2019届一轮复习鲁科版6-专项突破(十一)盖斯定律及其应用计算教案

2019届一轮复习鲁科版6-专项突破(十一)盖斯定律及其应用计算教案

‎(十一)盖斯定律及其应用计算 ‎(对应学生用书第114页)‎ ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．盖斯定律的内容和意义 ‎(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其焓变都是一样的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。体现了能量守恒定律。‎ ‎(2)意义：间接计算某些反应的反应热。‎ ‎2．应用计算 方程式 反应热间的关系 aAB、AB ΔH1＝aΔH2‎ AB ΔH1＝－ΔH2‎ ΔH＝ΔH1＋ΔH2‎ ‎＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5‎ ‎[典例导航]‎ ‎(2017·全国Ⅰ卷，节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ ‎ 【导学号：95160137】‎ 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________，‎ 制得等量H2所需能量较少的是________。‎ ‎[审题指导]　(1)找出待求热化学方程式 系统(Ⅰ)：H2O(l)===H2(g)＋O2(g)‎ 系统(Ⅱ)：H2S(g)===H2(g)＋S(s)‎ ‎(2)调整涉及的已知热化学方程式 系统(Ⅰ) 系统(Ⅱ) ‎(3)加和调整好的热化学方程式 ‎(4)求焓变ΔH ‎(5)检查 系统(Ⅰ)：①＋②＋③可得出H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3‎ 系统(Ⅱ)：②＋③＋④可得出H2S(g)===S(s)＋H2(g)　ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4‎ ‎【答案】　H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol－1　H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝＋20 kJ·mol－1　系统(Ⅱ)‎ ‎(1)根据系统(Ⅰ)可知H2的燃烧热ΔH为________，并写出表示H2燃烧热的热化学方程式：______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)两系统均要生成0.5 mol H2，系统(Ⅰ)与系统(Ⅱ)所需能量比为________。‎ ‎(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝________。‎ ‎【答案】　(1)－286 kJ·mol－1　H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1‎ ‎(2)14.3∶1‎ ‎(3)－572 kJ·mol－1‎ ‎[思维建模]　“五步”分析确定热化学方程式 ‎[高考命题点突破]‎ 命题点1　利用盖斯定律确定焓变ΔH或热化学方程式 ‎1．(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(　　)‎ ‎①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)‎ ‎ ΔH1＝a kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)‎ ‎ ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)‎ ‎ ΔH3＝c kJ·mol－1‎ ‎④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)‎ ‎ ΔH4＝d kJ·mol－1‎ A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一 C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1‎ D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋‎2c＋d ‎) kJ·mol－1‎ C　[A对：反应③的反应物是反应①、②的产物，所以反应①、②为反应③提供原料气。‎ B对：反应③是CO2与H2反应制取甲醇，是CO2资源化利用的方法之一。‎ C错：该反应产物H2O为气态时，ΔH＝ kJ·mol－1。‎ D对：根据盖斯定律，反应②×2＋③×2＋④可得反应 ‎2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋‎2c＋d) kJ·mol－1。]‎ ‎2．(1)(2017·全国Ⅱ卷，节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： 【导学号：95160138】‎ ‎①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　　ΔH1‎ 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)‎ ΔH2＝－119 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)‎ ΔH3＝－242 kJ·mol－1‎ 反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。‎ ‎(2)(2017·全国Ⅲ卷，节选)已知：‎ As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2‎ ‎2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3‎ 则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝________。‎ ‎(3)(2016·全国Ⅱ卷，节选)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1‎ ‎②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2‎ ‎③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3‎ ‎④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　‎ ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1‎ 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝________。‎ ‎(4)(2016·全国Ⅲ卷，节选)已知下列反应：‎ SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1‎ ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2‎ CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3‎ 则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝_________________________________________________________。‎ ‎(5)(2014·全国Ⅰ卷，节选)已知：‎ 甲醇脱水反应 ‎2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1‎ 甲醇制烯烃反应 ‎2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1‎ 乙醇异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1‎ 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎【解析】　(1)由盖斯定律可知，①式＝②式－③式，即ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ/mol－(－242 kJ/mol)＝123 kJ/mol。‎ ‎(2)令：①As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2‎ ‎③2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3‎ 根据盖斯定律，将反应①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。‎ ‎(3)根据盖斯定律得④＝2×③－2×②－①，即ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。‎ ‎(4)将题给三个热化学方程式分别标号为①②③，根据盖斯定律，由①＋②－③得目标反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。‎ ‎(5)将已知的三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由①－②－③即得所求的热化学方程式，由此可得到ΔH＝－45.5 kJ·mol－1。‎ ‎【答案】　(1)＋123(或123)　(2)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3‎ ‎(3)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1‎ ‎(4)ΔH1＋ΔH2－ΔH3‎ ‎(5)－45.5‎ ‎3．(1)已知‎25 ℃‎，101 kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH＝－1 648 kJ·mol－1‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1‎ ‎2Fe(s)＋‎2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)‎ ΔH＝－1 480 kJ·mol－1‎ FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　‎ ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　‎ ΔH＝－192.9 kJ·mol－1‎ 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1‎ 则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为_______________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)将所给热化学方程式标号：‎ ‎4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH＝－1 648 kJ·mol－1　①‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1　②‎ ‎2Fe(s)＋‎2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)‎ ΔH＝－1 480 kJ·mol－1　③‎ 根据盖斯定律：③×(－2)＋①＋②×4可得：‎ ‎4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝－260 kJ·mol－1。‎ ‎(2)根据盖斯定律，由3×②－①×2＋③×2得：CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝3×(－192.9 kJ·mol－1)－2×49.0 kJ·mol－1＋(－44 kJ·mol－1)×‎ ‎2＝－764 kJ·mol－1。‎ ‎【答案】　(1)4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH＝－260 kJ·mol－1‎ ‎(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　‎ ΔH＝－764.7 kJ·mol－1‎ 命题点2　利用盖斯定律比较ΔH的大小 ‎4．(2014·全国Ⅱ卷)室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol 的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O 受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)△,CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：95160139】‎ A．ΔH2>ΔH3　　　　　　　 B．ΔH1<ΔH3‎ C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3‎ B　[“虚拟”路径法。‎ 根据盖斯定律：ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，‎ 由于ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0，‎ 所以ΔH1<ΔH3。]‎ ‎5．已知：①2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH1‎ ‎②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2‎ ‎③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3‎ ‎④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4‎ ‎⑤CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ ‎ 【导学号：95160140】‎ A．ΔH1>0，ΔH2<0‎ B．ΔH3>ΔH4‎ C．ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH5‎ D．2ΔH5＋ΔH1<0‎ D　[因①②③④反应均为燃烧反应，故ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4均小于0，根据盖斯定律，2ΔH5＋ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3<0。]‎ ‎[方法技巧]　利用物质状态迅速比较反应热大小的方法 (1)若反应为放热反应，当反应物状态相同、反应产物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。 ‎ (2)若反应为放热反应，当反应物状态不同、反应产物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。‎ (3)在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。‎ (4)同一物质，状态不同，反应热也不同。‎ 如 (5)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。‎