新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講義 專題11　熱化學(xué)方程式的書寫與蓋斯定律

[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解焓變與反應(yīng)熱的含義，會利用鍵能計算焓變。2.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。3.理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關(guān)焓變的計算。考點一焓變(ΔH)的計算1．根據(jù)(相對)能量計算ΔHΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)2．根據(jù)鍵能計算ΔHΔH＝∑E(反應(yīng)物鍵能)－∑E(生成物鍵能)按要求回答下列問題：(1)航天員呼吸產(chǎn)生的CO2利用Bosch反應(yīng)：CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g)ΔH，再電解水可實現(xiàn)O2的循環(huán)利用。熱力學(xué)中規(guī)定由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓(符號：ΔfHeq\o\al(θ,m))，最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓規(guī)定為0。已知上述反應(yīng)中：ΔfHeq\o\al(θ,m)(CO2)＝－394kJ·mol－1；ΔfHeq\o\al(θ,m)(H2)＝0kJ·mol－1；ΔfHeq\o\al(θ,m)(C)＝0kJ·mol－1；ΔfHeq\o\al(θ,m)(H2O)＝－242kJ·mol－1，則ΔH＝________kJ·mol－1。(2)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：eq\o(,\s\up7(催化劑))＋H2(g)已知：化學(xué)鍵C—HC—CC=CH—H鍵能/(kJ·mol－1)412348612436計算上述反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。(3)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。常見1mol物質(zhì)中化學(xué)鍵數(shù)目物質(zhì)金剛石硅SiO2化學(xué)鍵C—CSi—SiSi—O化學(xué)鍵數(shù)2NA2NA4NA物質(zhì)CO2CH4S8化學(xué)鍵C=OC—HS—S化學(xué)鍵數(shù)2NA4NA8NA1．(2022·浙江6月選考，18)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是()A．H2的鍵能為436kJ·mol－1B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2D．H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－12.[2021·湖南，16(1)]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2?；卮鹣铝袉栴}：反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝______kJ·mol－1。1．目前HaberBosch法是工業(yè)合成氨的主要方式，其生產(chǎn)條件需要高溫高壓。為了有效降低能耗，過渡金屬催化還原氮氣合成氨被認(rèn)為是具有巨大前景的替代方法。催化過程一般有吸附—解離—反應(yīng)—脫附等過程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢能面圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。氨氣的脫附是________(填“吸熱”或“放熱”)過程，合成氨的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。2．CO2經(jīng)過催化氫化合成低碳烯烴。其合成乙烯的反應(yīng)為2CO2(g)＋6H2(g)CH2CH2(g)＋4H2O(g)ΔH。幾種物質(zhì)的能量(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測得其他物質(zhì)在生成時所放出或吸收的熱量)如下表所示：物質(zhì)H2(g)CO2(g)CH2CH2(g)H2O(g)能量/(kJ·mol－1)0－39452－242則ΔH＝______________。3．已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實驗測得N—N的鍵能為167kJ·mol－1，NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466kJ·mol－1，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為kJ·mol－1。寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學(xué)方程式：______________________________________。4．以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù)：共價鍵H—SS—SSOH—O鍵能/(kJ·mol－1)364266522464則2H2S(g)＋SO2(g)=3S(g)＋2H2O(g)ΔH＝____________?？键c二熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)甲烷的燃燒熱為kJ·mol－1，則甲烷燃燒的化學(xué)方程式可表示為CH4(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1()(2)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的ΔH＝2×(－)kJ·mol－1()(3)肼(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。25℃、101kPa時，molN2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水，放出kJ熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1()2．已知2000℃時，有下列熱化學(xué)反應(yīng)：①CaO(s)＋C(s)Ca(g)＋CO(g)ΔH1＝akJ·mol－1②Ca(g)＋2C(s)=CaC2(s)ΔH2＝bkJ·mol－1③CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH3＝ckJ·mol－1④2CaO(s)＋CaC2(s)3Ca(g)＋2CO(g)ΔH4則ΔH4＝________kJ·mol－1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。1．熱化學(xué)方程式書寫易出現(xiàn)的錯誤(1)未標(biāo)明反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)而造成錯誤。(2)反應(yīng)熱的符號使用不正確，即吸熱反應(yīng)未標(biāo)出“＋”號，放熱反應(yīng)未標(biāo)出“－”號，從而導(dǎo)致錯誤。(3)漏寫ΔH的單位，或者將ΔH的單位寫為kJ，從而造成錯誤。(4)反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式的計量數(shù)不對應(yīng)而造成錯誤。(5)對燃燒熱的概念理解不到位，忽略其標(biāo)準(zhǔn)是1mol可燃物而造成錯誤。提醒對于具有同素異形體的物質(zhì)，除了要注明聚集狀態(tài)之外，還要注明物質(zhì)的名稱。如：①S(單斜，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3＝－0.33kJ·mol－12．蓋斯定律的答題模板——疊加法步驟1“倒”為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式，可將方程式顛倒過來，反應(yīng)熱的數(shù)值不變，但符號相反。這樣就不用再做減法運算了，實踐證明，方程式相減時往往容易出錯。步驟2“乘”為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式，可將方程式乘以某個倍數(shù)，反應(yīng)熱也要乘以某個倍數(shù)。步驟3“加”上面的兩個步驟做好了，只要將方程式相加即可得目標(biāo)方程式，反應(yīng)熱也要相加。1．[2022·廣東，19(1)②]鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)開___________(列式表示)。2．[2022·全國乙卷，28(1)]油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有硫化氫，需要回收處理并加以利用。回答下列問題：已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝＋94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1計算H2S熱分解反應(yīng)④2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。3．[2022·河北，16(1)]298K時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________。4．[2021·全國甲卷，28(1)]二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實現(xiàn)：①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1總反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是__________(填標(biāo)號)，判斷的理由是_____________________________________________________________________________________________________________。5．[2021·河北，16(1)]當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－－－3則25℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為_________________________?？枷蛞粺峄瘜W(xué)方程式的書寫1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時吸收59kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________。2．CH3OH(l)汽化時吸收的熱量為27kJ·mol－1，CH3OH(g)的燃燒熱為677kJ·mol－1，請寫出CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。3．釕及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，下圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過程。每生成92g液態(tài)HCOOH放出kJ的熱量。根據(jù)圖示寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。4．在1L密閉容器中，4mol氨氣在一定條件下分解生成氮氣和氫氣。2min時反應(yīng)吸收的熱量為kJ，此時氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________?？枷蚨w斯定律的應(yīng)用5．硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如圖。已知：反應(yīng)Ⅰ：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝＋572kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：H2SO4(aq)=SO2(g)＋H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH2＝＋327kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：2HI(aq)=H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH3＝＋172kJ·mol－1則反應(yīng)SO2(g)＋I(xiàn)2(g)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH＝________。6．含碳化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在，AndrenDasic等提出在M＋的作用下以N2O為氧化劑可以氧化乙烯生成乙醛，催化體系氧化還原循環(huán)如圖所示。已知：N2O(g)＋M＋(s)=N2(g)＋MO＋(s)ΔH1＝＋678kJ·mol－1MO＋(s)＋C2H4(g)=C2H4O(g)＋M＋(s)ΔH2＝－283kJ·mol－1請寫出在M＋的作用下以N2O為氧化劑氧化乙烯生成乙醛的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________