【学案导学设计】高中化学 1.1.3 反应焓变的计算同步讲练 鲁科版选修4

第3课时 反应焓变的计算[目标要求] 1.了解盖斯定律及其意义。

2.能运用盖斯定律进行有关反应热的计算。

盖斯定律 1．内容化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关。

一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。

如图所示：ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2或ΔH ＝ΔH 3＋ΔH 4＋ΔH 5。

2．科学意义对于无法或较难通过实验测得反应焓变的反应，可应用盖斯定律计算求得。

3．应用若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。

知识点一 盖斯定律的应用1．已知：H 2O(g)===H 2O(l) ΔH ＝Q 1 kJ·mol －1C 2H 5OH(g)===C 2H 5OH(l) ΔH ＝Q 2 kJ·mol －1C 2H 5OH(g)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝Q 3 kJ·mol －1若使46 g 酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为( ) A ．(Q 1＋Q 2＋Q 3) kJ B ．0.5(Q 1＋Q 2＋Q 3) kJ C ．(0.5Q 1－1.5Q 2＋0.5Q 3) kJ D ．－(3Q 1－Q 2＋Q 3) kJ 答案 D解析 由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式：C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝(3Q 1－Q 2＋Q 3) kJ·mol －1，故放出的热量为－(3Q 1－Q 2＋Q 3) kJ 。

2．同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。

现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。

已知：P 4(白磷，s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 1＝－2 983.2 kJ·mo l －1①P(红磷，s)＋54O 2(g)===14P 4O 10(s) ΔH 2＝－738.5 kJ·mol －1②则白磷转化为红磷的热化学方程式为____________________________。

相同状况下，能量状态较低的是________；白磷的稳定性比红磷________(填“高”或“低”)。

答案 P 4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH ＝－29.2 kJ·mol －1红磷 低解析 ①－②×4得P 4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH ＝ΔH 1－4ΔH 2＝(－2 983.2＋4×738.5) kJ·mol －1＝－29.2 kJ·mol －1，白磷转化为红磷是放热反应，所以反应物的能量大于生成物的能量，故生成物红磷的能量低，白磷的稳定性比红磷低(能量越低越稳定)。

知识点二 反应热计算3．已知葡萄糖的燃烧热是ΔH ＝－2 840 kJ·mol －1，当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是( )A ．26.3 kJB ．51.9 kJC ．155.8 kJD ．467.3 kJ答案 A解析 葡萄糖燃烧的热化学方程式是 C 6H 12O 6(s)＋6O 2(g)===6CO 2(g)＋6H 2O(l)ΔH ＝－2 840 kJ·mol －1据此建立关系式 6H 2O ～ ΔH6×18 g 2 840 kJ 1 g x解得x ＝2 840 kJ×1 g6×18 g＝26.3 kJ ，A 选项符合题意。

4．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q >0)，经测定完全吸收生成的CO 2需消耗 5 mol·L －1的KOH 溶液100 mL ，恰好生成正盐，则此条件下反应C 4H 10(g)＋132O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(g)的ΔH 为( )A ．8Q kJ·mol －1B ．16Q kJ·mol －1C ．－8Q kJ·mol －1D ．－16Q kJ·mol －1答案 D解析 建立关系式：C 4H 10 ～ 4CO 2 ～ 8KOH ～ ΔH 1 mol 4 mol 8 mol ΔH5 mol·L －1×0.1 L Q kJ则ΔH ＝－8 mol×Q kJ·mol －10.5 mol＝－16Q kJ·mol －1。

练基础落实1．根据以下3个热化学方程式2H 2S(g)＋3O 2(g)===2SO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－Q 1 kJ·mol －12H 2S(g)＋O 2(g)===2S(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－Q 2 kJ·mol －12H 2S(g)＋O 2(g)===2S(s)＋2H 2O(g) ΔH ＝－Q 3kJ·mol －1判断Q 1、Q 2、Q 3三者关系正确的是( )A ．Q 1>Q 2>Q 3B ．Q 1>Q 3>Q 2C ．Q 3>Q 2>Q 1D ．Q 2>Q 1>Q 3 答案 A2．已知25℃、100 kPa 条件下：4Al(s)＋3O 2(g)===2Al 2O 3(s) ΔH ＝－2 834.9 kJ·mol －14Al(s)＋2O 3(g)===2Al 2O 3(s) ΔH ＝－3 119.1 kJ·mol －1由此得出的正确结论是( )A ．等质量的O 2比O 3能量低，由O 2变为O 3为吸热反应B ．等质量的O 2比O 3能量低，由O 2变为O 3为放热反应C ．O 3比O 2稳定，由O 2变为O 3为吸热反应D ．O 2比O 3稳定，由O 2变为O 3为放热反应 答案 A解析 将两个热化学方程式，经叠加处理得：3O 2(g)＝2O 3(g) ΔH ＝284.2 kJ·mol －1， 所以O 2变为O 3的反应是吸热反应，O 2的能量低，O 2更稳定。

3．能源问题是人类社会面临的重大课题，H 2、CO 、CH 3OH 都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8 kJ·mol －1、－282.5 kJ·mol －1、－726.7 kJ·mol －1。

已知CO 和H 2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l)。

则CO 与H 2反应合成甲醇的热化学方程式为( )A ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝－127.4 kJ·mol －1B ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝127.4 kJ·mol －1C ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH ＝－127.4 kJ·mol －1D ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH ＝127.4 kJ·mol －1答案 A解析 根据题给三种物质的燃烧热可以写出：H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 1＝－285.8 kJ·mol －1①CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－282.5 kJ·mol －1②CH 3OH(l)＋32O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 3＝－726.7 kJ·mol －1③运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝2ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3＝2×(－285.8 kJ·mol －1)＋(－282.5 kJ·mol －1)－(－726.7 kJ·mol －1)＝－127.4 kJ·mol －1。

4．在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO 和CO 2的体积比为1∶2，已知：C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH 1＝－110.35 kJ·mol －1①CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－282.57 kJ·mol －1②则与100 g 碳完全燃烧相比，损失的热量是( )A ．392.92 kJB ．2 489.42 kJC ．784.92 kJD ．3 274.3 kJ 答案 C解析 根据题意，100 g 碳不完全燃烧得到CO 气体的物质的量为100 g 12 g·mol －1×13＝259mol ，由热化学方程式②可知，1 mol CO 燃烧生成CO 2放出282.57 kJ 的热量，则可求得损失的热量是259mol×282.57 kJ·mol －1＝784.92 kJ 。

练方法技巧 5．燃烧热是指1 mol 可燃物充分燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。

已知H 2(g)、C 2H 4(g)和C 2H 5OH(l)的燃烧热分别是－285.8 kJ·mol －1、－1 411.0 kJ·mol －1和－1 366.8 kJ·mol －1，则由C 2H 4(g)和H 2O(l)反应生成C 2H 5OH(l)的ΔH 为( )A ．－44.2 kJ·mol －1B ．44.2 kJ·mol －1C ．－330 kJ·mol －1D ．330 kJ·mol －1答案 A解析 解决本题要抓住两点：燃烧热的意义和盖斯定律。

合理运用方程式的加减进行计算，注意改变反应方向时相应的反应热的符号也要改变。

依据题意：①H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1，②C 2H 4(g)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－1 411.0 kJ·mol －1，③C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 366.8 kJ·mol －1， 则后两个方程式相减，便得到C 2H 4(g)＋H 2O(l)===C 2H 5OH(l) ΔH ＝－44.2 kJ·mol －1。

6．比较下列各组热化学方程式中ΔH 的大小关系。

(1)S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1 S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2 ΔH 1______ΔH 2(2)CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 1 CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 2 ΔH 1______ΔH 2(3)煤作为燃料有两种途径： 途径1——直接燃烧C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1<0 途径2——先制水煤气C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH 2>0 再燃烧水煤气：2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 3<0 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 4<0ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4的关系式是______________________________________。