①寒假?gòu)?fù)習(xí)-第1講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)-2025年高二化學(xué)寒假銜接講練 (人教版)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考點(diǎn)1 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定
1．中和熱的概念：
在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ml H2O(l)時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。
在25 ℃和101 kPa下，一般強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液混合生成可溶性鹽和水的中和熱基本上是相等的，為57.3 kJ·ml－1或ΔH＝－57.3 kJ·ml－1。
2．實(shí)驗(yàn)原理：
通過(guò)測(cè)量一定量的酸堿稀溶液在反應(yīng)前后溫度的變化，計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，由此求得中和熱。
3．?dāng)?shù)據(jù)處理：
(1)計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量Q。
①為了簡(jiǎn)便計(jì)算，可以近似認(rèn)為實(shí)驗(yàn)所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計(jì)的比熱容。
實(shí)驗(yàn)所用50 mL 0.5 ml·L－1鹽酸和50 mL 0.55 ml·L－1氫氧化鈉溶液的質(zhì)量均為50 g，混合后溶液總質(zhì)量為100 g。混合溶液的比熱容c＝4.18 J/(g·℃)。
②取鹽酸溫度和氫氧化鈉溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度(t1)，混合后，取反應(yīng)體系的最高溫度記為反應(yīng)后的溫度(t2)，計(jì)算溫度差(t2－t1)，取三次測(cè)量所得溫度差的平均值Δt作為計(jì)算依據(jù)。
③將數(shù)據(jù)代入Q＝cmΔt進(jìn)行計(jì)算。
(2)計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水的物質(zhì)的量。50 mL 0.5 ml·L－1鹽酸和50 mL 0.55 ml·L－1氫氧化鈉溶液混合后發(fā)生反應(yīng)，堿過(guò)量，依據(jù)酸的物質(zhì)的量可求算n(H2O)＝0.025 ml。
(3)利用已知數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱。
ΔH＝－ eq \f(cmΔt×10－3,n（H2O）) kJ·ml－1
4．中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，提高測(cè)定反應(yīng)熱準(zhǔn)確度的措施：
【特別提醒】
(1)實(shí)驗(yàn)中改變酸堿的用量時(shí)，反應(yīng)放出的熱量發(fā)生改變，誤認(rèn)為中和熱也發(fā)生改變，因?yàn)橹泻蜔崾撬釅A發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ml H2O的反應(yīng)熱，故中和熱與酸堿用量無(wú)關(guān)。
(2)誤認(rèn)為中和熱的數(shù)值(57.3 kJ·ml－1)是針對(duì)所有酸堿反應(yīng)，57.3 kJ·ml－1是稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽和水時(shí)的反應(yīng)熱，濃酸或濃堿溶于水時(shí)也要放熱，中和熱數(shù)值會(huì)大于57.3 kJ·ml－1，而弱酸或弱堿參與的中和反應(yīng)，因弱酸或弱堿電離時(shí)要吸收熱量，則中和熱數(shù)值小于57.3 kJ·ml－1。
考點(diǎn)2 反應(yīng)熱與焓變
1．內(nèi)能（U）和焓變（ΔH）
(1)內(nèi)能（U）：體系內(nèi)物質(zhì)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（H）：與內(nèi)能有關(guān)的物理量。
2．反應(yīng)熱與焓變
(1)反應(yīng)熱與焓變：
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。
(2)符號(hào)：ΔH 單位：kJ·ml－1。
3．焓變與吸、放熱反應(yīng)
(1)放熱反應(yīng)：當(dāng)反應(yīng)體系放熱時(shí)焓減小，體系的能量降低，ΔH0或ΔH為正值。
【特別提醒】
(1)掌握反應(yīng)熱和焓變的概念
①化學(xué)反應(yīng)中吸收或釋放的熱簡(jiǎn)稱為反應(yīng)熱，燃料燃燒放出的熱和中和反應(yīng)放出的熱都屬于反應(yīng)熱。
②焓變：焓的數(shù)值變化稱為焓變，ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。
(2)理解焓變和反應(yīng)熱的關(guān)系
等壓條件下，在體系僅做體積功，不做其他功的變化過(guò)程中，化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)熱，即Qp＝ΔH。
考點(diǎn)3 放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
1．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
(1)從物質(zhì)能量的角度認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
(2)從化學(xué)鍵的斷裂和生成的角度分析
化學(xué)反應(yīng)是舊鍵斷裂，新鍵生成的反應(yīng)，兩者吸收和釋放能量的差異表現(xiàn)為反應(yīng)能量的變化。化學(xué)鍵的斷裂和形成時(shí)吸收和放出的能量差別是化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化的本質(zhì)原因。
2．常見(jiàn)的放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)
(1)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①所有的燃燒反應(yīng)，如：木炭、CH4等在空氣或氧氣中的燃燒，鈉、H2在氯氣中燃燒，鎂條在CO2中燃燒
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②所有的酸堿中和反應(yīng)，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③大多數(shù)的化合反應(yīng)，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2 H2＋F2===2HF
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④鋁熱反應(yīng)，如：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤活潑金屬與水、與酸的反應(yīng)，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑ Mg＋2H+===Mg2++H2↑
= 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥生成沉淀的反應(yīng)
(2)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①大多數(shù)分解反應(yīng)，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑ CaCO3CaO＋CO2↑
②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)
③C和CO2發(fā)生的化合反應(yīng)及C和H2O(g)的反應(yīng)
④以碳、CO、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng)：如：H2＋CuOH2O＋Cu C＋H2O(g)CO＋H2
【特別提醒】
(1)從宏觀角度，ΔH為反應(yīng)物總能量和生成物總能量的差值，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，ΔH0。
(2)從微觀角度，ΔH為反應(yīng)物斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的總能量與生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量的差值，ΔH＝E(反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量)－E(生成物成鍵放出的總能量)。
(3)能量越低越穩(wěn)定，物質(zhì)中的化學(xué)鍵斷裂形成原子，要吸收能量，能量升高；原子結(jié)合成新物質(zhì)，形成新的化學(xué)鍵，要放出能量，能量降低。
考點(diǎn)4 熱化學(xué)方程式
1．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)意義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，還說(shuō)明了物質(zhì)的“物質(zhì)的量”與“能量”之間的數(shù)量關(guān)系。
示例：H2(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1表示的意義是在25 ℃、101 kPa下，1 ml氣態(tài)H2與0.5 ml氣態(tài)O2反應(yīng)生成1 ml液態(tài)H2O時(shí)，放出的熱量是285.8 kJ。
2．書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
(1)標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的溫度、壓強(qiáng)和聚集狀態(tài)。若不標(biāo)明溫度和壓強(qiáng)，則表示在25℃，101kPa條件時(shí)的反應(yīng)熱。
(2)標(biāo)注反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和溶液態(tài)分別用s、l、g和aq表示。
(3)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量，可以用整數(shù)和分?jǐn)?shù)表示。
(4)同一化學(xué)反應(yīng)，物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，反應(yīng)的ΔH 也不同。
(5)在熱化學(xué)方程式的右邊注明ΔH的正負(fù)號(hào)(正號(hào)常省略)、數(shù)值和單位。
(6)若一個(gè)反應(yīng)的焓變?chǔ) =akJ·ml-1，則其逆反應(yīng)的焓變?chǔ) =—akJ·ml-1。
3．根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算ΔH
根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義，焓變（ΔH）必須與化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)。
如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，可以得出：
2H2O(l) =2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.6 kJ·ml－1
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1
計(jì)算化學(xué)反應(yīng)焓變時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：
①化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng)。
②在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。
【特別提醒】熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)中的常見(jiàn)錯(cuò)誤
(1)物質(zhì)的狀態(tài)標(biāo)注錯(cuò)誤或漏寫(xiě)，物質(zhì)的狀態(tài)不同，ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、負(fù)及單位書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤，放熱反應(yīng)的ΔH為“－”，吸熱反應(yīng)的ΔH為“＋”。
(3)ΔH與熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)不對(duì)應(yīng)，相同的反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，ΔH不同。
考點(diǎn)5 燃燒熱
1．燃燒熱
(1)概念：在25 ℃、101 kPa時(shí)，1 ml純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。單位是kJ·ml－1
(2)完全燃燒生成產(chǎn)物：
是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)橹付óa(chǎn)物，即完全燃燒時(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)
(3)意義：甲烷的燃燒熱為ΔH＝－890.3 kJ·ml－1，它表示25 ℃、101kPa時(shí)，1 ml CH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)H2O時(shí)放出890.3 kJ的熱量。
(4)文字?jǐn)⑹鋈紵裏幔?br>用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃燒熱為890.3 kJ·ml－1或 ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
2．表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)
在書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1 ml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)。
例如：C8H18的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C8H18(l)＋ eq \f(25,2) O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1。不能是2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ·ml－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。
考點(diǎn)6 蓋斯定律
1．蓋斯定律
(1)實(shí)驗(yàn)證明，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。換句話說(shuō)，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)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。
例：下圖表示的反應(yīng)熱。
ΔH＝ΔH1+ΔH2＝ΔH3+ΔH4+ΔH5
(2)蓋斯定律的意義
應(yīng)用蓋斯定律可以間接計(jì)算出反應(yīng)很慢的或不容易直接發(fā)生的或者伴有副反應(yīng)的反應(yīng)的反應(yīng)熱。
2．應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算ΔH的方法
(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：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(2)加合法
依據(jù)目標(biāo)方程式中各物質(zhì)的位置和化學(xué)計(jì)量數(shù)，調(diào)整已知方程式，最終加合成目標(biāo)方程式，ΔH同時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整和運(yùn)算。
【特別提醒】
利用蓋斯定律時(shí)注意以下三點(diǎn)：
?1?依據(jù)目標(biāo)方程式中只在已知方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)調(diào)整已知方程式方向和化學(xué)計(jì)量數(shù)。
?2?每個(gè)已知方程式只能調(diào)整一次。
?3?ΔH與化學(xué)方程式一一對(duì)應(yīng)調(diào)整和運(yùn)算。
強(qiáng)化點(diǎn)一熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和判斷
1．書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
2．根據(jù)已知信息書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的方法思路
(1)根據(jù)題目給出的信息，確定反應(yīng)物和生成物，寫(xiě)出化學(xué)方程式，并標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)。
(2)根據(jù)題中一定量反應(yīng)物(或生成物)反應(yīng)(或生成)時(shí)對(duì)應(yīng)的熱量變化，求出
1 ml反應(yīng)物(或生成物)反應(yīng)(或生成)時(shí)對(duì)應(yīng)的熱量變化，標(biāo)明該反應(yīng)的ΔH。
(3)注意特殊要求。如表示中和熱的熱化學(xué)方程式中生成物H2O(l)的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須是1。
【典例1】根據(jù)信息書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式
(1)在25 ℃、101 kPa下，一定質(zhì)量的無(wú)水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量Q kJ，其燃燒生成的CO2用過(guò)量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。
(2)在一定條件下，將1 ml N2和3 ml H2充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)生成氨氣，達(dá)到平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為25%，放出Q kJ的熱量，寫(xiě)出N2與H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________________。
(3)化學(xué)反應(yīng)N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示
試寫(xiě)出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式：________________________________。
(4)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和氫氣，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________________________________________________。
【答案】(1)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·ml－1
(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－4Q kJ·ml－1
(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·ml－1
(4)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g) ΔH＝－216 kJ·ml－1
【解析】(1)根據(jù)碳原子守恒有C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，則乙醇為0.5 ml，據(jù)此可寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)1 ml N2完全反應(yīng)放出的熱量為 eq \f(Q,1×25%) kJ＝4Q kJ，故N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－4Q kJ·ml－1。(3)根據(jù)箭頭的指向可知a、b、c均為正值。(4)消耗1 ml NaBH4(s)放熱( eq \f(21.6,3.8) ×38) kJ＝216 kJ。
強(qiáng)化點(diǎn)二蓋斯定律及其應(yīng)用
利用蓋斯定律進(jìn)行問(wèn)題分析時(shí)，常用加合法和虛擬途徑法。
(1)加合法
將所給熱化學(xué)方程式適當(dāng)加減得到所求的熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也作相應(yīng)的變化。
舉例：已知：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-483.6 kJ·ml-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44.0 kJ·ml-1
寫(xiě)出H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)=H2O(l)的熱化學(xué)方程式
根據(jù)蓋斯定律：將①×1/2 +②便得出
ΔH=ΔH1×eq \f(1,2)+ΔH2=(-483.6kJ·ml-1)×eq \f(1,2)+(-44.0kJ·ml-1)=-285.8kJ·ml-1
所求熱化學(xué)方程式為：H2(g)+ eq \f(1,2)O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1
(2)虛擬途徑法
先根據(jù)題意虛擬轉(zhuǎn)化過(guò)程，然后根據(jù)蓋斯定律列式求解，即可求得待求的反應(yīng)熱。
舉例：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。
則有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
應(yīng)用加合法計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)應(yīng)注意：
①熱化學(xué)方程式如果相加(或相減)，則反應(yīng)熱就相應(yīng)地相加(或相減)。
②反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比：化學(xué)計(jì)量數(shù)乘以(或除以)某個(gè)數(shù)，則反應(yīng)熱就相應(yīng)地乘以(或除以)這個(gè)數(shù)。
③可逆反應(yīng)中，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱；正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。
【典例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)程如下：
反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJ·ml－1
反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－297 kJ·ml－1
反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：__________________________________。
【答案】3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·ml－1
【解析】由于反應(yīng)Ⅱ是二氧化硫的歧化反應(yīng)，且由題意可知其氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物分別為H2SO4和S，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為3SO2＋2H2O eq \(=====,\s\up7(催化劑)) 2H2SO4＋S↓。根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅲ的熱化學(xué)方程式相加得2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝
＋254 kJ·ml－1，所以反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)＋2H2O(g)=== 2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·ml－1。
【典例3】(1)用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。
① eq \f(1,4) CaSO4(s)＋CO(g) eq \f(1,4) CaS(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.3 kJ·ml－1
②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5 kJ·ml－1
③CO(g) eq \f(1,2) C(s)＋ eq \f(1,2) CO2(g) ΔH3＝－86.2 kJ·ml－1
反應(yīng)2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝___________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)已知：
甲醇脫水反應(yīng) 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·ml－1
甲醇制烯烴反應(yīng) 2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·ml－1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·ml－1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝_______ kJ·ml－1。
【答案】(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3 (2)－45.5
【解析】(1)利用蓋斯定律可以計(jì)算出所給反應(yīng)的焓變，要學(xué)會(huì)利用所給方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)物、中間產(chǎn)物的關(guān)系進(jìn)行解答。根據(jù)蓋斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。
(2)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·ml－1 ①
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·ml－1 ②
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·ml－1 ③
根據(jù)蓋斯定律，由①－②－③得C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5 kJ·ml－1。
強(qiáng)化點(diǎn)三反應(yīng)熱的計(jì)算方法
1．根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算
熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
則eq \f(n?A?,a)＝eq \f(n?B?,b)＝eq \f(n?C?,c)＝eq \f(n?D?,d)＝eq \f(Q,|ΔH|)。
2．根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計(jì)算
ΔH＝E(反應(yīng)物的鍵能總和)－E(生成物的鍵能總和)。
3．根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃燒熱)。
4．根據(jù)圖像計(jì)算
5．根據(jù)蓋斯定律計(jì)算
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)方程式及其ΔH。
【典例4】(1)霧霾的主要成分之一是來(lái)自汽車尾氣的氮氧化物，研究表明CH4可以消除汽車尾氣中氮氧化物的污染。
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－889.6 kJ·ml－1
②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.2 kJ·ml－1
③2NO2(g)===N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·ml－1
寫(xiě)出甲烷氣體催化還原N2O4氣體生成穩(wěn)定的單質(zhì)氣體、二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：_______________________________________________。
(2)據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，我國(guó)沒(méi)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)從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。如表所列數(shù)據(jù)為常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵能(CO中的化學(xué)鍵可表示為CO)：
則該反應(yīng)的ΔH＝____________ kJ·ml－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＝－196.6 kJ·ml－1
①寫(xiě)出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：__________________________________________。
②ΔH2＝_______ kJ·ml－1。
【答案】(1)CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－899.9 kJ·ml－1
(2)－128.8 (3)①S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297 kJ·ml－1 ②－78.64
【解析】(1)甲烷還原N2O4生成的穩(wěn)定的單質(zhì)氣體是N2，根據(jù)蓋斯定律，①－②－③得：CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－899.9 kJ·
ml－1。(2)ΔH＝1 032 kJ·ml－1＋2×436 kJ·ml－1－3×414 kJ·ml－1－326.8 kJ·ml－1－464 kJ·ml－1＝－128.8 kJ·ml－1。(3)①由圖可知1 ml S(s)完全燃燒放出的熱量為297 kJ，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＝－297 kJ·ml－1。
②由圖可知，參加反應(yīng)的n(SO2)＝1 ml－0.2 ml＝0.8 ml，根據(jù)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·ml－1，ΔH2＝0.8× eq \f(1,2) ×(－196.6 kJ·ml－1)＝
－78.64 kJ·ml－1。
【典例5】化學(xué)鍵的鍵能是原子間形成1 ml 化學(xué)鍵(或其逆過(guò)程)時(shí)釋放(或吸收)的能量。以下是部分共價(jià)鍵鍵能的數(shù)據(jù)：
H—S：364 kJ·ml－1，S—S：266 kJ·ml－1，S—O：522 kJ·ml－1，H—O：464 kJ·ml－1。
(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算下面反應(yīng)的反應(yīng)熱：
2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q kJ·ml－1，反應(yīng)產(chǎn)物中的S實(shí)為S8，實(shí)際分子是一個(gè)8元環(huán)狀分子(即)，則Q＝_________。
(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將a L H2S與b L SO2混合進(jìn)行上述反應(yīng)，當(dāng)a＞2b時(shí)，反應(yīng)熱ΔH為_(kāi)______kJ·ml－1；當(dāng)a＜2b時(shí)，反應(yīng)熱ΔH為_(kāi)________kJ·ml－1。
(3)又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·ml－1，試寫(xiě)出H2S和SO2反應(yīng)生成H2O(g)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________。
【答案】(1)154 (2)－ eq \f(154b,22.4) － eq \f(154a,44.8)
(3)2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－66 kJ·ml－1
【解析】(1)反應(yīng)可以改成：2H2S(g)＋SO2(g)=== eq \f(3,8) S8(s)＋2H2O(l)，根據(jù)公式：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝4×364 kJ·ml－1＋2×522 kJ·ml－1－3×266 kJ·ml－1－4×464 kJ·ml－1＝－154 kJ·ml－1。(2)當(dāng)a＞2b時(shí)，H2S過(guò)量應(yīng)依據(jù)SO2的量計(jì)算，當(dāng)a＜2b時(shí)，SO2過(guò)量應(yīng)依據(jù)H2S的量計(jì)算。(3)1 ml液態(tài)水變成氣態(tài)水需吸熱44 kJ，2 ml液態(tài)水變成氣態(tài)水時(shí)則吸熱88 kJ。則由第(1)問(wèn)可知生成H2O(g)時(shí)共放熱(154－88) kJ＝66 kJ。
強(qiáng)化點(diǎn)四 ΔH的大小比較
1．基本規(guī)律
(1)能量守恒定律：在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，遵循能量守恒定律。
若該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的能量；若該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量+吸收的能量=生成物的總能量；
(2)能量大小與物質(zhì)的聚集狀態(tài)的關(guān)系
物質(zhì)的量相同時(shí)，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)能量關(guān)系是：氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)。
2．比較方法
(1)比較反應(yīng)熱(ΔH)時(shí)，要帶上“+”、“－”號(hào)比較，不能只比較數(shù)值。
對(duì)于放熱反應(yīng)(ΔH0)， ΔH的數(shù)值越大，吸收的熱量越多。
?2?先畫(huà)出物質(zhì)的能量?E?的草圖，比較熱量的大小，再根據(jù)吸、放熱加上“＋”“－”進(jìn)行比較。
?3?可逆反應(yīng)的ΔH為完全反應(yīng)時(shí)的值，因不能完全反應(yīng)，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。
(5)同一反應(yīng)，生成物的狀態(tài)不同時(shí)：
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3
【答案】A
【解析】假設(shè)已知三個(gè)方程式分別為①、②、③，則①、②相比可知①為H2S完全燃燒的熱化學(xué)方程式，故放出熱量比②多，即Q1>Q2；②、③相比H2O的狀態(tài)不同，因?yàn)榈攘康乃?，H2O(l)比H2O(g)能量低，故放出熱量Q2>Q3，則有Q1>Q2>Q3。
12．Ⅰ.已知下列熱化學(xué)方程式：① kJ/ml
② kJ/ml
③ kJ/ml
④ kJ/ml
回答下列問(wèn)題：
(1)C燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 (填序號(hào))；
(2)燃燒1 g生成氣態(tài)水，放出的熱量為。
Ⅱ.中和熱是一類重要的反應(yīng)熱，也是化學(xué)研究的重要課題。已知強(qiáng)酸稀溶液與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 kJ/ml。
(3)下列各組試劑混合發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為的是 (填序號(hào))。
A．鹽酸與氫氧化鈉溶液
B．稀硫酸與氫氧化鋇溶液
C．醋酸與氫氧化鈉固體
D．硫酸氫鈉溶液與氫氧化鈉溶液
E．氫氧化鎂溶于稀鹽酸
(4)若稀硫酸與氫氧化鈉固體反應(yīng)生成1ml，則反應(yīng)放出的熱量 (填“大于”“等于”或“小于”)57.3kJ。
Ⅲ.如圖所示，某反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程分別為a、b。
(5)據(jù)圖可判斷出反應(yīng)物的總鍵能 (填“>”“

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