(浙江专用)2020版高考化学二轮复习专题八第2课时焓变、熵变及自发反应讲义(含解析)

ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。

(2)已知：25 ℃、101 kPa时，Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH＝－520 kJ/mol S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297 kJ/mol

Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－1 065 kJ/mol SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是

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(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应： 反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)ΔH1

反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)

NH4HCO3(aq) ΔH2

2NH4HCO3(aq) ΔH3 (NH4)2CO3(aq)

反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)

ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。

解析 (1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目标热化学方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。

(2)将给定的三个热化学方程式依次编为①②③，将三个方程式按照③－①－②处理后可得热化学方程式：MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ/mol。

(3)根据盖斯定律，由反应Ⅱ×2减反应Ⅰ可得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)

2NH4HCO3(aq)，则有ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。

答案 (1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3 (2)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ/mol (3)2ΔH2－ΔH1

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根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法 (1)计算步骤

(2)计算方法

备考策略

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考向二 利用键能计算ΔH

2.甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ①CO(g)＋2H2(g)②CO2(g)＋3H2(g)③CO2(g)＋H2(g)

CH3OH(g)ΔH1

CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2 CO(g)＋H2O(g)ΔH3

回答下列问题：已知反应①中的相关的化学键键能数据如表：

化学键 H—H 436 C—O 343 －1

CO H—O 465 －1

C—H 413 E/(kJ·mol－1) 1 076 由此计算ΔH1＝________ kJ·mol，已知ΔH2＝－58 kJ·mol，则ΔH3＝________ kJ·mol

－1

。

解析 反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据方程式CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)可知ΔH1＝1 076 kJ·mol＋2×436 kJ·mol－3×413 kJ·mol－

－1

－1

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－1

－1

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343 kJ·mol－465 kJ·mol＝－99 kJ·mol。根据盖斯定律可知②－①即可得到反应③，则ΔH3＝－58 kJ·mol＋99 kJ·mol＝＋41 kJ·mol。 答案 －99 ＋41

－1

－1

－1

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备考策略

利用键能计算反应热 1.ΔH与键能的关系

ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能

2.利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目 常见物质中的化学键数目

CO2 物质 (C===O) 键数 2 (C—H) 4 (P—P) (Si—O) 6 4 1.5 2 CH4 P4 SiO2 石墨 金刚石 (S—S) 8 2 S8 Si 考向三 影响熵变大小的因素

3.(2019·嘉兴丽水3月模拟节选)工业上可利用CO2来制备清洁液体燃料甲醇，有关化学反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.6 kJ·mol H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol

－1

－1

反应Ⅰ在________(填“低温”或“高温”)下可自发反应。 解析 对于反应CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.6 kJ·mol，ΔH＜0，ΔS－1

＜0，则如反应能自发进行，应满足ΔH－TΔS＜0，低温下即可进行。 答案 低温

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