第一章第三节

kJ·mol － 1 ；C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－395.41
ΔH2 ＝－393.51 k
J·mol－1，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为__________
__________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为________。
解析 由盖斯定律知，要得到金刚石和石墨的转化关系， ΔH 可将两个热化学方程式相减：C(金刚石，s)===C(石墨，s) J·mol－1，即C(金刚石，s)===C(石墨，s)
－1。
＝ΔH1－ΔH2＝－395.41 kJ·mol－1＋393.51 kJ·mol－1＝－1.90 k ΔH＝－1.90 kJ·mol
可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低， 比金刚石稳定。
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答案
－1
C(金刚石，s)===C(石墨，s)
ΔH＝－1.90 kJ·mol
－1
282.57 kJ x
答案
C
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实验探究三
盖斯定律在解决实际问题中的应用
【案例】 将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋ 高温 H2O(g) ===== CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热 化学方程式为： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ· mol
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本题易错选C项，原因是误把C项当成C的燃烧热的热化学
方程式：从而简单地认为反应热ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，认为
C项错误，实际上C项需应用盖斯定律将石墨及CO的燃烧热的 热化学方程式相减而得。
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1 2 【体验2】100 g炭粉燃烧所得气体中，CO占 ，CO2占 ，且 3 3 1 C(s)＋ O2(g)===CO(g) 2 O2(g)===CO2(g) A．392.92 kJ C．784.92 kJ 比较，损失的热量是( 1 ΔH＝－110.35 kJ· mol ，CO(g)＋ 2
1 C．C(石墨，s)＋ O2(g)===CO(g) 2
ΔH＝－110.7 kJ· － 1 mol
D．燃烧前混合气体中，H2的体积分数为40%
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解析 据题意可写出下列热化学方程式： － ①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ· mol 1 1 ②H2(g)＋ O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ· －1 mol 2 1 ③CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.8 kJ· －1 mol 2 A项ΔH的数值错误；B项正确；将①－③得出：C(石墨，s)＋ 1 2
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2．依据反应物断键吸收热量Q(吸)与生成物成键放出热量 Q(放) ΔH＝Q(吸)－Q(放) 3．依据反应物的总能量E(反应物)和生成物的总能量E(生成 物) ΔH＝E(生成物)－E(反应物) 4．依据物质的燃烧热ΔH Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH| 5．依据盖斯定律 热化学方程式如何相加(或减)，则反应热作相应变化。
第三节
化学反应热的计算
1．同一化学反应的反应热受哪些因素的影响？ 提示 同一化学反应的反应热与参加反应的物质的物质的 量、物质的聚集状态、反应条件有关。 2．你是怎样理解化学反应中的能量变化的？ 提示 化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变 化，而能量的变化通常表现为热量的变化。许多化学反应有放 热现象，如可燃物的燃烧、铝与盐酸的反应等；也有的化学反
笃学一 盖斯定律
1.内容
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。 始态和终态 有 或者说，化学反应的反应热只与反应体系的 关，而与反应的 途径 无关。
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2．理解
途径角度
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笃学二 反应焓变的计算计算依据 反应热计算的主要依据是 热化学方程式 相关数据。
本题考查盖斯定律的应用。根据盖斯定律将题给①、
②式作如下处理：①－②×4得到新的热化学方程式：
P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1 答案 P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
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1．虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可设置如下： ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
“乙”)；判断的理由是_______________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优 点，请列举其中的两个优点：_____________________________
_____________________________________________。
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2．加合法：即运用所给方程式通过加减的方法得到新化
学方程式。 (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘
上该数。
(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应 热也随之相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”或“－”号
必须随之改变。 (4)解题步骤一般是：首先确定待求的方程式，然后观察待 求方程式中的各物质在已知方程式中的位置，最后根据未知方 程式中各物质的化学计量数和位置的需要对已知方程式进行处 理(包括调整化学计量数或调整反应方向，然后把各方程式叠加 并检验)。
和气态水，哪一个放出的热量多？
提示
设H2O(g)===H2O(l)放出的热量为ΔQ，比较两者放
出热量多少时可根据盖斯定律设计成如图过程： 因为Q1 ＝Q2 ＋ΔQ，所以Q1 ＞Q2 。因此，生成液态水放出 的热量多。
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【慎思3】 已知：①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 983.2 kJ· mol
O2(g)===CO(g)，其反应热ΔH＝(－393.5 kJ· －1)－(－282.8 kJ· －1) mol mol ＝－110.7 kJ· －1，C正确；设混合气体中H2的物质的量为x，则CO mol 56.0 L 的物质的量为 －x＝2.5 mol－x，据H2和CO的燃烧热得出 22.4 L· －1 mol － － 285.8 kJ· mol 1· x＋282.8 kJ· mol 1×(2.5 mol－x)＝710.0 kJ，解得x＝1 1 mol mol，所以H2的体积分数为 ×100%＝40%，D正确。 2.5 mol 答案 A
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原 料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇 ②甲醛 ③甲酸
④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述
________(填序号)物质时，理论上可以满足“绿色化学”的要 求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
－1
ΔH＝－282.57 kJ· －1，与这些碳完全燃烧相 mol )。 B．2 489.44 kJ D．3 274.3 kJ
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解析
100 1 100 g炭粉不完全燃烧时产生CO为 × mol，因为 12 3 g炭完全燃烧
炭完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再生成CO2再放 热，总热量即为完全燃烧时放出的热。因此与100 100 1 相比，损失的热量即为 × mol CO燃烧放出的热，设为x。 12 3 1 CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) 2 1 mol 100 1 × mol 12 3 100 1 x＝ × ×282.57 kJ＝784.92 kJ。 12 3 ΔH＝－282.57 kJ· mol
－1
Leabharlann Baidu
5 1 ②P(红磷，s)＋ O2(g)=== P4O10(s) 4 4 ΔH＝－738.5 kJ· mol
－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 ________________________________________________________ ________________。
解析
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃
烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学 据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；
乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：
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并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接 燃烧放出的热量相等”。 请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或
石墨
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1．依据热化学方程式 反应热与各物质的物质的量成正比。 例：aA(g) ＋ a n(A) bB(g)=== b n(B) cC(g) c n(C) ＋ dD(g) d n(D) ΔH |ΔH| Q
nA nB nC nD Q 则 ＝ ＝ ＝ ＝ 。 a b c d |ΔH|
应有吸热现象，如CaCO3、KMnO4等的分解。
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1．知道盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。 2．能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
3．通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计
算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。
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【例1】在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2 (g)
Cl2 (g)＋H2 (g)===2HCl(g)
ΔH1
ΔH2 ΔH3
2Cl2 (g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 解析 答案
)。
第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方 A
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程式相加得到，由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
应用盖斯定律进行热化学方程式相加(或减)时，做到：
、 盖斯定律 等
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【慎思1】 若一个化学反应由始态转化为终态可通 过不同 的途径(如图)，
，则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5 之 间有何关系？
提示
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
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【慎思2】 相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水
(1)左侧(即反应物)加(或减)左侧；
(2)右侧(即生成物)加(或减)右侧； (3)在此过程中已知化学方程式要扩大或缩小相应的倍数以 消去中间产物； (4)据化学方程式的变化确定反应热的变化。
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【体验1】已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热
化学方程式为C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)
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【例2】已知C(石墨)、H2和CO的燃烧热分别为393.5 kJ· mol
－1
、285.8 kJ· mol 1和282.8 kJ· mol 1。现有H2和CO组成的混合气 )。
－1
－
－
体56.0 L(标准状况)，经充分燃烧后，放出总热量为710.0 kJ，并 生成液态水。下列热化学方程式或描述中不正确的是( A．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ· mol ΔH＝－282.8 kJ· －1 mol
－1
1 H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) 2 1 CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) 2
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ΔH＝－242.0 kJ· mol
－1
ΔH＝－283.0 kJ· － 1 mol
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请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程 式：________________________________________________。