資源簡介

(共41張PPT)
主觀題突破
1.熱化學方程式的書寫與焓變的計算
核心精講
01
1.焓變的計算
(1)根據(相對)能量計算
ΔH＝H總(生成物)－H總(反應物)
(2)根據鍵能計算
ΔH＝∑E(反應物鍵能)－∑E(生成物鍵能)
(3)根據活化能計算
ΔH＝E(正反應的活化能)－E(逆反應的活化能)
2.熱化學方程式書寫易出現的錯誤
(1)未標明反應物或生成物的狀態而造成錯誤。
(2)反應熱的符號使用不正確，即吸熱反應未標出“＋”號，放熱反應未標出“－”號，從而導致錯誤。
(3)漏寫ΔH的單位，或者將ΔH的單位寫為kJ，從而造成錯誤。
(4)反應熱的數值與方程式的計量數不對應而造成錯誤。
(5)對燃燒熱的概念理解不到位，忽略其標準是1 mol可燃物而造成錯誤。
(6)對中和反應反應熱理解不準確。
①強酸與強堿中和反應的反應熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若用弱酸代替強酸(或用弱堿代替強堿)，因電離吸熱，放出的熱量減少。
②若用濃硫酸(或NaOH固體)作反應物，放出熱量增多。
③若是稀硫酸和Ba(OH)2反應，生成1 mol H2O(l)時所釋放的熱量會比57.3 kJ多，原因是H＋與OH－結合成1 mol H2O(l)的同時，Ba2＋和 結合成BaSO4沉淀也會放熱。
提醒　對于具有同素異形體的物質，除了要注明聚集狀態之外，還要注明物質的名稱。
如：①S(單斜，s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(單斜，s)===S(正交，s)　ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
3.蓋斯定律
(1)ΔH與蓋斯定律
利用蓋斯定律求熱化學方程式中的焓變ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(2)蓋斯定律的答題模板——疊加法
步驟1　“倒”
為了將方程式相加得到目標方程式，可將部分方程式顛倒過來，反應熱的數值不變，但符號相反。這樣就不用再做減法運算了，實踐證明，方程式相減時往往容易出錯。
步驟2　“乘”
為了將方程式相加得到目標方程式，可將方程式乘以某個倍數，反應熱也要乘以相應倍數。
步驟3　“加”
上面的兩個步驟做好了，只要將方程式相加即可得目標方程式，反應熱也要相加。
真題演練
02
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1.[2023·新課標卷，29(1)]根據圖示數據計算反應 N2(g)＋ H2(g)===
NH3(g)的ΔH＝__________ kJ·mol－1。
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－45
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2.[2021·湖南，16(1)]氨氣中氫含量高，是一種優良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。
方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣
相關化學鍵的鍵能數據
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在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。
反應2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝_______ kJ·mol－1。
＋90.8
化學鍵 N≡N H—H N—H
鍵能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
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根據反應熱＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·
mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。
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化學鍵 N≡N H—H N—H
鍵能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
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3.[2023·湖南，16(1)]已知下列反應的熱化學方程式：
①C6H5C2H5(g)＋ O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1
②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·
mol－1
③H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
計算反應④C6H5C2H5(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝______kJ·
mol－1。
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＋118
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根據蓋斯定律，將①－②－③可得C6H5C2H5(g) C6H5CH===
CH2(g)＋H2(g)ΔH4＝－4 386.9 kJ·mol－1－(－4 263.1 kJ·mol－1)－
(－241.8 kJ·mol－1)＝＋118 kJ·mol－1。
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4.[2023·北京，16(2)]二十世紀初，工業上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應分兩步：
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
結合反應過程中能量變化示意圖，下列說法
正確的是______(填序號)。
a.活化能：反應ⅰ<反應ⅱ
b.ⅰ為放熱反應，ⅱ為吸熱反應
c.CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1－E4
ab
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反應ⅰ的活化能是E1，反應ⅱ的活化能是E3，E1從圖中反應物和生成物能量的相對大小可看出反應ⅰ為放熱反應，反應ⅱ為吸熱反應，b項正確；
總反應的ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c項錯誤。
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5.[2022·河北，16(1)]298 K時，1 g H2燃燒生成H2O(g)放熱121 kJ，1 mol
H2O(l)蒸發吸熱44 kJ，表示H2燃燒熱的熱化學方程式為_______________
_______________________________。
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===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1
298 K時，1 g H2燃燒生成H2O(g)放熱121 kJ，1 mol H2O(l)蒸發吸熱44 kJ，則1 mol H2燃燒生成1 mol H2O(l)放熱286 kJ，表示H2燃燒熱
的熱化學方程式為H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1。
考向預測
03
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1.目前Haber-Bosch法是工業合成氨的主要方式，其生產條件需要高溫高壓。為了有效降低能耗，過渡金屬催化還原氮氣合成氨被認為是具有巨大前景的替代方法。催化過程一般有吸附—解離—反應—脫附等過程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應路徑的勢能面圖(部分數據略)，其中“*”表示被催化劑吸附。
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氨氣的脫附是________(填“吸熱”或“放熱”)過程，合成氨的熱化學方程式為____________________________________________。
吸熱
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1
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2.CO2經過催化氫化合成低碳烯烴。其合成乙烯的反應為2CO2(g)＋6H2(g)
CH2==CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。幾種物質的能量(在標準狀況下規定單質的能量為0，測得其他物質在生成時所放出或吸收的熱量)如下表所示：
則ΔH＝_______________。
物質 H2(g) CO2(g) CH2==CH2(g) H2O(g)
能量/ (kJ·mol－1) 0 －394 52 －242
－128 kJ·mol－1
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反應焓變＝生成物總能量－反應物總能量，則該反應的焓變為52 kJ·
mol－1＋(－242 kJ·mol－1)×4－(－394 kJ·mol－1)×2－0＝－128 kJ·
mol－1。
物質 H2(g) CO2(g) CH2==CH2(g) H2O(g)
能量/ (kJ·mol－1) 0 －394 52 －242
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3.氫氣是主要的工業原料，也是最重要的工業氣體和特種氣體，可用作合成氨、合成甲醇的原料。相關化學鍵的鍵能數據如表所示。
化學鍵 H—H C—O C—H H—O C==O N—H N≡N
E/(kJ·mol－1) 436 351 412 462 745 391 946
(1)H2可與CO2生成甲醇和水，其反應過程如下。
反應Ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；
反應Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g) 2CH3OH(g)。
由表中化學鍵鍵能數據可知，反應Ⅰ的ΔH＝_______ kJ·mol－1。
－350
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ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。反應Ⅰ的ΔH＝4E(C==O)＋6E(H—H)－6E(C—H)－2E(C—O)－6E(H—O)＝4×745 kJ·
mol－1＋6×436 kJ·mol－1－6×412 kJ·mol－1－2×351 kJ·mol－1－6×462 kJ·mol－1＝－350 kJ·mol－1。
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化學鍵 H—H C—O C—H H—O C==O N—H N≡N
E/(kJ·mol－1) 436 351 412 462 745 391 946
(2)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，則由表中化學鍵鍵能數據可知a＝_______。
－92
根據ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和可知，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)＝946 kJ·
mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，則a＝－92。
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4.釕及其化合物在合成工業上有廣泛用途，右
圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過程。
每生成92 g液態HCOOH放出62.4 kJ的熱量。
根據圖示寫出該反應的熱化學方程式：
______________________________________
_______________。
H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝
－31.2 kJ·mol－1
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根據整個流程圖可知，CO2(g)和H2(g)為反應物，生成物為HCOOH(l)，92 g
HCOOH的物質的量為 ＝2 mol，
所以生成1 mol HCOOH(l)放出31.2 kJ熱
量，熱化學方程式為H2(g)＋CO2(g)===
HCOOH(l)　ΔH＝－31.2 kJ·mol－1。
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5.在α-Fe(Ⅲ)鐵原子簇表面，以N2和H2為原料合成氨的反應機理如下：
①H2(g)===2H(g)　ΔH1
②N2(g)＋2H(g) 2(NH)(g)　ΔH2
③(NH)(g)＋H(g) (NH2)(g)　ΔH3
④(NH2)(g)＋H(g) NH3(g)　ΔH4
總反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH。則ΔH4＝_________________
________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
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－2ΔH3)
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6.實驗室可用KClO3分解制取O2，KClO3受熱分解的反應分兩步進行：
①4KClO3(s)===3KClO4(s)＋KCl(s)
②KClO4(s)===KCl(s)＋2O2(g)
已知：
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則反應4KClO3(s)===3KClO4(s)＋KCl(s)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
－144
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依據蓋斯定律將①＋③×3－②×4得到4KClO3(s)===3KClO4(s)＋KCl(s)的ΔH＝－144 kJ·mol－1。
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7.1 mol CH4(g)完全燃燒生成氣態水的能量變化和1 mol S(g)燃燒的能量變化如圖所示。在催化劑作用下，CH4(g)可以還原SO2(g)生成單質S(g)、H2O(g)和CO2(g)，寫出該反應的熱化學方程式：_____________________
___________________________________________。
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CH4(g)＋2SO2(g)===
2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ·mol－1
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根據圖像可知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝126 kJ·
mol－1－928 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1；
②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－577 kJ·mol－1；
根據蓋斯定律可知①－②×2可得CH4(g)＋2SO2(g)===2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ·mol－1。
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8.工業上利用甲酸的能量關系轉換圖如圖所示：
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反應CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
－31.4
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根據圖示可得如下熱化學方程式：①HCOOH(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋72.6 kJ·mol－1；
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由蓋斯定律可得，將③－①－②得到反應CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)的ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1－(＋72.6 kJ·mol－1)－
(－283.0 kJ·mol－1)＝－31.4 kJ·mol－1。
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9.硫碘循環分解水是一種高效、環保的制氫方法，其流程圖如下。
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已知：
反應Ⅰ：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋572 kJ·mol－1
反應Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋ O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1
反應Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
則反應SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝
_______________。
－213 kJ·mol－1
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10.如圖表示在CuO存在下HCl催化氧化的反應過程，則總反應的熱化學
方程式為____________________________________________________。
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2HCl(g)＋ O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
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本課結束

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