課題20化學能與熱能

課/程/內(nèi)/容核/心/素/養(yǎng)

1.r解化學反應體系能戰(zhàn)改變與化學艇的斷裂和形成有關.認識化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能隈的

2.認鞏物質具有能用,認識吸熱反應與放熱反應，知道化變化觀念與

轉化；能多角度、動態(tài)地分析熱化學方程式，運用熱

學反應可以實現(xiàn)化學能與其他能聯(lián)形式的轉化.平衡思想

化學反應原理解決實際問題.

3.能最的轉化遵地能地守恒定律.

4.認識化學能與熱能的相互轉化，恒溫WK條件下化學反證據(jù)推理與通過分析、推理等方法認識研究反應熱的本質，建立

應的反應熱可以用總變表示,能進行反應燧變的簡單計模型認知吉斯定律模型.

n.能用熱化學方程式表示反應中的能糠變化,能運用

反應均變合理選擇和利用化學反應.贊賞化學對社會發(fā)展的重大貢獻.具有可持續(xù)發(fā)展意

科學態(tài)度與

識和綠色化學觀念，能對與化學有關的社會熱點何造

5.了解蓋斯定律及其簡唯應用.社會責任

6.體會提高燃料的燃燒效率,開發(fā)高能清潔燃料的加要性.做出正確的價值判斷.

學習任務1焙變熱化學方程式

知/識/整/臺

一、反應熱(焰變)

1.概念：在恒壓條件下進行的反應的熱效應。

符號為單位為kJmol?或kJ/molo

2.表示方法

吸熱反應：AHNO；放熱反應：AW<0o

0特別提醒

干冰和冰的升華以及液氨的汽化等過程均為物理變化，它們的熱效應不是反應熱。

二、吸熱反應和放熱反應

1.從兩角度理解

(1)從物質具有的能量角度理解

o反應過程

△蚱0,放熱反應AAf>0,吸熱反應

(2)從化學鍵角度理解

吸收能址E,

紇>紇.為吸熱反應,

區(qū)舊化學健斷裂.A〃吟-￡2,A//_>0

］新化學鍵形成'監(jiān)'紇<及，為放熱反應,

1//=￡,-E2,MI<Q

釋放能量4

［小結］①化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。

②物質具有的能量越低，該物質越穩(wěn)定，斷開物質內(nèi)部的化學鍵就越難，其犍能就越大。

2.常見的吸熱反應和放熱反應

(1)常見的吸熱反應：大多數(shù)的分解反應、所有的水解反應、Ba(0H)2?8比0與NH4C1

的反應、C與H?O(g)的反應、C與CO2的反應等。

(2)常見的放熱反應：大多數(shù)的化合反應、酸堿中和反應、活潑金屬與水的反應、較活

潑金屬與酸的反應、所有的燃燒反應、鋁熱反應、物質的緩慢氧化等。

三、熱化學方程式

1.概念：表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。

2.意義：表明了化學反應中的物質變化和能量變化。

1

例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ-moC,表示2moi氫氣和1mol氧氣

反應生成2mol液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量。

3.書寫要求

(1)注明反應的溫度和壓強(25°C、101kPa下進行的反應可不注明)。

(2)注明反應物和生成物的狀態(tài)：固態(tài)(s)、液態(tài)(1)、水溶液(aq)、氣態(tài)(g)。

(3)各物質的化學計量數(shù)只表示物質的物質的量，而不表示分子個數(shù)(或原子個數(shù))，因此

可以寫成整數(shù)，也可以寫成分數(shù)。

(4)不用標注“t”“I”。

(5)熱化學方程式能反映該反應已完成的量。由于△”與反應物質的量有關，所以熱化學

方程式中物質的化學計量數(shù)必須與△”相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則也要加倍。當

反應向逆反應方向進行時，其反應熱與正反應的反應熱的數(shù)值相等，符號相反。

⑥自主檢測

1.判斷正誤(正確的打“J”，錯誤的打“X”)。

(1)放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不能反應。()

(2)物質發(fā)生化學變化都伴有能量的變化。()

(3)吸熱反應在任何條件下都不能發(fā)生。()

(4)吸熱反應中，反應物化學鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學鍵放出的總能量。

(5)同溫同壓下，反應H2(g)+CL(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的不同。(

(6)可逆反應的△”表示完全反應時的熱量變化，與反應是否可逆無關。()

答案：(1)X(2)7(3)X(4)7(5)X(6)V

(1)該反應是(填“放熱”或“吸熱”)反應。

(2)該反應的△”=o

(3)使用催化劑(填“能”或“不能”)影響該反應的反應熱。

(4)曲線I反應過程的逆反應的活化能可表示為o

答案：⑴放熱(2)及一昂(3)不能(4)￡一反

名;師;點;撥1

正確理解活化能與反應熱的關系

反應物

"反應過程

(1)催化劑能降低反應的活化能，但不影響蛤變的大小。

變化觀念與平衡思想

1.化學反應①AB和②BC的反應過程中能量變化如圖所示。下列有關該反應

的敘述錯誤的是()

()反應過程

A.反應①的AM>0

B.反應②在升高溫度時，平衡向正反應方向移動

C.反應②的活化能小于反應①的活化能

D.總反應③AC的AH3>0

解析：選B。A項，反應①中反應物的總能量小于生成物的總能量，所以反應①為吸熱

反應，即A//i>0,正確；B項，反應②中反應物的總能量大于生成物的總能量，所以反應

②為放熱反應，升高溫度時，平衡向逆反應方向移動，錯誤；C項，曰題圖可知，反應①的

活化能大于反應②的活化能，正確；D項，總反應③中反應物的總能量小于生成物的總能量，

所以總反應③為吸熱反應，即△”3>0，正確。

2.(雙選)某反應使用催化劑后，其反應過程中能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是

()

A.總反應為放熱反應

B.使用催化劑后，活化能不變

C.反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應

D.△”=△“2—AHi

解析：選BD。由題圖可知，反應①是吸熱反應，反應②是放熱反應，總反應是放熱反

應，且AH=AM+A〃2，A、C正確，D項錯誤；催化劑能降低反應的活化能，B項錯誤。

3.科學家用X射線激光技術觀察到CO與0在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過

程的示意圖如下：

?表.示C。表示()〃〃/〃/〃/表示催化劑

下列說法正確的是()

A.CO和O生成CO?是吸熱反應

B.在該過程中，CO斷鍵形成C和O

C.CO和0生成了具有極性共價鍵的C02

D.狀態(tài)I一狀態(tài)III表示CO與02反應的過程

解析：選c。由題圖可知，狀態(tài)in的能量低于狀態(tài)I的能量，因此該過程放熱，A項錯

誤；由題圖可知，該過程中CO的化學鍵沒有斷開，B項錯誤；CO與0生成的CO2具有極

性共價鍵，C項正確；狀態(tài)If狀態(tài)HI表示CO與0反應生成C02的過程，D項錯誤。

(1)焰變與反應發(fā)生的條件、反應進行是否徹底無關。

(2)在化學反應中，反應物各原子之間的化學鍵不一定完全斷裂。

練/閾g

提升已

帔㈣素養(yǎng)

依據(jù)鍵能或能量變化圖計算熔變

證據(jù)推理與模型認知

4.已知Ig氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出143kJ熱量，18g水蒸氣變成液態(tài)水時放

出44kJ熱量。其他相關數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵O=O(g)H—H(g)H-O(g)

1mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ496436X

則表中“為()

A.920B.557

C.463D.188

解析:選C。根據(jù)題意可得熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)A”=-572kJmol

而18g水蒸氣變成液態(tài)水時放出44kJ熱量，則2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A"=-484

kJ-mor1,即一484kJmo「?=2X436kJmolr+496kJ,mol1-4xkJ?mol-1>解得x=463。

5.(雙選)根據(jù)如下能量關系示意圖，判斷下列說法正確的是()

能

量

1molC(s)+1molC)2(g)

1molCO(gHO.5mol()>(g)

393.5kJ-mol'f轉化n

|轉化I282.9kJ-mor1

I「1mclCO?3

°反應過程

A.1molC(s)與1mol6(g)的能量之和為393.5kJ

B.反應2co(g)+O2(g)=2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應物的總能量

1

C.由C(s)-CO(g)的熱化學方程式為2C(s)+O2(g)=2CO(g)△"=一221.2kJmol

D.熱值指一定條件下單位質量的物質完全燃燒所放出的熱量，則CO的熱值為10.1kJ-g

解析：選CD。A項，由題圖可知，10101(36)與11110102(8)的能量比111101(302倍)的能

量高393.5kJ,錯誤：B項，2co(g)+O2(g)=2CCh(g)為放熱反應，芻成物的總能量小于反

應物的總能量，錯誤：C項，由題圖可知，1molC(s)與0.5molCh(g)反應生成1molCO(g)

放出的熱量為393.5kJ—282.9kJ=110.6kJ,且物質的量與熱量成正匕，蛤變?yōu)樨撝担瑒t熱

化學方程式為2c(s)+O2(g)=2CO(g)A/7=-221.2kJ-mol-',正確：D項，熱值指一定條

029Qbl

件下單位質量的物質完全燃燒所放出的熱量，則CO的熱值為裝1RO.lkJ.g-I,正確。

練I后低海

1.熟記反應熱△”的基本計算公式

△”=生成物的總能量一反應物的總能量

△”=反應物的總鍵能一生成物的總鍵能

2.常見1mol物質中的化學鍵數(shù)目

1molC02CH4N2H?N—N、S1O2

P4石墨金剛石SsSi

物質(CO)(C—H)N—H)(Si-O)

化學鍵N—N：NA

2NA4NA6NA4NA1.5NA2NA8NA2NA

數(shù)目N—H：4NA

提升3

帔則素養(yǎng)

熱化學方程式的書寫

變化觀念

6.(數(shù)材改編題)依據(jù)信息寫出下列反應的熱化學方程式。

(l)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成Si02和液態(tài)HzO。已知室

溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學方程式為。

(2)CuCl(s)與Q反應生成CuCLG)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應

每消耗ImolCuCI(s),放熱44.4kJ,該反應的熱化學方程式是。

(3)下圖是ImolNCh和1molCO反應生成CO?和NO過程中能量變化示意圖，請寫出

NO?和CO反應的熱化學方程式：o

反應過程

(4)化學反應N2+3H22NH3的能量變化如圖所示(假設該反應進行完全)。

1molNH,(l)

試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(1)的熱化學方程式：

答案：(l)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2⑸+2氏0⑴△"=一1427.2kJmol-1

1

(2)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)△〃=-177.6kJ-mol-

(3)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)—NO(g)AH=-234kJ-mol1

1

(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(1)△H=-2(c+b—a)kJ-mol-

練:后:反:思:

書寫熱化學方程式要“五查”

(1)查熱化學方程式是否配平。

(2)查各物質的聚集狀態(tài)是否正確。

⑶查△”的“+”“一”符號是否正確。

(4)查反應熱的單位是否為kJ-mol-1<.

(5)查反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應。

學習任務2燃燒熱中和熱能源

知/識/整/臺

一、燃燒熱和中和熱的比較

燃燒熱中和熱

能量變化放熱

相同點

△”及其單位AH<0,單位均為kJmo「

反應物的量1moi可燃物不一定為1mol

生成物的量不確定生成水的物質的量為1mol

101kPa時，1mol純物質完

在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反

不同點反應熱的含義全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物

應生成1mol水時所放出的熱曷

時所放出的熱量

燃燒熱NH=-akJ?mol強酸與強堿反應的中和熱△〃=

表示方法

30)-57.3kJmol1

二、中和熱的測定

1.實驗裝置

匚環(huán)形玻璃攪拌棒

溫度計-

雙孔泡沫塑料板

反應液

薛淺斗碎泡沫細料

2.測定原理

(機齡+機匕)七?(垓—?)

AH=----------------------

n

1

c=4.18J-g?=4.18X10、kJ.g-i.℃時

〃為生成H2O的物質的量。

3.注意事項

（1）泡沫塑料板和碎泡沫泡料的作用是保是、隔熱，減少實驗過程中的熱量損失。

（2）若采用的酸、堿濃度相等，為保證酸完全中和，采取的措施是堿體積稍過量。

（3）完成一次實驗，需要測定工次溫度。

（4）實驗中若用弱酸（或弱堿）代替強酸（或強堿），因弱酸（或弱堿）電離出H+（或OH濡要

吸收熱量，故測定的中和熱的數(shù)值任57.3kJ-mo「i；若用濃硫酸與強堿反應測定反應熱，

因濃硫酸稀釋要放熱，故測定的中和熱的數(shù)值大王57.3kJmoI-'o

4.誤差分析

⑴依據(jù)

看實驗中有哪些因素能造成（［絳一，始）出現(xiàn)誤差。若（f終一，始）偏大，則lAHI偏大；若《終一

，始）偏小,則|AH|偏小。

（2）實例

50mL0.50mol-L-1鹽酸與50mL0.55mol-L-1NaOH溶液反應：

引起誤差的實驗操作，終一，始1△5

保溫措施不好偏小偏小

攪拌不充分偏小偏小

所用酸、堿濃度過大偏大偏大

用同濃度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小

用同濃度的醋酸代替鹽酸偏小偏小

用50mL0.50molL-,NaOH溶液偏小偏小

三、能源

1.能源分類

一

化g屬于不可再生能源

石

_

燃

料些開源節(jié)能：開發(fā)新能源和節(jié)

一辦法約現(xiàn)/.能源

苑

富

孑

生

再

被

染

也

【風能）狎

很

孤

LM血

源

于

性物質徊屬

一(

源

痛

潞

2.解決能源問題的措施

（1）提高能源的利用效率：①改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié)；②科學控制燃燒反應,

使燃料充分燃燒。

（2）開發(fā)新能源：開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。

O自主檢測

判斷正誤(正確的打“J”，錯誤的打“X”)。

(l)S(s)+|o2(g)=SO3(g)兇=-3151<1010口(燃燒熱)(人”的數(shù)值正確)。()

(2)燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式為CH3OH(g)+1o2(g)=CO2(g)

1

+2H2(g)A//=-192.9kJ?mof,則CH30H(g)的燃燒熱為192.9kJ?moFL()

(3)已知［01kPa時，2c(s)+O2(g)=2CO(g)A/7=-221kJ-mof1,則C(s)的燃燒熱為

110.5kJ-moPL()

(4)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)△〃=一57.3kJ?moL(中和熱)(△〃的數(shù)值

正確)。()

+-

(5)已知稀溶液中，H(aq)+OH(aq)=H2O(l)△"=一57.3kJmoL,則稀醋酸與稀氫

氧化鈉溶液反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱量。()

(6)H?(g)的燃燒熱是285.8kJ-mol-1,則2H2O(g)=2H2(g)+OKg)AW=+571.6kj-mol

-，o()

(7)C0(g)的燃燒熱是283.0kJ-moP1,則2co2(g)=2CO(g)+Ch(g)A”=+(2X283.0)

證據(jù)推理與模型認知

1.(雙選)25℃、101kPa時,強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3klmol

,,辛烷的燃燒熱為5518kJ-mol、下列熱化學方程式書寫正確的是()

2+

A.2H*(aq)+SOf(aq)+Ba(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(I)△”=一57.3

kJmol-1

B.KOH(aq)+；H2so4(aq)=1K2so4(aq)+H2O(l)AH=-57.3kJ-mol-1

25

1

C.C8Hi8(l)4-yO2(g)=8CO2(l)+9H2O(l)A/7=-5518kJ-mol

1

D.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(1)A”=-5518kJ-moF

解析:選BC°A項，所給熱化學方程式中有兩個錯誤，一是中和熱指反應生成1molH2O⑴

時所放出的熱量，二是當有BaS04沉淀生成時，反應放出的熱量會增加，則生成1molH2O(I)

時放出的熱量大于57.3kJ,錯誤；C項，燃燒熱指101kPa時，1mol純物質完全燃燒生成

穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，產(chǎn)物中的水為液態(tài)水，正確；D項，當2moi辛烷完全燃燒

時，放出的熱量為11036kJ,且辛烷應為液態(tài)，錯誤。

2.下列示意圖表示正確的是()

A.甲圖表示Fe^O^s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO?(g)AH=+26.7反應的能量變

化

B.乙圖表示碳的燃燒熱

C.丙圖表示實驗的環(huán)境溫度為20°C,將物質的量濃度相等、體積分別為■、上的H2s0八

NaOH溶液混合，混合液的最高溫度隨V(NaOH)的變化(已知Vi+V2=60mL)

D.已知穩(wěn)定性順序：BVAVC,某反應由兩步反應ABC構成，反應過程中

的能量變化曲線如丁圖

解析：選D。A項，甲圖表示放熱反應，而FezCh⑸+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)

=+26.7kj?mori為吸熱反應，錯誤；B項，碳完全燃燒生成CO?,且反應放熱，故乙圖不

能表示碳的燃燒熱，錯誤；C項，丙圖中NaOH溶液體積匕為20mL時溫度最高，說明此

時酸堿已經(jīng)完全反應，又實驗中始終保持VI+V2=60mL,所以H2sCh溶液體積必為40mL,

由酸堿中和關系式2NaOH?H2s04可知，硫酸和氫氧化鈉溶液濃度不同，和題「敘述不符，

錯誤。

(1)有關燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標準，二看是否生成穩(wěn)定氧化物。

(2)有關中和熱的判斷，一看是否以生成】molH2OO)為標準，二看酸堿的強弱和濃度，

應充分考慮弱酸、弱堿電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素。

練【后:反:思:

提升已

帔素養(yǎng)

中和熱的測定

證據(jù)推理與模型認知

3.(數(shù)材改編題)利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下:

「環(huán)形坡璃攪拌悻

■I-溫饌計

泡沫物料板

碎泡沫刎料

①用量筒量取50mL0.50mo卜Lr鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量

取50mL0.55moiNaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒

杯中，設法使之混合均勻，測定混合液最高溫度。

回答下列問題：

(1)寫出該反應的熱化學方程式［生成1molH2O⑴時的反應熱為-57.3kJ/mol］：

(2)為什么所用NaOH溶液要稍過量？

(3)倒入NaOH溶液的正確操作是(填字母)。

A.沿玻璃棒緩慢倒入

B.分三次倒入

C.一次迅速倒入

(4)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是(填字母)。

A.用溫度計小心攪拌

B.揭開泡沫塑料板用玻璃棒攪拌

C.輕輕地振蕩燒杯

D.用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動

(5)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1的稀

鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為煙、△%、△%，則AM、4月2、AH3的大小關系為

(6)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g?cm3,又知中和反應后生成溶液的比熱容c

=4.18J-g-'?℃-'<,為了計算中和熱，某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下：

起始溫度n/℃終止溫度t2rc

實驗序號

鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液

120.020.123.2

220.220.423.4

320.520.623.6

依據(jù)該學生的實驗數(shù)據(jù)計算，該實驗測得的中和熱NH=(結果保留一位小數(shù))。

⑺(填“能”或“不能”)用Ba(OH”溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理

由是O

解析：(2)在中和熱的測定實險中為了確保一種反應物被完全中和，常常使加入的另一

種反應物稍微過量。(3)為了減少熱量損失,NaOH溶液應該一次迅速倒入。(4)使鹽酸與NaOH

溶液混合均勻的正確操作是用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動。(5)稀氫氧

化鈉溶液和稀氮氧化鈣溶液中溶質都完全電離，它們的中和熱相同，稀氮水中的溶質是弱電

解質，它與鹽酸反應時，一水合氮的電離要吸收熱量，故反應放出的熱量要少一些(比較大

小時，注意AH的正負號)。(6)取三次實驗的平均值代入公式計算即可。⑺硫酸與Ba(OH)2

溶液反應生成BaSO4沉淀，沉淀的生成熱會影響中和熱的測定，故不能用Ba(OH)2溶液和

硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸。

答案：(l)HCl(aq)+NaOH(aq)=NaQ(aq)+H2O(l)A7/=-57.3kJmol1(2)確保鹽酸

1

被完全中和(3)C(4)D(5)AH1=A/72<A/73(6)-51.8kJ-moF(7)不能H2s。4與

Ba(OH)2反應生成BaSCU沉淀，沉淀的生成熱會影響中和熱的測定

帔㈣素養(yǎng)

能源的開發(fā)和利用

科學態(tài)度與社會責任

4.(教材改編題)能源可分為一次能源和二次能源，直接從自然界取得的能源稱為一次

能源，一次能源經(jīng)過加工、轉換得到的能源稱為二次能源。下列能源中屬于一次能源的是

()

A.氫能B.電能

C.核能D.水煤氣

解析：選C。A項，氫能是通過加工、轉換得到的，為二次能源，錯誤；B項，電能是

二次能源，錯誤：「項，核能又叫原子能，它可分為核聚變能和核裂變能兩類，核燃料如忝、

良，它們均可直接從自然界取得，屬于一次能源，正確；D項，水煤毛是通過煤和水蒸氣的

反應制取的，是一氧化碳和氫氣的混合氣體，是二次能源，錯誤。

5.化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關，下列說法正確的是()

A.直接燃燒煤和將煤進行深加工后再燃燒的效率相同

B.我國在南海開采成功的可燃冰屬于清潔能源

C.人們可以把放熱反應釋放的能量轉化為其他可利用的能量，而吸熱反應沒有利用價

值

D.地熱能、風能、天然氣和氫能都屬于新能源

解析：選B。A項，將煤進行深加工后，脫硫處理、氣化處理能很好地減少污染氣體，

提高燃燒效率，燃燒的效果更好，錯誤；C項，有時需要通過吸熱反應吸收熱量降低環(huán)境溫

度，吸熱反應也有利用價值，如“搖搖冰”的上市就是利用了吸熱反應原理，錯誤；D項,

地熱能、風能和氫能都屬于新能源，天然氣是化石燃料，不屬于新能源，錯誤。

學習任務3蓋斯定律反應熱的比較與計算

知/識/整/合

一、蓋斯定律

1.內(nèi)容：對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。

即化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和經(jīng)態(tài)有關，而與反應的途徑無關。

2.意義：間接計算某些反應的反應熱。

3.應用

轉化關系反應熱間的關系

bH\=abH?

A&B△Hk一AH?

A一〃?B

bH=AH\+klh

二、反應熱的比較

1.看物質狀態(tài)

物質的氣、液、固三態(tài)轉化時的能量變化如下:

比較反應熱大小時不要只比較數(shù)值的大小，還要考慮其符號。

3.看化學計量數(shù)

當反應物與生成物的狀態(tài)相同時，化學計量數(shù)越大，放熱反應的A”越小，吸熱反應的

A”越大。

4.看反應的程度

對于可逆反應，參加反應物質的量和狀態(tài)相同時，反應的程度越大，熱量變化越大。

三、利用蓋斯定律計算反應熱

I.運用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加”

一調(diào)：根據(jù)目標熱化學方程式，調(diào)整已知熱化學方程式中反應物和生成物的左右位置,

改寫已知的熱化學方程式。

二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學方程式，調(diào)整相應△〃的符號。

三調(diào)：調(diào)整中間物質的化學計量數(shù)及相應△”的數(shù)值。

一加：將調(diào)整好的熱化學方程式及其相加。

2.運用蓋斯定律的四個注意事項

(1)熱化學方程式乘以某一個數(shù)時，反應熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。

(2)熱化學方程式相加減時，物質之間相加減，反應熱也必須相加減。

(3)將一個熱化學方程式左右顛倒時，△”的"+”“一”隨之改變，但數(shù)值不變。

(4)同一物質的三態(tài)變化(固、液、氣)，狀態(tài)由固一液一氣變化時，會吸熱；反之會放熱。

@自主檢測

1.判斷正誤(正確的打“J”，錯誤的打“X”)。

⑴已知相同條件下H2(g)+102(g)=H2O(g)AH,,2H2(g)4-O2(g)=2H2O(g)Mh，

則AMVA〃20()

(2)已知相同條件下2s02(g)+Ch(g)2so3(g)AM，2SO2(g)+02(g)2SO3(s)

△“2，則()

(3)C(石墨，s)=C(金剛石，s)AH>0,說明石墨比金剛石穩(wěn)定。()

答案：⑴X(2)V(3)7

2.[2019?高考全國卷III,28(2)]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯

化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。

Deacon發(fā)明的宜接氧化法為4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g),可按下列催化過程進行：

1

CuCl2(s)=CuCl(s)+5Ch(g)AM=+83kJ-moP

CuCl(s)J-zO2(g)=CuO(s)+^Ch(g)—20kJ,mol-1

1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)-FH2O(g)A//3=-121kJ?mol-

則4HCl(g)+O2(g)=2C12(g)+2H2O(g)的NH=kJ?mo「。

解析：將已知熱化學方程式依次編號為①②③，根據(jù)蓋斯定律，由(①+②+③)X2得

4HCl(g)+O2(g)=2Ch(g)+2H2O(g)A//=-116kJ-moF'e

證據(jù)推理與模型認知

1.試比較下列各組△”的大小。

(1)同一反應，生成物狀態(tài)不同時

A(g)+B(g)=C(g)A/7i<0

A(g)+B(g)=C(I)AH2Vo

則AM(填”>”“V”或“="，下同)A的。

(2)同一反應，反應物狀態(tài)不同時

S(g)+O2(g)=SO2(g)Mi\<0

S⑸+O2(g)=SO2(g)A//2<0

則AMA//2o

(3)兩個有聯(lián)系的不同反應相比

qs)+O2(g)=CO2(g)AH1V0

C(s)+^02(g)=C0(g)AH2Vo

則A/7iAH2O

解析：(1)因為c(g)=qi)AH3V0,根據(jù)蓋斯定律，

△”3=A“2—AHiVO,AH2<A/7|O

M

I疝、

(2)S(g)---*1§(§)--->SO^g)

A“2+AH3=AH1，則△“3=AM-AH2，又AH3VO,所以AMVA為。

(3)根據(jù)常識可知，CO(g)+^O2(g)=CO2(g)A//3<0,又因為△“2+AH3=AM，所以

答案：(1)>(2)V(3)<

2.(雙選)已知：①2cH30H(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2。⑴bH\

②2co(g)+Ch(g)=2CO2(g)Mh

③2H2(g)+O2(g)=2H2O⑴bth

(4)2H2(g)+O2(g)^2H2O(g)AH4

?CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH5

下列關于上述反應焙變的判斷正確的是()

A.AHi<0,A/72<0

B.AH3>A//4

C.AHi=AW2+2AW3-AW5

D.2AW5+A/7I<0

解析：選ADoA項，甲醇、CO燃燒是放熱反應，AMVO,A/72<0,正確：B項，

比0但)一出0⑴放出熱量，反應③放出的熱量多，小，故A“3VA”4，錯誤；C項，根

據(jù)蓋斯定律，AM=A”2+2AH3-2AH5，錯誤；D項，根據(jù)蓋斯定律，由反應⑤X2+反應

①得2C0(g)+4H2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1)A//=2A//5+A/7I，相當于CO、H2的燃

燒，均為放熱反應，故2A//5+AMV0,正確。

提n己

核陽素養(yǎng)

利用蓋斯定律計算反應熱(書寫熱化學方程式)

證據(jù)推理與模型認知

3.在25℃、101kPa時，C(s)、Hz(g)、CH3coOH(1)的燃燒熱分別為393.5kJmol，

285.8kJmoFL870.3kJ-mol-1,則2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3coOH⑴的反應熱為()

A.-488.3kJmoF1B.+488.3kJ-moF1

C.-191kJ-moF1D.+191kJ-moF1

解析：選Ao由題知表示各物質燃燒熱的熱化學方程式分別為①C(s)+O2(g)=CO2(g)

△”=一393.5kJ-moF1:②Hz(g)+如值)=氐0⑴△"=一285.8kJ-moF1;③CH3coOH⑴

-,

+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)AW=-870.3kJmolo根據(jù)蓋斯定律，由①X2+②X2—

③得2c(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l),則反應熱為(-393.5kJ-moP^X24-(-285.8

kJmor')X2-<-870.3kJmo「)=一488.3kJmoL。

4.在1200C時，天然氣脫琉工藝中會發(fā)生下列反應：

?H2S(g)+|02(g)=S02(g)+H2O(g)AM

3

@2H2S(g)+SO2(g)=2S2(g)-F2H2O(g)△/%

③H2s(g)+/)2(g)=S(g)+H2O(g)

?2S(g)=S2(g)?HA

則A“4的正確表達式為()

2

A.A”4=KA”I+A“2—3A”D

B.AH4=1(3A//3-AWi-AH2)

3

C.A//4=2(AHI+AH2-3AHO

D.△〃4=|(A"|—A〃2—3AH3)

22

解析：選A。根據(jù)蓋斯定律，由反應①X§+反應②Xg-反應③乂2=反應④，則AH4

222

=△"[X]+A"X1—A43X2=g(AM+Mh-3△%)。

5.根據(jù)已知信息，按要求寫出指定反應的熱化學方程式。

(l)LiH可做飛船的燃料，已知下列反應：

①2Li(s)+H2(g)=2LiH(s)XH=-182kJ-moP1

②2H2(g)+C>2(g)=2H2O(l)△”=-572kJ?mol-'

-1

@4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)bH=~\196kJ?mol

試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學方程式：

(2)工業(yè)上制取硝酸錢的流程如下所示:

|NH3I~~?|NO|—-*|NChl—--*■|HNChl—~*|NKNOm

-1

已知：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)A/7=-1745.2kJ-mol

-1

6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)-F6H2O(g)△"=一1925.2kJ-mol

則反應［的熱化學方程式可表示為O

(3)飲用水中的NO3主要來自NH；。已知在微生物的作用下，NH；經(jīng)過兩步反應被氧化

成NO〉兩步反應的能量變化示意圖如下:

(第一步反應)(第二步反應)

1molNH；全部被氧化成NO,的熱化學方程式為

解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，由已知反應②X^+反應③一反應①得2LiH(s)+

O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)AW=-702kJ-moFL

(2)將已知的兩個熱化學方程式依次標記為①和②，根據(jù)蓋斯定律，由①X5一②X4得

4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H>O(g)△”=一1025.2kJmoL。

1

答案：(1)2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)AH=-702kJ-moF