第1章 微专题2 反应焓变的计算-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 人教版（2019）双选

微专题2　反应焓变的计算 优化探究 第一章　化学反应的热效应 1.利用物质的焓计算反应的焓变:生成物的总能量(焓)-反应物的总能量 (焓)。 [例1]　标准状态下,下列物质气态时的相对能量如表: 物质(g) O H HO HOO 能量/(kJ·mol-1) 249 218 39 10   物质(g) H2 O2 H2O2 H2O 能量/(kJ·mol-1) 0 0 -136 -242 可根据HO(g)+HO(g) ===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为 214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是(　　) A.H2的键能为436 kJ·mol-1 B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2 D.H2O(g)+O(g) ===H2O2(g)　ΔH=-143 kJ·mol-1 C 根据表格中的数据可知,H2的键能为218 kJ·mol-1×2=436 kJ·mol-1,A正确;由表格中的数据可知,O2的键能为249 kJ·mol-1×2=498 kJ·mol-1,由题中信息可知,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;由表格中的数据可知,HOO===HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ·mol-1+39 kJ·mol-1-10 kJ·mol-1=278 kJ·mol-1,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1,C错误;由表中的数据可知, H2O(g)+O(g) ===H2O2(g)的ΔH=-136 kJ·mol-1-249 kJ·mol-1-(-242 kJ·mol-1) =-143 kJ·mol-1,D正确。 2.利用键能计算反应的焓变:反应物的总键能-生成物的总键能。 [例2]　已知一些共价键的键能及热化学方程式信息如表: 则2O(g) ===O2(g)的ΔH为(　　) A.428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1 C.498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1 共价键 H—H H—O 键能/(kJ·mol-1) 436 463 热化学方程式 2H2(g)+O2(g) ===2H2O(g) ΔH=-482 kJ·mol-1 D 设O2中化学键O—O的键能为x kJ·mol-1,依题意有(2×436+x)kJ·mol-1-4×463 kJ·mol-1=-482 kJ·mol-1,解得x=498,2O(g) ===O2(g)为化学键的形成过程,为放热过程,故ΔH=-498 kJ·mol-1。 3.利用燃烧热计算反应的焓变:∑反应物的燃烧热×化学计量数-∑生成物的燃烧热×化学计量数。 [例3]　大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃,101 kPa时,相关物质的燃烧热数据如表: 则25 ℃,101 kPa时H2(g)和C(石墨,s)反应生成C6H6(l)的热化学方程式为_______________________________________________。  物质 H2(g) C(石墨,s) C6H6(l) 燃烧热 ΔH/(kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3 267.5 6C(石墨,s)+3H2(g) ===C6H6(l)　ΔH=+49.1 kJ·mol-1 由三种物质的燃烧热可得如下三个热化学方程式:①H2(g)+O2(g) ===H2O(l)　ΔH1=-285.8 kJ·mol-1②C(石墨,s)+O2(g) ===CO2(g)　ΔH2= -393.5 kJ·mol-1③C6H6(l)+O2(g) ===6CO2(g)+3H2O(l)　ΔH3=-3 267.5 kJ·mol-1根据盖斯定律,①×3+②×6-③得,6C(石墨,s)+3H2(g) ===C6H6(l)　ΔH=(-285.8 kJ·mol-1)×3+(-393.5 kJ·mol-1)×6-(-3 267.5 kJ·mol-1)=+49.1 kJ·mol-1。 4.利用生成焓计算反应的焓变:生成物的生成焓减去反应物的生成焓。 [例4]　Δf为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其Δf为零。部分物质的标准摩尔生成焓如表。 物质 CO(g) H2O(l) CH3CH2OH(g) CO2(g) Δf /(kJ·mol-1) -110.5 -285.8 -235 -393 下列热化学反应方程式正确的是(　　) A.C(s)+H2O(l) ⥫⥬CO(g)+H2(g)　ΔH=+175.3 kJ·mol-1 B.CH3CH2OH(g)+H2O(l) ⥫⥬4H2(g)+2CO(g)　ΔH=+410.3 kJ·mol-1 C.CH3CH2OH(g)+O2(g) ===3H2(g)+2CO(g)　ΔH=+124.5 kJ·mol-1 D.2CO2(g)+6H2(g) ⥫⥬CH3CH2OH(g)+3H2O(l)　ΔH=-350 kJ·mol-1 将Δf代入计算,只有A正确。 A 5.利用盖斯定律计算反应的焓变 [例5]　油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。已知下列反应的热化学方程式: ①2H2S(g)+3O2(g) ===2SO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-1 036 kJ·mol-1 ②4H2S(g)+2SO2(g) ===3S2(g)+4H2O(g)　ΔH2=+94 kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g) ===2H2O(g)　ΔH3=-484 kJ·mol-1 计算H2S热分解反应④2H2S(g) ===S2(g)+2H2(g)的ΔH4=　　　　kJ·mol-1。  +170 根据盖斯定律可知,(①+②)-③=④,ΔH4=(ΔH1+ΔH2)÷3-ΔH3=+170 kJ·mol-1。 1.(双选)(2023·安徽宣城高二检测)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　) A.已知3O2(g)===2O3(g)　ΔH=+242.6 kJ·mol-1,则等质量的O2与O3中O2的总能量比O3的总能量低 B.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀Ba(OH)2溶液和稀H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ的热量 C.已知2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJ·mol-1,则H2的燃烧热是242 kJ·mol-1 D.已知S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1,S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2 AD 3O2(g)===2O3(g)　ΔH>0,说明反应是吸热反应,等质量的O2与O3中O2的总能量比O3的总能量低,A项正确;稀Ba(OH)2溶液和稀H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)的同时还生成BaSO4沉淀,放热多于57.3 kJ,B项错误;表示H2燃烧热的热化学方程式中对应产物应是液态水,C项错误;等物质的量的S具有的能量:S(g)>S(s),故S(g)+O2(g)===SO2(g)放热更多,ΔH更小,即ΔH1>ΔH2,D项正确。 2.已知:ⅰ.H2(g)+O2(g) ===H2O(g)　ΔH1=-241.8 kJ·mol-1 ⅱ.H2(g)+Cl2(g) ===2HCl(g)　ΔH1=-184.6 kJ·mol-1 ⅲ.4HCl(g)+O2(g) ===2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH3 键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。某些化学键的键能数据如表: 化学键 H—Cl O==O Cl—Cl H—O 键能 /(kJ·mol-1) 431 498 x 463 则x的值为(　　) A.245.5　　　　　　　 B.242.2 C.345.5 D.342.2 根据盖斯定律,反应ⅲ=2×反应ⅰ-2×反应ⅱ,即ΔH3=2ΔH1-2ΔH2=(-241.8 kJ·mol-1)×2-(-184.6 kJ·mol-1)×2=-114.4 kJ·mol-1,同时4×431 kJ·mol-1 +498 kJ·mol-1-2x kJ·mol-1-2×2×463 kJ·mol-1=-114.4 kJ·mol-1,解得x= 242.2。 B 3.一氧化碳和甲烷的燃烧热(ΔH)如表所示: 则反应2CH4(g)+3O2(g) ===2CO(g)+4H2O(l)的ΔH为(　　) A.-1 780.6 kJ·mol-1 B.-1 214.6 kJ·mol-1 C.-607.3 kJ·mol-1 D.+1 214.6 kJ·mol-1 物质 化学式 ΔH/(kJ·mol-1) 一氧化碳 CO -283.0 甲烷 CH4 -890.3 B 在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量为此物质的燃烧热。根据CO的燃烧热可知热化学方程式:①CO(g)+O2(g) ===CO2(g)　ΔH1=-283.0 kJ·mol-1;根据甲烷的燃烧热可知热化学方程式:②CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH2=-890.3 kJ·mol-1,根据盖斯定 律,将2×②-2×①可得目标反应2CH4(g)+3O2(g) ===2CO(g)+4H2O(l),则ΔH=2×(-890.3 kJ·mol-1)-2×(-283.0 kJ·mol-1)=-1 214.6 kJ·mol-1。 4.已知SO2(g)+O2(g) ⥫⥬SO3(g)反应过程的能量变化如图所示: (1)由图可知SO2(g)+O2(g) ⥫⥬SO3(g)为　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  (2)图中C点表示　 。  (3)求出反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH=　　　　kJ/mol。  放热 1 mol SO3(g)的总能量 -198 (4)又知2NO(g)+O2(g) ===2NO2(g)　ΔH=-113.0 kJ/mol,请根据题给条件求出反应NO2(g)+SO2(g) ===SO3(g)+NO(g)的焓变ΔH=　　　　kJ/mol。  (5)25℃、101 kPa时,11 g丙烷(C3H8)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量是555.0 kJ,则表示丙烷燃烧热的热化学方程式是_____________________________________________________。  -42.5 C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220.0 kJ/mol 5.合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。CO2催化加氢可缓解CO2对温室效应的影响,其原理为 反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) ⥫⥬CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) ⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41 kJ·mol-1 已知25 ℃,101 kPa时,相关物质的燃烧热数据如表: 已知H2O(l) ===H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1,则ΔH1=　　　　 kJ·mol-1。  物质 H2(g) CH4(g) 燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) -285.8 -890.3 -164.9 由已知条件可得热化学方程式: H2(g)+O2(g) ===H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1　① CH4(g)+2O2(g) ===2H2O(l)+CO2(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1　② H2O(l) ===H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1　③ 根据盖斯定律,反应Ⅰ=①×4-②+③×2,即ΔH1=[(-285.8)×4-(-890.3) +(+44)×2] kJ·mol-1=-164.9 kJ·mol-1。 6.某些化学键的键能如表所示: 回答下列问题: (1)已知N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)　ΔH=-92 kJ/mol,则N—H的键能约为 　　　　　(保留一位小数)kJ/mol。  化学键 H—H N≡N 键能/(kJ/mol) 436 945 390.8 (1)N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)的ΔH=3×436 kJ/mol+945 kJ/mol-6EN—H= -92 kJ/mol,解得EN—H≈390.8 kJ/mol。 (2)1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中的能量变化如图所示,请写出NO2与CO反应的热化学方程式: ________________________________________________。  NO2(g)+CO(g) ===CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ/mol (2)由图可知,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应,ΔH=134 kJ/mol-368 kJ/mol=-234 kJ/mol,该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g) ===CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ/mol。 (3)已知: ①2CH3OH(l)+3O2(g) ===2CO2(g)+4H2O(g)　ΔH1 ②2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)　ΔH2 ③H2O(g) ===H2O(l)　ΔH3 则反应CH3OH(l)+O2(g) ===CO(g)+2H2O(l)的ΔH=　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。  ΔH1-ΔH2+2ΔH3 (3)根据盖斯定律,由×①-×②+2×③得CH3OH(l)+O2(g) === CO(g)+2H2O(l)　ΔH=ΔH1-ΔH2+2ΔH3。 $$