié)原電池 -200-第二節(jié)電解池 -232-第三節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù) -262-第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)反應(yīng)熱基礎(chǔ)課時(shí)1反應(yīng)熱焓變學(xué)習(xí)任務(wù)1．結(jié)合具體實(shí)例發(fā)展學(xué)生基于內(nèi)能及內(nèi)能變化認(rèn)識(shí)物質(zhì)所具有的能量和化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，恒溫恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用焓變表示，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。一、反應(yīng)熱及其測(cè)定1．認(rèn)識(shí)體系與環(huán)境(以研究鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例)2．反應(yīng)熱(1)含義：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。(2)測(cè)定方法：通過(guò)量熱計(jì)直接測(cè)定。注意：反應(yīng)熱概念中的“等溫條件下”是指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度，即反應(yīng)前后體系的溫度相等。3．中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定(1)實(shí)驗(yàn)裝置(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)①反應(yīng)物溫度(t1)的測(cè)量用一個(gè)量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒，蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，測(cè)量并記錄鹽酸的溫度。用水把溫度計(jì)上的酸沖洗干凈，擦干備用；用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，用溫度計(jì)測(cè)量并記錄NaOH溶液的溫度，取兩溫度平均值為t1。②反應(yīng)后體系溫度(t2)的測(cè)量打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計(jì)，用攪拌器勻速攪拌。并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，并記錄為t2。③重復(fù)上述步驟①至步驟②兩次，記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其平均值作為計(jì)算依據(jù)。④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液，其密度近似地認(rèn)為都是1g·cm－3，反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)。該實(shí)驗(yàn)中鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出的熱量是0.418(t2－t1)kJ，中和熱為－eq\f(0.418t2－t1,0.025)kJ·mol－1。(1)裝置中的玻璃攪拌器能否用金屬(不與酸、堿反應(yīng))質(zhì)攪拌器代替？為什么？[提示]不能。原因是金屬質(zhì)攪拌器易導(dǎo)熱，造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失。(2)實(shí)驗(yàn)中為何使用0.55mol·L－1NaOH溶液與0.50mol·L－1鹽酸反應(yīng)，而不是選用0.50mol·L－1NaOH溶液？[提示]堿過(guò)量的目的是為了保證鹽酸完全被中和。(3)能否用濃硫酸代替鹽酸？對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生什么影響？[提示]否。濃硫酸溶解于水時(shí)放熱，所測(cè)中和熱數(shù)值會(huì)偏大。二、反應(yīng)熱與焓變1．內(nèi)能、焓、焓變(1)內(nèi)能(符號(hào)為U)：體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。(2)焓(符號(hào)為H)：與內(nèi)能有關(guān)的物理量。(3)焓變：在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)(嚴(yán)格地說(shuō)，對(duì)反應(yīng)體系做功還有限定，中學(xué)階段一般不考慮)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，符號(hào)：ΔH，單位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。(4)反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系2．從微觀角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)(1)以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)(25℃，101kPa下)的能量變化為例，填寫下表中的空白?；瘜W(xué)鍵反應(yīng)中能量變化1molA—B化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結(jié)論H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝－183kJ·mol－1(2)化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)。 (×)(2)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化。 (√)(3)焓變和反應(yīng)熱雖然說(shuō)法不同但意義完全相同。 (×)學(xué)習(xí)任務(wù)1實(shí)驗(yàn)探究中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定某學(xué)校化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖裝置測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用量筒量取50mL0.25mol·L－1硫酸倒入小燒杯中，測(cè)出硫酸溫度；②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用另一溫度計(jì)測(cè)出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測(cè)出混合液最高溫度。回答下列問(wèn)題：[問(wèn)題1]實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液的濃度為什么是0.55mol·L－1？實(shí)驗(yàn)步驟③倒入NaOH溶液的正確操作是什么？[提示]本實(shí)驗(yàn)中硫酸和氫氧化鈉溶液的體積相同，為了保證硫酸充分反應(yīng)，所以NaOH溶液的濃度略大于硫酸濃度。實(shí)驗(yàn)中為了減少熱量的散失，應(yīng)將NaOH溶液一次迅速倒入。[問(wèn)題2]實(shí)驗(yàn)中使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是怎樣的？[提示]用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)。[問(wèn)題3]該實(shí)驗(yàn)小組獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械目瞻?，并思考?yīng)如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？[提示]3.4℃本實(shí)驗(yàn)應(yīng)先求終止溫度和起始溫度的差值，再取平均值，以便發(fā)現(xiàn)差別較大的數(shù)據(jù)。若某數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)相差太大，應(yīng)舍去。[問(wèn)題4]近似地認(rèn)為0.55mol·L－1NaOH溶液和0.25mol·L－1硫酸溶液的密度都是1g·cm－3，中和后生成溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)。利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算該反應(yīng)中和熱ΔH?[提示]ΔH＝－eq\f(mcΔt×10－3,nH2O)＝－eq\f(100g×4.18J/g·℃×3.4℃×10－3kJ/J,0.025mol)≈－56.8kJ·mol－1。1．中和反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟2．為了提高測(cè)定的準(zhǔn)確度，可以采取的措施(1)上述實(shí)驗(yàn)中硫酸和氫氧化鈉溶液的體積相同，為了保證硫酸充分反應(yīng)，所以NaOH溶液的濃度略大于硫酸濃度。(2)硫酸和氫氧化鈉溶液的濃度要小，若使用濃溶液，混合時(shí)會(huì)放出熱量，放熱增多。(3)測(cè)定液體體積應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，否則后面計(jì)算會(huì)引入誤差，反應(yīng)前和反應(yīng)后溫度計(jì)讀數(shù)要準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)速度要快，減少熱量的損失。(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)定溫度時(shí)應(yīng)該用同一支溫度計(jì)，以減少實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差；測(cè)定酸溶液溫度后溫度計(jì)要用水清洗干凈，擦干后再測(cè)定堿溶液溫度，否則溫度計(jì)上附著的酸會(huì)中和堿而放熱，導(dǎo)致測(cè)得的堿溶液起始溫度偏高。1．在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A．使用玻璃攪拌器是為了加快反應(yīng)速率，減小實(shí)驗(yàn)誤差B．為了準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)混合溶液的溫度，實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng)，如所取的溶液體積相等，則測(cè)得的中和熱數(shù)值相同D．在測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中需要使用的儀器有量筒、燒杯、滴定管、溫度計(jì)等A[實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)水銀球不能接觸燒杯底部，B不正確；醋酸是弱酸，電離時(shí)吸收熱量，C不正確；在測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)中不需要滴定管，D不正確。]2．50mL1.0mol·L－1鹽酸與50mL1.1mol·L－1氫氧化鈉溶液在如圖所示裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)，并通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量來(lái)計(jì)算中和熱。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)大小燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是_______________。(2)________(填“能”或“不能”)將環(huán)形玻璃攪拌棒改為環(huán)形銅棒，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)大燒杯上如不蓋硬紙板，對(duì)求得中和熱數(shù)值的影響是________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。(4)如果改用60mL1.0mol·L－1鹽酸跟50mL1.1mol·L－1氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，則與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放熱量________(填“增加”“減少”或“不變”)，理由是________________________；所求中和熱數(shù)值________(填“增加”“減少”或“不變”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]中和反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)，一是要防止熱量損失，如大燒杯上加蓋硬紙板、兩個(gè)燒杯口要相平、在兩個(gè)燒杯之間填充碎泡沫塑料或碎紙條、用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌而不能用金屬棒(絲)攪拌、實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)作要迅速等；二是酸、堿溶液濃度宜小不宜大，溫度計(jì)讀數(shù)要準(zhǔn)確等。加過(guò)量堿溶液可使酸完全反應(yīng)，堿過(guò)量對(duì)中和熱測(cè)定沒有影響。[答案](1)減少熱量損失(2)不能銅棒傳導(dǎo)熱的能力較強(qiáng)，使熱量損失較多(3)偏低(4)增加反應(yīng)消耗的酸、堿增多，放出熱量增加不變中和熱是指稀強(qiáng)酸與稀強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)放出的熱量，與酸、堿的用量無(wú)關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)2從宏觀和微觀的角度理解反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因能量有各種不同的形式，它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一物體傳遞給另一物體，但在轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中，能量的總值是保持不變的(這叫能量守恒定律)。因此在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，與質(zhì)量守恒一樣，能量也是守恒的。[問(wèn)題1]從能量變化的角度分析放熱反應(yīng)過(guò)程，如圖所示：E反應(yīng)物總能量E生成物總能量熱量即反應(yīng)前后化學(xué)反應(yīng)除了遵循質(zhì)量守恒外還要遵循能量守恒，如圖所示，請(qǐng)從能量的角度分析化學(xué)反應(yīng)中為什么一定存在能量變化？化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱取決于什么因素？[提示]由于化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物能量之和與生成物能量之和不相等，所以化學(xué)反應(yīng)中一定有能量變化。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸收能量取決于：反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小。[問(wèn)題2]如圖是氫氣與氧氣反應(yīng)的示意圖，從化學(xué)鍵的角度分析本圖并完成下列討論。從化學(xué)鍵的角度分析，為什么化學(xué)反應(yīng)中一定存在能量的變化？[提示]舊鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新鍵形成時(shí)放出的能量均不相等，所以任何化學(xué)反應(yīng)都有能量變化。1．從反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小的角度分析2．從反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析1．生產(chǎn)液晶顯示器的過(guò)程中使用的化學(xué)清洗劑NF3是一種溫室氣體，其存儲(chǔ)能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大氣中的壽命可長(zhǎng)達(dá)740年之久，以下是幾種化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵N≡NF—FN—F鍵能/(kJ·mol－1)941.7154.8283.0下列說(shuō)法中正確的是()A．過(guò)程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量B．過(guò)程N(yùn)(g)＋3F(g)→NF3(g)放出能量C．反應(yīng)N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)的ΔH＞0D．NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成，仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B[A項(xiàng)，由N2(g)→2N(g)化學(xué)鍵斷裂需吸收能量；B項(xiàng)，N(g)＋3F(g)→NF3(g)是化學(xué)鍵形成，放出能量；C項(xiàng)，ΔH＝(941.7＋154.8×3－283.0×6)kJ·mol－1＝－291.9kJ·mol－1；D項(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成。]2．單斜硫和正交硫是硫的兩種同素異形體，下列說(shuō)法正確的是()A．S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3＝－0.33kJ·mol－1B．單斜硫比正交硫穩(wěn)定C．相同物質(zhì)的量的正交硫比單斜硫所含有的能量高D．①式表示斷裂1molO2中的共價(jià)鍵所吸收的能量比形成1molSO2中的共價(jià)鍵所放出的能量多297.16kJA[根據(jù)圖知，單斜硫能量大于正交硫，所以單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫放出熱量，焓變＝(296.83－297.16)kJ·mol－1＝－0.33kJ·mol－1，所以S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3＝－0.33kJ·mol－1，A正確；能量越低越穩(wěn)定，相同質(zhì)量的單斜硫所含能量大于正交硫所含能量，所以正交硫較穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；根據(jù)圖知，相同物質(zhì)的量的正交硫比單斜硫所含有的能量低，C錯(cuò)誤；①式反應(yīng)需斷裂單斜硫中S—S鍵和氧氣中的O=O鍵，不僅僅是斷裂1molO2中的共價(jià)鍵所吸收的能量，D錯(cuò)誤。]課堂達(dá)標(biāo)測(cè)驗(yàn)1．下列說(shuō)法正確的是()A．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化C．任何放熱反應(yīng)在常溫下一定能發(fā)生D．反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱D[化學(xué)反應(yīng)的能量變化可以表現(xiàn)為很多方面，如轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)都是在一定條件下發(fā)生的，反應(yīng)開始需要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)。]2．下列說(shuō)法不正確的是()A．化學(xué)變化過(guò)程是原子的重新組合過(guò)程B．化學(xué)反應(yīng)的焓變用ΔH表示，單位是kJ·mol－1C．化學(xué)反應(yīng)的焓變?chǔ)越大，表示放熱越多D．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化不都是以熱能形式表現(xiàn)出來(lái)的C[化學(xué)反應(yīng)從微觀角度考慮就是原子重新組合過(guò)程，A項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)的焓變用ΔH表示，單位是kJ·mol－1,B項(xiàng)正確；ΔH有正、負(fù)符號(hào)，對(duì)于放熱反應(yīng)ΔH越大，表示放熱越少，對(duì)于吸熱反應(yīng)ΔH越大，則表示吸熱越多，C項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)中的能量變化形式可以以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來(lái)，D項(xiàng)正確。]3．(2021·北京師大遵義附屬學(xué)校高二月考)下列過(guò)程中ΔH小于零的是()A．Ba(OH)2與NH4Cl固體混合B．氯化銨分解得氨氣C．碳酸鈣分解得二氧化碳D．實(shí)驗(yàn)室制備氫氣D[根據(jù)常見的放熱反應(yīng)有：所有的物質(zhì)燃燒、金屬與酸或水反應(yīng)、中和反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)、絕大多數(shù)化合反應(yīng)等；常見的吸熱反應(yīng)有：絕大多數(shù)分解反應(yīng)，個(gè)別的化合反應(yīng)(如C和CO2)，Ba(OH)2·8H2O與氯化銨的反應(yīng)。ΔH小于零的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl混合反應(yīng)、氯化銨受熱分解、碳酸鈣高溫受熱分解均屬于吸熱反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)室制備氫氣是利用金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，屬于放熱反應(yīng)，選項(xiàng)D符合。]4．(2021·廣東深圳科學(xué)高中高二月考)如圖所示，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)和能量變化的說(shuō)法正確的是()圖a圖bA．圖a表示的是吸熱反應(yīng)的能量變化B．圖b中反應(yīng)物比生成物穩(wěn)定C．圖a可以表示氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應(yīng)的能量變化D．圖a不需要加熱就能發(fā)生，圖b一定需要加熱才能發(fā)生B[由題圖a可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，表示的是放熱反應(yīng)的能量變化，A錯(cuò)誤；圖b中反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，根據(jù)能量最低原理，則反應(yīng)物比生成物穩(wěn)定，B正確；氯化銨固體與氫氧化鋇晶體反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則不能用圖a表示能量變化，C錯(cuò)誤；圖a表示的為放熱反應(yīng)，有些放熱反應(yīng)也需要加熱才能發(fā)生，如碳的燃燒，D錯(cuò)誤。]5．硅是太陽(yáng)能電池的重要材料。工業(yè)冶煉純硅的一種原理是粗硅冶煉：①SiO2＋2CSi＋2CO↑。精煉硅：②Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2Si＋3HCl?；瘜W(xué)反應(yīng)與能量變化如圖所示，回答下列問(wèn)題：AB(1)①是____________(填“吸熱”或“放熱”，下同)反應(yīng)，②是____________反應(yīng)，③是__________反應(yīng)。(2)反應(yīng)②破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量_________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量。[解析](2)因?yàn)榉磻?yīng)②是放熱反應(yīng)，所以破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量。[答案](1)吸熱放熱吸熱(2)小于基礎(chǔ)課時(shí)2熱化學(xué)方程式燃燒熱學(xué)習(xí)任務(wù)1．能用熱化學(xué)方程式表示反應(yīng)中的能量變化，能運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．理解燃燒熱的概念，掌握有關(guān)燃燒熱的計(jì)算。一、熱化學(xué)方程式1．概念：表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式。2．示例：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示的意義是在25℃、101kPa下，1mol氣態(tài)H2與0.5mol氣態(tài)O2反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時(shí)，放出的熱量是285.8kJ。3．書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。若在25℃、101kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)，可不特別注明。(2)需注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)：s(固體)、l(液體)或g(氣體)、aq(溶液)。(3)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。(4)同一反應(yīng)的ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。微點(diǎn)撥：注意可逆反應(yīng)的ΔH和實(shí)際吸收或放出熱量的區(qū)別：不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱ΔH都表示反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)的能量變化。依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)1molN2(g)與適量H2(g)反應(yīng)，生成NH3(g)，放出92.2kJ熱量。(2)1molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)，生成CuO(s)，放出157kJ熱量。[解析]此類題的思路：首先根據(jù)題意寫出物質(zhì)的變化過(guò)程，如(1)中：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并定N2前計(jì)量數(shù)為1，此時(shí)的ΔH即為－92.2kJ·mol－1，再在前部分的基礎(chǔ)上加上ΔH＝－92.2kJ·mol－1即可。[答案](1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1(2)Cu(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)ΔH＝－157kJ·mol－1二、燃燒熱1．燃燒熱的概念：在25℃、101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。燃燒熱的單位是kJ·mol－1。2．注意事項(xiàng)：“完全燃燒生成指定產(chǎn)物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的物質(zhì)。完全燃燒時(shí)，下列元素要生成對(duì)應(yīng)的物質(zhì)：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。生成的水為液態(tài)不能是氣態(tài)。3．燃燒熱的意義：甲烷的燃燒熱為ΔH＝－890.3kJ·mol－1，它表示在25℃、101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出890.3kJ的熱量?？扇嘉锏奈镔|(zhì)的量發(fā)生變化，其燃燒熱變嗎？如何配平燃燒熱的熱化學(xué)方程式？[提示]燃燒熱指1mol可燃物燃燒放出的熱量，與可燃物的物質(zhì)的量無(wú)關(guān)。配平燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)先把可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)定為1，再配平其他物質(zhì)。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，所以氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8kJ·mol－1。 (×)[提示]燃燒熱要求必須生成指定產(chǎn)物，注意H2燃燒生成物應(yīng)為H2O(l)。(2)氫氣的燃燒熱為285.5kJ·mol－1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)eq\o(=,\s\up8(電解))2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5kJ·mol－1。 (×)[提示]燃燒熱規(guī)定可燃物必須是1mol，正確的是2H2O(l)eq\o(=,\s\up8(電解))2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571kJ·mol－1。學(xué)習(xí)任務(wù)1熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，常規(guī)能源的合理使用和新能源的合理開發(fā)是當(dāng)今社會(huì)面臨的嚴(yán)峻課題。[問(wèn)題1]乙醇是未來(lái)內(nèi)燃機(jī)的首選環(huán)保型液體燃料。2.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出59.43kJ的熱量，嘗試寫出乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式。[提示]C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.89kJ·mol－1。[問(wèn)題2]已知3.0g乙烷在常溫下完全燃燒放出的熱量為155.98kJ，請(qǐng)寫出表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。[提示]燃燒熱的熱化學(xué)方程式應(yīng)以1mol燃料為標(biāo)準(zhǔn)書寫且生成的水為液態(tài)，所以表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1559.8kJ·mol－1。1．熱化學(xué)方程式的書寫步驟及要求2．“五看”法判斷熱化學(xué)方程式的正誤一看方程式是否配平二看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確三看ΔH的“＋”“－”符號(hào)是否正確四看反應(yīng)熱的單位是否為“kJ·mol－1”五看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)1．(2021·廣東佛山實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月考)在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.8kJ·mol－1B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－1C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.8kJ·mol－1D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1451.52kJ·mol－1B[1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ，則1mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱為22.68kJ×32＝725.76kJ，且物質(zhì)的量與熱量成正比，則甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1或2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－1。]2．根據(jù)所給信息完成下列熱化學(xué)方程式：(1)已知1molC(石墨，s)與適量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________。(2)1.7gNH3(g)發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物，放出22.67kJ的熱量，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________。(3)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，請(qǐng)寫出1molNH3分解對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________。(4)已知一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：化學(xué)鍵C—HC—FH—FF—F鍵能/(kJ·mol－1)414489565155請(qǐng)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)和F2(g)反應(yīng)生成CF4(g)和HF(g)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](2)1.7gNH3的物質(zhì)的量為0.1mol，則1molNH3完全反應(yīng)放出的熱量為226.7kJ。那么相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－906.8kJ·mol－1或NH3(g)＋eq\f(5,4)O2(g)=NO(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－226.7kJ·mol－1。(4)首先根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式，注明各物質(zhì)的狀態(tài)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量和形成新化學(xué)鍵放出的能量的差，根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)可知，所求反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝414kJ·mol－1×4＋155kJ·mol－1×4－489kJ·mol－1×4－565kJ·mol－1×4＝－1940kJ·mol－1。[答案](1)C(石墨，s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1(2)NH3(g)＋eq\f(5,4)O2(g)=NO(g)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH＝－226.7kJ·mol－1(3)NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46.2kJ·mol－1(4)CH4(g)＋4F2(g)=CF4(g)＋4HF(g)ΔH＝－1940kJ·mol－1學(xué)習(xí)任務(wù)燃燒熱的理解及計(jì)算2020年11月6日我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭，成功將NewSat9-18等13顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射獲得圓滿成功，這次任務(wù)是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第351次飛行。長(zhǎng)征火箭燃料為偏二甲基肼(CH3NCH3NH2)。已知：1.5g偏二甲基肼完全燃燒放出50kJ熱量。[問(wèn)題1]在計(jì)算偏二甲基肼的燃燒熱時(shí)，碳、氫元素的產(chǎn)物應(yīng)該是什么？[提示]C→CO2(g)，H→H2O(l)。[問(wèn)題2]通過(guò)素材中所給數(shù)據(jù)計(jì)算偏二甲基肼的燃燒熱是多少？[提示]由偏二甲基肼的摩爾質(zhì)量為60g·mol－1得：n＝eq\f(1.5g,60g·mol－1)＝eq\f(1,40)mol，所以1mol偏二甲基肼燃燒時(shí)放出的熱量為eq\f(50kJ,\f(1,40)mol)＝2000kJ·mol－1，即燃燒熱為2000kJ·mol－1。1．對(duì)燃燒熱的理解(1)反應(yīng)條件：25℃和101kPa(書中給出的燃燒熱數(shù)值均為此條件下測(cè)得)。(2)物質(zhì)的燃燒熱要求的是純物質(zhì)。(3)“完全燃燒生成指定產(chǎn)物”是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)樽罘€(wěn)定的物質(zhì)。完全燃燒時(shí)，下列元素要生成對(duì)應(yīng)的物質(zhì)：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)等。C→CO不是完全燃燒；而S→SO3，SO3不是燃燒產(chǎn)物；生成的水為液態(tài)不能是氣態(tài)。(4)文字?jǐn)⑹鋈紵裏釙r(shí)，用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃燒熱為890.3kJ·mol－1或ΔH＝－890.3kJ·mol－1。2．表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書寫燃燒熱是以1mol純物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的，因此在書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，故在表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。例如，C8H18燃燒的熱化學(xué)方程式為2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ·mol－1，C8H18的燃燒熱為5518kJ·mol－1，而不是11036kJ·mol－1，表示其燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1。3．燃燒熱的計(jì)算由燃燒熱的定義可知：可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，物質(zhì)的燃燒熱：ΔH＝－eq\f(Q放,n可燃物)。此公式中的ΔH是指物質(zhì)的燃燒熱，而不是指一般反應(yīng)的反應(yīng)熱。1．(2021·湖南部分重點(diǎn)中學(xué)高二月考)燃燒是人們利用熱能的重要方式。下列有關(guān)燃燒熱的說(shuō)法正確的是()A．燃燒熱所指的燃燒產(chǎn)物一定是相應(yīng)元素的最高價(jià)氧化物B．含碳物質(zhì)燃燒生成1molCO2時(shí)所放出的熱量是燃燒熱C．實(shí)驗(yàn)測(cè)定H2的燃燒熱時(shí)與所用H2量的多少無(wú)關(guān)D．1molC燃燒生成CO2時(shí)放出的熱量是生成CO時(shí)放出的熱量的2倍C[燃燒熱所指的燃燒產(chǎn)物是指25℃、101kPa下穩(wěn)定的氧化物，不一定是相應(yīng)元素的最高價(jià)氧化物，如S元素的燃燒產(chǎn)物為SO2,A錯(cuò)誤；燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，而不是生成1molCO2時(shí)所放出的熱量，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)測(cè)定H2的燃燒熱時(shí)最終要換算成1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量，與所用H2量的多少無(wú)關(guān)，C正確；1molC燃燒生成CO2時(shí)放出的熱量與生成CO時(shí)放出的熱量無(wú)法得出2倍關(guān)系，D錯(cuò)誤。]2．已知1molCO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量，1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。(1)寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________。(2)當(dāng)CO(g)與CH4(g)完全燃燒生成等量的CO2(g)時(shí)(其中CH4燃燒的另一產(chǎn)物為液態(tài)水)，放出的熱量之比為____________________；分別利用題述三種能源物質(zhì)燃燒放出的熱量使1000g水沸騰，則消耗的能源物質(zhì)的質(zhì)量最小的是________，消耗同溫同壓下的三種氣體體積最小的是__________________。(3)若amolCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水，則放出熱量Q的范圍是______________________________________。[解析]由三種物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值可知，等質(zhì)量的題述三種物質(zhì)完全燃燒時(shí)H2放出的熱量最多，等物質(zhì)的量的題述三種物質(zhì)完全燃燒時(shí)CH4放出的熱量最多。[答案](1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1(2)283∶890H2CH4(3)283akJ＜Q＜890akJ課堂達(dá)標(biāo)測(cè)驗(yàn)1．(2021·江蘇海安高二月考)下列關(guān)于熱化學(xué)方程式的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．化學(xué)反應(yīng)過(guò)程所吸收或放出的熱量與參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比B．熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量，可以用整數(shù)或者簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)C．熱化學(xué)方程式未注明溫度和壓強(qiáng)時(shí)，ΔH表示標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù)D．同一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)條件不同ΔH可能相同C[化學(xué)反應(yīng)參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量越多，總能量越大，則吸收或放出的熱量越多，A正確；熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)實(shí)際為物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以用整數(shù)或者簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)，B正確；熱化學(xué)方程式未注明溫度和壓強(qiáng)時(shí)，ΔH表示室溫常壓下的數(shù)據(jù)，不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù)，C錯(cuò)誤；ΔH只與反應(yīng)物和生成物狀態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)過(guò)程無(wú)關(guān)，D正確。]2．(2021·河北部分重點(diǎn)中學(xué)高二月考)熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式不同，下列有關(guān)熱化學(xué)方程式CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．既表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，又表示化學(xué)反應(yīng)中的能量變化B．表示1molCO(g)與eq\f(1,2)molO2(g)完全反應(yīng)生成1molCO2(g)放出283.0kJ熱量C．一氧化碳的燃燒熱為283.0kJ·mol－1D．CO與O2反應(yīng)生成CO2只能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)化D[CO與O2反應(yīng)生成CO2為氧化還原反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。]3．(2021·湖南長(zhǎng)沙實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月考)下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A．已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8kJ·mol－1C．500℃、30MPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1；將1.5molH2和過(guò)量的N2在此條件下充分反應(yīng)，放出熱量46.2kJD．H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1，則相同條件下，2molHF氣體的能量小于1mol氫氣和1mol氟氣的能量之和D[A項(xiàng)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，說(shuō)明石墨的總能量低于金剛石的總能量，石墨較穩(wěn)定，A錯(cuò)誤；氫氣的燃燒熱是指1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量，單位是kJ·mol－1，氣態(tài)水液化時(shí)放出熱量，由2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1可知，其燃燒熱大于483.6kJ·mol－1÷2＝241.8kJ·mol－1,B錯(cuò)誤；合成氨是可逆反應(yīng)，1.5molH2在氮?dú)膺^(guò)量的情況下也不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，放出的熱量應(yīng)小于46.2kJ,C錯(cuò)誤；D項(xiàng)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，D正確。]4．(2021·山東新泰一中月考)在汽油中添加適量酒精作為汽車燃燒的技術(shù)正在逐步向全國(guó)推廣。已知C8H18和C2H5OH燃燒的熱化學(xué)方程式分別為2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－10000kJ·mol－1，C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1000kJ·mol－1。假定汽油的成分為C8H18，則用添加酒精的汽油作汽車燃料時(shí)，不能達(dá)到的目的是()A．節(jié)省化石燃料，改善能源結(jié)構(gòu)B．減少每千克燃料燃燒時(shí)所釋放的CO2C．乙醇可由糧食發(fā)酵而成，有利于轉(zhuǎn)化過(guò)剩的糧食D．提高每千克燃料燃燒放出的熱量D[酒精是可再生燃料，故用酒精替代化石燃料，可以節(jié)省不可再生的化石燃料，改善能源結(jié)構(gòu)；1000gC8H18燃燒放出的CO2的物質(zhì)的量約為70mol,1000gC2H5OH燃燒放出的CO2的物質(zhì)的量約為43mol，用添加酒精的汽油作汽車燃料時(shí)，能減少每千克燃料燃燒時(shí)所釋放的CO2；工業(yè)酒精的生產(chǎn)原材料有糧食、秸稈等，這樣可以利用過(guò)剩的糧食，同時(shí)彌補(bǔ)能源的不足；1000gC8H18燃燒放出的熱量約為43860kJ,1000gC2H5OH燃燒放出的熱量約為21739kJ，故每千克酒精燃燒放出的熱量比汽油少，用添加酒精的汽油作汽車燃料時(shí)，不能提高每千克燃料燃燒放出的熱量。]5．計(jì)算填空：在25℃、101kPa時(shí)，H2在1.00molO2中完全燃燒生成2.00molH2O(l)放出571.6kJ的熱量。(1)該條件下，H2的燃燒熱ΔH為________________。(2)已知：CH4的燃燒熱是ΔH＝－890kJ·mol－1，H2和CH4混合氣體112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出的熱量為3695kJ，則混合氣體中H2和CH4的體積比為________。[解析](1)H2的燃燒熱應(yīng)以燃燒1molH2為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)H2完全燃燒生成2.00molH2O(l)時(shí)，需燃燒2.00molH2，故H2的燃燒熱ΔH為－eq\f(571.6kJ,2mol)＝－285.8kJ·mol－1。(2)設(shè)混合氣體中H2和CH4的物質(zhì)的量分別為x和y，則有：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝\f(112L,22.4L·mol－1),x×285.8kJ·mol－1＋y×890kJ·mol－1＝3695kJ))解之得：x≈1.25mol，y≈3.75mol，則n(H2)∶n(CH4)＝1∶3。[答案](1)－285.8kJ·mol－1(2)1∶3第二節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算基礎(chǔ)課時(shí)3反應(yīng)熱的計(jì)算學(xué)習(xí)任務(wù)1．認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以與熱能、電能等其他形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化，能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．了解蓋斯定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用，能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。一、蓋斯定律1．內(nèi)容一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。2．特點(diǎn)(1)在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。(2)反應(yīng)熱總值一定，如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。3．意義有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可通過(guò)間接的方法測(cè)定。如：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反應(yīng)的ΔH無(wú)法直接測(cè)得，但下列兩個(gè)反應(yīng)的ΔH可以直接測(cè)得：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1上述三個(gè)反應(yīng)具有如下關(guān)系：則在此溫度下C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反應(yīng)的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5kJ·mol－1。(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)同溫同壓下，氫氣和氯氣分別在光照條件下和點(diǎn)燃的條件下發(fā)生反應(yīng)時(shí)的ΔH不同。 (×)(2)蓋斯定律遵守能量守恒定律 (√)(3)將碳控制燃燒進(jìn)度，先燃燒生成CO，再將CO燃燒生成CO2，能夠放出更多熱量 (×)(4)對(duì)于可逆反應(yīng)而言，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱表示反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所放出或吸收的熱量。 (×)二、反應(yīng)熱的計(jì)算1．依據(jù)熱化學(xué)方程式：反應(yīng)熱的絕對(duì)值與各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，依據(jù)熱化學(xué)方程式中的ΔH求反應(yīng)熱，如aA＋bB=cC＋dDΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)|Q|則eq\f(nA,a)＝eq\f(nB,b)＝eq\f(nC,c)＝eq\f(nD,d)＝eq\f(|Q|,|ΔH|)。2．依據(jù)蓋斯定律：根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式，同時(shí)反應(yīng)熱也作相應(yīng)的改變。3．依據(jù)反應(yīng)物斷鍵吸收熱量Q吸與生成物成鍵放出熱量Q放進(jìn)行計(jì)算：ΔH＝Q吸－Q放。4．依據(jù)反應(yīng)物的總能量E反應(yīng)物和生成物的總能量E生成物進(jìn)行計(jì)算：ΔH＝E生成物－E反應(yīng)物。5．依據(jù)物質(zhì)的燃燒熱ΔH計(jì)算：Q放＝n可燃物×|ΔH|。6．依據(jù)比熱公式計(jì)算：Q＝cmΔt。(2021·岑溪市校級(jí)月考)CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2)，還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：CH4-CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－394kJ·mol－1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－111kJ·mol－1該催化重整反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。[解析]對(duì)上述已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③，催化重整反應(yīng)為④，根據(jù)蓋斯定律2×③－①－②＝④，故ΔH4＝2×ΔH3－ΔH1－ΔH2＝2×(－111kJ·mol－1)－(－75kJ·mol－1)－(－394kJ·mol－1)＝＋247kJ·mol－1。[答案]＋247學(xué)習(xí)任務(wù)1蓋斯定律的理解與應(yīng)用發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)為燃料和二氧化氮(NO2)為氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知：N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1②eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH＝－269kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1④[問(wèn)題1]你能否依據(jù)蓋斯定律寫出肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式？[提示]結(jié)合蓋斯定律：②×2－①可得反應(yīng)2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)，其反應(yīng)熱ΔH＝(－543kJ·mol－1)×2－(＋67.7kJ·mol－1)＝－1153.7kJ·mol－1，即2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1153.7kJ·mol－1。[問(wèn)題2]有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑，反應(yīng)釋放的能量更大，試寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。[提示]結(jié)合蓋斯定律知：②＋③×4－④×2得反應(yīng)N2H4(g)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)，其反應(yīng)熱ΔH＝(－543kJ·mol－1)＋(－269kJ·mol－1)×4－(－242kJ·mol－1)×2＝－1135kJ·mol－1，即N2H4(g)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1135kJ·mol－1。運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法1．虛擬路徑法：若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個(gè)途徑：①由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；②由A經(jīng)過(guò)B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，如圖所示：則有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。2．加合法：即運(yùn)用所給化學(xué)方程式就可通過(guò)加減的方法得到新化學(xué)方程式。如：求P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)的熱化學(xué)方程式。已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s)ΔH1①P(紅磷，s)＋eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2②即可用①－②×4得出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式：P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)ΔH＝ΔH1－4ΔH2。3．解題注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減，所求之和為其代數(shù)和。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”號(hào)必須隨之改變。1．(2021·福建三明一中高二月考)聯(lián)氨(N2H4)常溫下為無(wú)色液體，可用作火箭燃料。下列說(shuō)法不正確的是()①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1A．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1B．O2(g)＋2H2(g)=2H2O(l)ΔH5，ΔH5＞ΔH3C．1molO2(g)和2molH2(g)具有的總能量高于2molH2O(g)D．聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱且產(chǎn)物無(wú)污染B[由蓋斯定律計(jì)算2×③－2×②－①得到④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1,A正確；氣態(tài)水變化為液態(tài)水過(guò)程中放出熱量，焓變?yōu)樨?fù)值，則ΔH5＜ΔH3,B錯(cuò)誤；O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH3＜0,1molO2(g)和2molH2(g)具有的總能量高于2molH2O(g)，C正確；反應(yīng)分析可知反應(yīng)放出大量熱，生成無(wú)污染氣體，D正確。]2．把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑：途徑ⅠC(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＜0途徑Ⅱ先制水煤氣：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＞0①再燃燒水煤氣：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH3＜0②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH4＜0③請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)判斷兩種途徑放熱：途徑Ⅰ放出的熱量________途徑Ⅱ放出的熱量(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的數(shù)學(xué)關(guān)系是_________________。(3)由于制取水煤氣的反應(yīng)里，反應(yīng)物具有的總能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量，那么在化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物就需要________能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條件為______________________________________________________________________________。[解析](1)途徑Ⅱ中，根據(jù)蓋斯定律①＋(②＋③)×eq\f(1,2)可得途徑Ⅰ的方程式，故兩種途徑放出的熱量相同。(2)ΔH1＝ΔH2＋eq\f(1,2)(ΔH3＋ΔH4)。(3)因?yàn)棣＞0，故反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。[答案](1)等于(2)ΔH1＝ΔH2＋eq\f(1,2)(ΔH3＋ΔH4)(3)小于吸收高溫學(xué)習(xí)任務(wù)2反應(yīng)熱計(jì)算的常用方法已知下列信息：①Na(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH＝－411kJ·mol－1②乙醇的燃燒熱ΔH＝－1366.8kJ·mol－1③已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1[問(wèn)題1]根據(jù)信息①，求生成2molNaCl的反應(yīng)熱。[提示]ΔH′＝2ΔH＝－411kJ·mol－1×2＝－822kJ·mol－1。[問(wèn)題2]根據(jù)信息②，求1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量？[提示]Q＝n×1366.8kJ·mol－1＝eq\f(1000g,46g·mol－1)×1366.8kJ·mol－1≈29713.0kJ＝2.97×104kJ。[問(wèn)題3]根據(jù)信息③，計(jì)算反應(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱。[提示]根據(jù)蓋斯定律，將已知中的后2個(gè)方程式分別乘以2，然后相加，最后減去第一個(gè)方程式即得要求的方程式，ΔH也進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算處理。即ΔH′＝(－393.5kJ·mol－1)×2＋(－285.8kJ·mol－1)×2－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。反應(yīng)熱的計(jì)算計(jì)算依據(jù)計(jì)算方法根據(jù)熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以左右顛倒同時(shí)改變正、負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)根據(jù)蓋斯定律根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱根據(jù)化學(xué)鍵的變化ΔH＝反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量和－生成物的化學(xué)鍵形成所放出的能量和根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量ΔH＝E(生成物)－E(反應(yīng)物)1．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，實(shí)驗(yàn)室測(cè)得4molSO2發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)時(shí)放出314.3kJ熱量，SO2的轉(zhuǎn)化率最接近于()A．40%B．50%C．80%D．90%C[參加反應(yīng)的SO2為eq\f(314.3kJ×2mol,196.6kJ)≈3.2mol，SO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(3.2mol,4mol)×100%＝80%。]2．(1)隨著化石能源的減少，新能源的開發(fā)利用日益迫切。Bunsen熱化學(xué)循環(huán)制氫工藝由下列三個(gè)反應(yīng)組成：SO2(g)＋I(xiàn)2(g)＋2H2O(g)=2HI(g)＋H2SO4(l)ΔH＝akJ·mol－12H2SO4(l)=2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝bkJ·mol－12HI(g)=H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH＝ckJ·mol－1則：2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝________kJ·mol－1。(2)據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，我國(guó)沒有經(jīng)過(guò)處理便排放的焦?fàn)t煤氣已超過(guò)250億立方米，這不僅是能源的浪費(fèi)，也對(duì)環(huán)境造成極大污染。為解決這一問(wèn)題，我國(guó)在2004年起已利用焦?fàn)t煤氣制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C與O之間為三鍵連接，且合成甲醇的主要反應(yīng)原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。下表所列為常見化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵C—CC—HH—HC—OC≡O(shè)H—Oeq\f(鍵能,kJ·mol－1)348414436326.81032464則該反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。(3)恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖所示。已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1①寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________。②ΔH2＝________kJ·mol－1。[解析](1)將題給熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2得2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝(2a＋b＋2c)kJ·mol－1。(2)ΔH＝1032kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－3×414kJ·mol－1－326.8kJ·mol－1－464kJ·mol－1＝－128.8kJ·mol－1。(3)①由圖可知1molS(s)完全燃燒放出的熱量為297kJ，故能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1。②由圖可知，參加反應(yīng)的n(SO2)＝1mol－0.2mol＝0.8mol，根據(jù)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，ΔH2＝0.8×eq\f(1,2)×(－196.6kJ·mol－1)＝－78.64kJ·mol－1。[答案](1)2a＋b＋2c(2)－128.8(3)①S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1②－78.64課堂達(dá)標(biāo)測(cè)驗(yàn)1．物質(zhì)E在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由圖判斷下列關(guān)系錯(cuò)誤的是()A．E→JΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．G→J|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|B[由蓋斯定律可知：E→JΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH6，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由G→J可以判斷，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－(ΔH1＋ΔH2＋ΔH6)，故C項(xiàng)正確；由E→H知：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)，故D項(xiàng)正確。]2．鈦被稱為“第三金屬”，其制取原料為金紅石(TiO2)，制取步驟如下：TiO2→TiCl4eq\o(→,\s\up8(鎂/800℃/Ar))Ti。已知：①C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1；②TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)ΔH2。則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH為()A．2ΔH1＋2ΔH2 B．2ΔH1＋ΔH2C．2ΔH1－ΔH2 D．2ΔH1－2ΔH2B[依據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①×2＋②可得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)ΔH＝2ΔH1＋ΔH2。]3．關(guān)于如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(X代表鹵素)，下列說(shuō)法不正確的是()A．2H(g)＋2X(g)=2HX(g)ΔH3<0B．生成HX的反應(yīng)熱與途徑無(wú)關(guān)，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3C．途徑Ⅲ生成HCl放出的熱量比生成HBr的多，說(shuō)明HCl比HBr穩(wěn)定D．Cl、Br、I的非金屬性依次減弱，所以途徑Ⅱ吸收的熱量依次增多D[原子形成化學(xué)鍵時(shí)放熱，焓變小于0，則2H(g)＋2X(g)=2HX(g)ΔH3<0，A項(xiàng)正確；反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，生成HX的反應(yīng)熱與途徑無(wú)關(guān)，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，B項(xiàng)正確；途徑Ⅲ生成HCl放出的熱量比生成HBr放出的熱量多，說(shuō)明HCl的能量低，比HBr穩(wěn)定，C項(xiàng)正確；Cl、Br、I的原子半徑依次增大，斷裂Cl2、Br2、I2中的化學(xué)鍵需要的能量依次減少，所以途徑Ⅱ吸收的能量依次減少，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．(2021·山東新泰一中高二月考)讓生態(tài)環(huán)境更秀美、人民生活更幸福！為此，冬季取暖許多家庭用上了清潔能源天然氣。實(shí)際生產(chǎn)中天然氣需要脫硫，在1200℃時(shí)，工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：①H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH1②2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2③H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH3④2S(g)=S2(g)ΔH4。則ΔH4的正確表達(dá)式為()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2＋3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)B[將2×②＋2×①－6×③得到6S(g)=3S2(g)的焓變3ΔH4＝2ΔH1＋2ΔH2－6ΔH3；所以2S(g)=S2(g)的焓變?chǔ)4＝eq\f(1,3)(2ΔH1＋2ΔH2－6ΔH3)＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。]5．研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。(1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S。已知：①CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.0kJ·mol－1此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________________________________________________________________________________________________。(2)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w。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)若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LCO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))的整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol，放出的熱量為____kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。(3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－574kJ·mol－1①CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝？②若1molCH4還原NO2至N2，整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為867kJ，則ΔH2＝________________。[解析](1)依據(jù)題意知，處理煙道氣污染的一種方法是將CO、SO2在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，對(duì)照反應(yīng)①和②，并根據(jù)蓋斯定律將反應(yīng)①×2－②可得答案。(2)假設(shè)兩個(gè)反應(yīng)分別為①、②，由①×2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋4CO2(g)ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol－1，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為8e－。因此標(biāo)準(zhǔn)狀況下的3.36LCO還原NO2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為eq\f(\f(3.36,22.4),4)×8mol＝0.3mol，放出的熱量為eq\f(\f(3.36,22.4),4)×(2a＋b)kJ＝eq\f(32a＋b,80)kJ。(3)CH4還原NO2至N2的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2＝(－867kJ·mol－1)×2－(－574kJ·mol－1)＝－1160kJ·mol－1。[答案](1)2CO(g)＋SO2(g)S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－270.0kJ·mol－1(2)0.3eq\f(32a＋b,80)(3)－1160kJ·mol－1能力課時(shí)1蓋斯定律的綜合應(yīng)用探究任務(wù)能利用蓋斯定律進(jìn)行焓變的計(jì)算、書寫熱化學(xué)方程式，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。1．高考主要以生產(chǎn)生活、科學(xué)技術(shù)和能源問(wèn)題為背景，將熱化學(xué)方程式的書寫和蓋斯定律的計(jì)算融合考查。蓋斯定律應(yīng)用于反應(yīng)熱計(jì)算的流程如圖所示：2．運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。(1)Deacon直接氧化法可按下列催化過(guò)程進(jìn)行：CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝＋83kJ·mol－1CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)近年來(lái)，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過(guò)程如圖：反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________。[審題流程]模型認(rèn)知定思路，破除迷障巧解題。[解析](1)利用蓋斯定律解答本題。CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝＋83kJ·mol－1①CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1②CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1③則4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)可由①×2＋②×2＋③×2得到，所以其ΔH＝＋83kJ·mol－1×2＋(－20kJ·mol－1)×2＋(－121kJ·mol－1)×2＝－116kJ·mol－1。(2)由題圖可知，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為3SO2＋2H2O2H2SO4＋S↓。根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ＝－(反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ)可得3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1。[答案](1)－116(2)3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－11．蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可通過(guò)間接的方法測(cè)定。現(xiàn)根據(jù)下列3個(gè)熱化學(xué)方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ·mol－1寫出FeO(s)與CO反應(yīng)生成Fe(s)和CO2的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________。[解析]依據(jù)蓋斯定律①×3－③×2－②得到6CO(g)＋6FeO(s)=6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝－66kJ·mol－1；即熱化學(xué)方程式為CO(g)＋FeO(s)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1。[答案]CO(g)＋FeO(s)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－12．以H2合成尿素CO(NH2)2的有關(guān)熱化學(xué)方程式有：①N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1②NH3(g)＋eq\f(1,2)CO2(g)=eq\f(1,2)NH2CO2NH4(s)ΔH2＝－79.7kJ·mol－1③NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH3＝＋72.5kJ·mol－1則N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]則根據(jù)蓋斯定律可知①＋②×2＋③即得到N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－179.3kJ·mol－1。[答案]N2(g)＋3H2(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－179.3kJ·mol－13．研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。(1)工業(yè)上采用高溫?zé)岱纸釮2S的方法制取H2，在膜反應(yīng)器中分離H2，發(fā)生的反應(yīng)為2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)ΔH1；②2S(g)S2(g)ΔH2。則ΔH＝____________________(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。(2)土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：1molH2S(g)全部氧化為SOeq\o\al(2－,4)(aq)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________。[解析](1)已知：①H2S(g)H2(g)＋S(g)ΔH1②2S(g)S2(g)ΔH2反應(yīng)：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)可以根據(jù)①×2＋②得到。(2)由圖可知，第一步熱化學(xué)反應(yīng)為H2S(g)＋0.5O2(g)=S(s)＋H2O(g)ΔH＝－221.19kJ·mol－1；第二步反應(yīng)為S(s)＋1.5O2(g)＋H2O(g)=2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH＝－585.20kJ·mol－1；依據(jù)蓋斯定律，第一步與第二步方程式相加得：H2S(g)＋2O2(g)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq)ΔH＝－806.39kJ·mol－1。[答案](1)2ΔH1＋ΔH2(2)H2S(g)＋2O2(g)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq)ΔH＝－806.39kJ·mol－1城市生活垃圾資源化清潔再生利用，是近年新興起來(lái)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段城市生活垃圾多組分、高水分、低熱值的特點(diǎn)，浙大熱能所提出了內(nèi)循環(huán)燃燒、氣力輸送式冷渣分選回送，湍流式煙氣凈化法為主要內(nèi)容的“城市生活垃圾清潔焚燒”新方法，并成功應(yīng)用于日處理800噸城市生活垃圾流化床焚燒爐的工程示范。該研究成果包括重金屬、有機(jī)污染物、二英、氟、氯及化合物、小顆粒及溫室氣體等污染物的生成機(jī)理及控制技術(shù)，特別是對(duì)多種污染物的同時(shí)脫除進(jìn)行了開創(chuàng)性的研究工作