2021屆高學(xué)新同步選擇性必修第一冊(cè)1本章知識(shí)體系構(gòu)建與核心素養(yǎng)提升

本章知識(shí)體系構(gòu)建與核心素養(yǎng)提升知識(shí)體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升內(nèi)容索引知識(shí)體系構(gòu)建返回核心素養(yǎng)提升研究熱化學(xué)反應(yīng)，不僅能從宏觀上認(rèn)識(shí)新物質(zhì)的生成和能量的變化，還要從微觀上分析其變化的本質(zhì)，并能形成能量可以相互轉(zhuǎn)化的變化觀念和能量守恒的思想。通過建立相關(guān)的思維模型，能正確書寫熱化學(xué)方程式，理解蓋斯定律及其應(yīng)用。認(rèn)識(shí)能源與日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系，形成科學(xué)合理利用化學(xué)反應(yīng)中能量變化的意識(shí)和能源節(jié)約的意識(shí)。由此可見，通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可促進(jìn)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。例1

(1)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________。已知溫度為T時(shí)：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)

ΔH＝＋165kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41kJ·mol－1CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)

ΔH＝－206kJ·mol－1解析

已知：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)

ΔH＝＋165kJ·mol－1①、CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41kJ·mol－1②，由蓋斯定律可知，②－①即得所求熱化學(xué)方程式：CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)

ΔH＝－206kJ·mol－1。典例剖析(2)已知：①Fe2O3(s)＋3C(s)===2Fe(s)＋3CO(g)

ΔH＝＋494kJ·mol－1則反應(yīng)Fe2O3(s)＋3C(s)＋

O2(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝_____kJ·mol－1。理論上反應(yīng)_____放出的熱量足以供給反應(yīng)___所需要的熱量(填上述方程式序號(hào))。－355②③①解析

根據(jù)蓋斯定律，由①＋3×②可得目標(biāo)方程式，故其ΔH＝

－355kJ·mol－1。點(diǎn)評(píng)：建立蓋斯定律應(yīng)用的思維模型，首先根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)及焓變，然后將熱化學(xué)方程式相加減，可寫出目標(biāo)熱化學(xué)方程式，進(jìn)而求得目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱，促進(jìn)“模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。例2

N2(g)與H2(g)在鐵催化劑表面經(jīng)歷如圖過程生成NH3(g)，下列說法正確的是C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均為放熱過程D.N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH>0A.Ⅰ中破壞的均為極性鍵B.N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝

2×(324＋389＋460－1129)kJ·mol－1√解析

由圖可知N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－88kJ·mol－1，故B錯(cuò)誤；Ⅰ為共價(jià)鍵的斷裂，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為共價(jià)鍵的形成，圖像中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三個(gè)過程均是能量降低的變化，所以是放熱過程，故C正確；由圖可知最終反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，是放熱反應(yīng)，N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH<0，故D錯(cuò)誤。例3

[2019·全國(guó)卷Ⅱ，27(1)]

環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題：解析

根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)①＋反應(yīng)②得反應(yīng)③，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋100.3－11.0)kJ·mol－1＝＋89.3kJ·mol－1。已知(g)===(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I(xiàn)2(g)===2HI(g)

ΔH2＝－11.0kJ·mol－1

②對(duì)于反應(yīng)：(g)＋I(xiàn)2(g)===(g)＋2HI(g)③ΔH3＝________kJ·mol－1。＋89.3例4

[2019·北京，27(1)①②]氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為4∶1，甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是_____________________________。②已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH2ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)

ΔH3……ⅲ為積炭反應(yīng)，利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí)，還需要利用_________________________________________________________反應(yīng)的ΔH。C