第20講蓋斯定律及反應(yīng)熱的計(jì)算1.利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱(1)蓋斯定律的內(nèi)容不論化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(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)的途徑無(wú)關(guān)。(2)特點(diǎn)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)。反應(yīng)熱總值一定，如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則HH1H2H3H4H5。(3)蓋斯定律的意義蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可通過(guò)間接的方法測(cè)定。如：C(s)O2(g)=CO(g)反應(yīng)的H無(wú)法直接測(cè)得，但下列兩個(gè)反應(yīng)的H可以直接測(cè)得：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1則在此溫度下C(s)O2(g)=CO(g)反應(yīng)的HH1H2110.5_kJmol1。2依據(jù)鍵能計(jì)算H的方法(1)計(jì)算公式：H反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和。(2)根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是正確找出反應(yīng)物和生成物所含共價(jià)鍵的數(shù)目。如：1 mol NH3中含有3 mol NH鍵。1判斷正誤，正確的畫(huà)“”，錯(cuò)誤的畫(huà)“”，并指明錯(cuò)因。(1)C(石墨，s)=C(金剛石，s)H0，說(shuō)明石墨比金剛石穩(wěn)定。()錯(cuò)因：_(2)已知：500 、30 MPa下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1；將1.5 mol H2和過(guò)量的N2在此條件下充分反應(yīng)，放出熱量46.2 kJ。()錯(cuò)因：此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行完全，1.5_mol_H2不能完全轉(zhuǎn)化為NH3，放出的熱量小于46.2_kJ。(3)2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的焓變H0。()錯(cuò)因：_(4)已知相同條件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1，反應(yīng)2SO2(s)O2(g)2SO3(g)H2，則H1H2。()錯(cuò)因：H越小，放出的熱量越多，固態(tài)SO2轉(zhuǎn)化為SO3(g)時(shí)放出的熱量應(yīng)小于氣態(tài)SO2轉(zhuǎn)化為SO3(g)，即H1H2。(5)H2(g)O2(g)=H2O(l)H1和2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2中的H1H2。()錯(cuò)因：H的數(shù)值與方程式中的分子式前面的系數(shù)成正比，即H22H1。(6)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1和H2O(g)=H2(g)O2(g)H2中的H1H2。()錯(cuò)因：_2教材改編題(據(jù)人教選修四P14 T6)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。已知25 、101 kPa時(shí)：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1648 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1480 kJmol1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是_。答案4FeCO3(s)O2(g)=2Fe2O3(s)4CO2(g)H260 kJmol1考點(diǎn)蓋斯定律及應(yīng)用典例1(2018河南安鶴新開(kāi)四校聯(lián)考)工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：已知：4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1745.2 kJmol1；6NO(g)4NH3(g)5N2(g)6H2O(g)H1925.2 kJmol1；則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為_(kāi)。解析將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式從上到下依次標(biāo)記為和，根據(jù)蓋斯定律由54得：4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1025.2 kJmol1。答案4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1025.2 kJmol1名師精講利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的一般步驟1在298 K、101 kPa時(shí)，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3則H3與H1和H2間的關(guān)系正確的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2答案A解析根據(jù)蓋斯定律，由2可以得到，故H12H2H3，A項(xiàng)正確。2(2018河南安鶴新開(kāi)四校聯(lián)考)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出廢舊印刷電路板上的銅。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中，Cu與H2O2反應(yīng)生成Cu2(aq)和H2O(l)的反應(yīng)熱H等于()A417.91 kJmol1 B319.68 kJmol1C546.69 kJmol1 D448.46 kJmol1答案B解析將已知反應(yīng)從上到下依次標(biāo)記為、，則得：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1。考點(diǎn)根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱典例2已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH、O=O和OH鍵的鍵能分別為436 kJmol1、496 kJmol1和462 kJmol1，則a為()A332 B118 C350 D130解析根據(jù)蓋斯定律，由題給的兩個(gè)熱化學(xué)方程式可得：2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H(2a220) kJmol1，則有：4462 kJmol12436 kJmol1496 kJmol1(2a220) kJmol1，解得a130，故選項(xiàng)D正確。答案D名師精講熟悉常見(jiàn)物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目3(2018邯鄲期末)已知化學(xué)鍵CHCFHFFF鍵能/(kJmol1)414489565158CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)Ha kJmol1。則a等于()A1928 B1928 C1838 D1838答案A解析由表格數(shù)據(jù)及反應(yīng)可知，H414 kJmol14158 kJmol14489 kJmol14565 kJmol14a kJmol1，解得a1928，故選A。4(2015全國(guó)卷節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列問(wèn)題：(1)已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：由此計(jì)算H1_kJmol1；已知H258 kJmol1，則H3_kJmol1。答案(1)9941解析(1)反應(yīng)中，生成1 mol CH3OH時(shí)需要形成3 mol CH鍵、1 mol CO鍵和1 mol OH鍵，則放出的熱量為：(4133343465) kJ2047 kJ，需要斷開(kāi)1 mol CO鍵和2 mol HH鍵，吸收的熱量為：(10764362) kJ1948 kJ，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H1(19482047) kJmol199 kJmol1；根據(jù)蓋斯定律，H3H2H1(5899) kJmol141 kJmol1。考點(diǎn)反應(yīng)熱大小的比較典例3(2018湖南長(zhǎng)沙模擬)已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列關(guān)系式中正確的是()Aacd0C2ab0解析氫氣燃燒為放熱反應(yīng)，H0，氣態(tài)水液化放出熱量，故生成液態(tài)水放出的熱量多，但H小，故ca0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，db0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量，化學(xué)計(jì)量數(shù)增大一倍，H為原來(lái)的2倍，故2ab0，C項(xiàng)正確；同理，2cd0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C名師精講比較反應(yīng)熱大小的注意要點(diǎn)(1)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱關(guān)系：(2)H的符號(hào)：比較反應(yīng)熱大小時(shí)不要只比較H數(shù)值的大小，還要考慮其符號(hào)。(3)化學(xué)計(jì)量數(shù)：當(dāng)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時(shí)，化學(xué)計(jì)量數(shù)越大，放熱反應(yīng)的H越小，吸熱反應(yīng)的H越大。(4)根據(jù)反應(yīng)物的本性比較等物質(zhì)的量的不同物質(zhì)與同一種物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，性質(zhì)不同其反應(yīng)熱不同，一般情況，等物質(zhì)的量的不同金屬或非金屬與同一物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，金屬或非金屬越活潑，反應(yīng)就越容易，放出的熱量就越多，H越小。如：2K(s)2H2O(l)=2KOH(aq)H2(g)H12Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)H2H1H2H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H3H2(g)Br2(g)=2HBr(g)H4H3H2(6)對(duì)于可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，則反應(yīng)放出的熱量就越多，若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)程度越大，則反應(yīng)吸收的熱量就越多。(7)正確理解可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)，如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1中的92.4 kJ是1 mol N2(g)與3 mol H2(g)完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g)時(shí)放出的熱量。5下列各組變化中，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱前者小于后者的一組是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1；CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2；CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1；CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2。A B C D答案B解析中H1和H2均小于零，由于H2O(l)=H2O(g)吸收能量，故|H1|H2|，因此H1H2。中H12H2，又H1、H2均小于零，所以H10，H2H2。故選B。6室溫下，將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為H1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為H2；CuSO45H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO45H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，熱效應(yīng)為H3。則下列判斷正確的是()AH2H3 BH1H3CH1H3H2