内容正文:
假期必刷2 反应热的计算
化
学
反
应
热
的
计
算
盖斯定律
盖斯定律的含义
对盖斯定律的理解
途径角度
能量守恒角度{
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反应热的计算
根据热化学方程式进行计算
根据反应物和生成物的能量计算
根据反应物和生成物的键能计算
根据盖斯定律进行计算
根据燃烧热、中和热进行计算
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一、盖斯定律
1.内容
不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其
反应热是 的.或者说,化学反应的反
应热只与反应体系的 和 有
关,而与反应的 无关.
2.意义
利用盖斯定律,可以间接地计算难以直接测
定的反应热.
二、反应热的计算
1.计算依据
(1) .
(2) .
(3) 的数据.
2.计算方法
如已知:由A经过B变成C,再由C变成D,
每一步的反应热分别为:ΔH1、ΔH2、ΔH3.
如图所示:A
ΔH1
→B
ΔH2
→C
ΔH3
→D
↑ ΔH
则ΔH= .
一、1.相同 始态 终态 途径
二、1.(1)热化学方程式 (2)盖斯定律
(3)燃烧热
2.ΔH1+ΔH2+ΔH3
1.下列说法错误的是 ( )
A.反应热的大小与反应过程的中间途径无关
B.反应热的大小与反应物和生成物的状态
无关
C.反应热的大小与反应条件有关
D.盖斯定律是能量守恒定律的一种具体体现
2.已知断裂1mol某些化学键所需的能量如
下表所示:
化学键 C-H C-C CC H-H
断裂1mol化
学键所需的
能量/(kJ/mol)
413 347 614 436
下列说法正确的是 ( )
A.断裂C-H键所需的能量一定小于断裂
H-H键所需的能量
B.由上表数据可以计算出 H2 的燃烧热
C.乙烷脱氢制备乙烯的热化学方程式为
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH=
+123kJ/mol
D.乙烯加氢制备乙烷只有在高温下才能自
发进行
3.已知 HCN(aq)与 NaOH(aq)反应的ΔH=
-12.1kJmol-1,HCl(aq)与NaOH(aq)反应
的ΔH=-55.6kJmol-1,则 HCN在水
溶液中电离的ΔH 等于 ( )
A.-67.7kJmol-1 B.-43.5kJmol-1
C.+43.5kJmol-1 D.+67.7kJmol-1
4.已知 H2(g)+
1
2O2
(g)
H2O(l) ΔH =
-dkJmol-1,1molH2(g)
和0.5molO2(g)反应过
程中的能量变化如图所
示.a、b、c、d 都表示正数,下列说法正确
的是 ( )
4
A.c代表新键形成所放出的能量
B.该反应是吸热反应
C.若 H2(g)+
1
2O2
(g)H2O(l) ΔH=
-dkJmol-1,则d>b
D.d=c
5.我国220/120吨级液氢液氧发动机试车成
功,为我们探索星辰大海再添助力.航空航
天兴趣小组查资料得知:
①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH=-483.6kJmol-1
②H2O(g)H2O(l) ΔH=-44kJmol-1
③H-H、OO、H-O键能分别为436kJ
mol-1、496kJmol-1、462kJmol-1.
经讨论得出以下结论,正确的是 ( )
A.若只用③的键能数据,便可计算出 H2 的
燃烧热
B.若1molH2(l)燃烧生成 H2O(g)时,放
出的热量将高于241.8kJ
C.若用上图所示装置,即可测出 H2 的燃烧
热:ΔH=-285.8kJmol-1
D.化学键断裂和形成时的能量变化是化学
反应中能量变化的主要原因
6.硫元素广泛分布于自然界,其相图(用于描
述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状
态的平衡图像)如图.已知正交硫和单斜硫
是硫元素的两种常见单质,且都是由S8 分
子组成的晶体,燃烧的热化学方程式:
S(正交,s)+O2(g)SO2(g)ΔH1
S(单斜,s)+O2(g)SO2(g)ΔH2
下列说法正确的是 ( )
A.正交硫和单斜硫互为同分异构体
B.温度低于955℃下,正交硫固态通过降
压可发生升华现象
C.图中 M→N过程为固态硫的液化,该过
程只发生了物理变化
D.由上述信息可判断:ΔH1<ΔH2
7.(双选)固态或气态碘分别与氢气反应的热
化学方程式如下:
①H2(g)+I2(?) 2HI(g)
ΔH1=-9.48kJmol-1
②H2(g)+I2(?) 2HI(g)
ΔH2=+26.48kJmol-1
下列判断不正确的是 ( )
A.①中的I2 为固态,②中的I2 为气态
B.②的反应物总能量比①的反应物总能
量低
C.反应①的产物比反应②的产物的热稳定
性更好
D.1mol固态碘升华时将吸热35.96kJ
8.(双选)(2020吉安县第三中学高二月考)
工业上冶炼钛的有关反应如下所示:
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2
③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)
ΔH3
④TiCl4(s)+2Mg(s)2MgCl2(s)+Ti(s)
ΔH4
⑤TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)
+2CO(g) ΔH5
下列有关推断正确的是 ( )
A.2ΔH1<ΔH2
B.ΔH1<0,ΔH2>0
C.ΔH5=ΔH3+2ΔH1-ΔH2
D.2ΔH1-ΔH2>0
9.氮和氮的化合物与人类有密切关系.
(1)氮的固定有利于生物吸收氮.下列属于
氮的固定的是 (填序号).
①工业上N2 和H2 合成NH3 ②N2 和O2 放
电条件下生成NO ③NH3 催化氧化生成NO
写出反应③的化学方程式: .
(2)治理 NO污染通常是在氧化剂作用下,
将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或
碱液吸收脱氮.下列物质可以用作氧化NO
的是 (填序号).
A.NaCl溶液 B.NaOH溶液
C.Na2CO3 溶液 D.KMnO4 溶液
5
若以NaClO溶液氧化NO,写出该反应的化
学方程式,并用双线桥法标出反应中电子的
得失和数目 .
(3)CO与 NO在Rh催化剂上的氧化还原
反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反
应.用Rh做催化剂时该反应的过程示意
图如下:
①过程Ⅰ为 过程(填“吸热”或“放
热”).过程Ⅱ生成的化学键有 (填
“极性键”“非极性键”或“极性键和非极性
键”)
②已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的
焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式
为 .
1.(2023江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程
中的主要反应为
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
ΔH=-164.7kJmol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH=41.2kJmol-1
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2)∶
n起始(H2)=1∶4时,CO2 平衡转化率、在催
化剂作用下反应相同时间所测得的CO2 实
际转化率随温度的变化如下图所示.CH4
的选择性可表示为
n生成(CH4)
n反应(CO2)
×100%.下
列说法正确的是 ( )
A.反应2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+
CH4(g)的焓变ΔH=-205.9kJmol-1
B.CH4 的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温
度范围约为480℃~530℃
D.450℃时,提高
n起始(H2)
n起始(CO2)
的值或增大压
强,均能使CO2 平衡转化率达到X点的值
2.(2022浙江1月)相关有机物分别与氢气
发生加成反应生成1mol环己烷( )的
能量变化如图所示:
下列推理不正确
的是 ( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的
热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳
双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个
完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯
分子具有特殊稳定性
盖斯简介
盖斯,著名化学家,1802年8月生于瑞士
日内瓦市一个画家家庭,3岁时随父亲定居俄
国莫斯科,因而在俄国上学和工作.1825年
毕业于多尔帕特大学医学系,并获得医学博士
学位.1826年弃医专攻化学,并到瑞典斯德
哥尔摩柏济力阿斯实验室专修化学,从此与柏
济力阿斯结成了深厚的友谊.回国后到乌拉
尔做地质调查和勘探工作,后又到伊尔库茨克
研究矿物.1828年由于在化学上的卓越贡献
被选为圣彼得堡科学院院士,被聘为圣彼得堡
工艺学院理论化学教授兼中央师范学院和矿
业学院教授.
盖斯早年从事分析化学的研究,曾对巴库
附近的矿物和天然气进行分析,做出了一定成
绩,之后还曾发现蔗糖可氧化成糖二酸.1830
年专门从事化学热效应测定方法的改进,曾改
进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计,从而较准确
地测定了化学反应中的热量.1836年,经过
许多次实验,他总结出一条规律:在任何化学
反应过程中的热量,不论该反应是一步完成的
还是分步进行的,其总热量变化是相同的,最
后以热的加和性守恒定律形式发表.这就是
举世闻名的盖斯定律.
6
参 考 答 案
假期必刷1 反应热
1.D A.晶体硅常用作芯片的主要材料,光导纤维的主要
材料是二氧化硅,两者不同,故 A 错误;B.煤油是石油的
分馏产品,故B错误;C.太阳能电池供电时是将太阳能转
化为电能,故C错误;D.“深海一号”母船海水浸泡区的铝
基和铁在海水中形成原电池,铝做负极被腐蚀,铁做正极
被保护,牺牲阳极可保障船体不易腐蚀,故 D正确.
2.B
3.A A.钠的燃烧反应需要在坩埚中进行,不能在表面皿
中加热,故 A错误;B.中和反应热测量实验中,主要是在
量热器中测定反应前后的温度,该装置可以测量中和反
应热,故 B正确;C.Na2CO3、NaHCO3 溶液都呈碱性,碳
酸钠碱性较强,酚酞遇碱溶液呈红色,所以向相同浓度的
Na2CO3、NaHCO3 溶液中滴加几滴酚酞溶液,前者呈红
色、后者为浅红色,故C正确;D.乙酸、乙醇在浓硫酸催化
下发生酯化反应,饱和碳酸钠溶液可以溶解乙醇、吸收乙
酸、分离乙酸乙酯,该装置正确,故 D正确.
4.D A.由图可知,总反应为水分解生成氢气和氧气,实现
了光能向化学能的转化,反应的方程式为2H2O
光照
2H2↑
+O2↑,故 A正确;
B.过程Ⅰ为2molH2O 分子变成2mol氢原子和2mol
羟基的过程,吸收的能量为463kJ×2=926kJ,故B正确;
C.过程Ⅱ为2mol氢原子和2mol羟基生成1mol氢气
和1mol过 氧 化 氢,放 出 的 能 量 为 436kJ+138kJ=
574kJ,故C正确;
D.过程Ⅲ为1mol过氧化氢变成1mol氧气和1mol氢
气,断开1molH2O2 中2molH—O 键和1molO—O
键,形成1molO2 中 OO 键和1molH2 中 H—H 键,
吸收的能量为463kJ×2+138kJ=1064kJ,放出的能量
为496kJ+436kJ=932kJ,吸收的能量大于放出的能量,
该过程为吸热反应,故 D错误;答案选 D.
5.C A.测量酸溶液的温度后,温度计表面的酸要用水冲
洗干净、擦干后再去测量碱溶液的温度,A 项错误;B.酸、
碱要一次加入,否则会造成热量损失,B项错误;C.实验
中使用环形玻璃搅拌棒搅拌,能加快反应速率,减小实验
误差,C正确;D.醋酸是弱电解质、醋酸电离会吸收部分
热量,使测量的中和反应反应热不准确,D 项错误;答案
选C.
6.B A.生石灰与水发生反应生成氢氧化钙,会放出大量
的热,故A正确;B.反应本身放热,无需加入沸水,故B错
误;C.铁粉缓 慢 氧 化 的 过 程 也 是 放 热 反 应,故 C 正 确;
D.生石灰吸水会使发热包失效,氯化钙有吸水干燥的作
用,减缓发热包失效,故 D正确;答案选B.
7.BC
8.BD A.氢氧化钠固体溶解时溶液的温度升高,说明氢氧
化钠在溶解过程中吸收的热量小于水合过程中放出的热
量,故 A 错误;B.浓硫酸注入水中,既有放热过程,又有
吸热过程,故B正确;C.氯化钠溶解时,既有放热过程,
又有吸热过程,在溶解过程中扩散过程吸收的热量与水
合过程放出的热量相差不大,因此没有明显的热效应,故
C错误;D.物质在溶解过程中通常伴随着能量变化,任何
物质在溶解过程中都会发生吸热或放热的现象,故 D正
确;答案选BD.
9.解析:(1)a.Ba(OH)28H2O与 NH4Cl的反应为吸热反
应,故a错误;b.高温煅烧石灰石是分解反应,为吸热反
应,故b错误;c.铝与盐酸的反应为放热反应,故c正确.
答案选c.
(2)1molH2SO4 与 NaOH 溶液恰好完全反应时,放出
1146kJ热量,H2SO4 与 NaOH 反应的中和热的热化学
方程式为:1
2H2SO4
(aq)+NaOH(aq)12Na2SO4
(aq)+
H2O(l) ΔH=-573kJmol-1.
(3)由1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收1094kJ
热量,则1mol碳与水蒸气反应,吸收热量为1094kJ×
12=13128kJ,此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=+13128kJmol-1.
(4)P4(s)+5O2(g)P4O10(s) ΔH=-2408×31×
4=-298592kJmol-1 ① P(s)+5/4O2(g)
1
4P4O10
(s) ΔH=-2384kJg- ×31gmol-1=
-73904kJmol-1 ②,①-②×4得P4(s,白磷)
4P (s,红 磷)即 ΔH = -298592kJmol-1 -4×
(-73904)kJmol-1=-2976kJmol-1.
答案:(1)c
(2)12H2SO4
(aq)+NaOH(aq) 12Na2SO4
(aq)+
H2O(l) ΔH=-573kJmol-1
(3)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
ΔH=+13128kJmol-1
(4)释放 2976
高考冲浪
1.D 1mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称
为燃烧热.A.H2O 应该为液态,A 错误;C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) ΔH=+137kJmol-1,B 错 误;
C.氢气的燃烧热为 285.8kJmol-1,则 H2O(l)
1
2O2
(g)+H2(g) ΔH=-285.8kJmol-1,C错误;D.
C2H6(g)+
7
2O2
(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH =
-1559.8kJmol-1,D正确;答案选 D.
2.C A.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用
Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A 正确;B.由图可知该
反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移
动,R的浓度增大,B正确;C.由图可知Ⅰ的最高活化能
小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应
体系更快达到平衡,C错误;D.由图可知,在前两个历程
中,使用Ⅰ活化能较低、反应速率较快,后两个历程中使
用Ⅰ活化能较高、反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过
程中 M 所能达到的最高浓度更大,D正确;答案选C.
假期必刷2 反应热的计算
1.B
2.C A.由于 C—H 键与 H—H 键的物质的量未知,无法
确定断裂C—H 键所需的能量是否一定小于断裂 H-H
键所需的能量,A 项错误;B.缺少 O—H、OO 键的键
能,无法计算 H2 的燃烧热,B项错误;C.根据(413kJ/mol
×6+347kJ/mol-436kJ/mol-4×413kJ/mol-
614kJ/mol=+123kJ/mol,C项正确;D.乙烯加氢制乙
16
烷的 ΔH<0,ΔS<0,根据 ΔG=ΔH-TΔS<0可知,乙
烯加氢制备乙烷在低温下可自发进行,D项错误.
3.C
4.D A.c代表反应 H2(g)+
1
2O2
(g)H2O(g)所放出
的能量,a代表旧键断裂所吸收的能量,故 A 错误;B.该
反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,
故B错误;C.由图可知d<b,故 C 错误;D.由图可知,
d=c,故 D正确.答案选 D.
5.D A.若只用③的键能数据,没有 H2O(g)H2O(l)
ΔH=-44kJmol-1无法算出 H2 的燃烧热,故 A 错
误;B.1molH2(l)所具有的能量低于1molH2(g)所具有
的能量,根 据 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH =
-483.6kJmol-1分析,1molH2(l)燃烧生成 H2O(g)
时,放出的热量将低于241.8kJ,故 B错误;C.要测出燃
烧热,则生成稳定的氧化物即液态水,而此装置有隔热装
置,氢气和氧气反应生成气态水,若用题图所示装置,无
法测出 H2 的燃烧热,故C错误;D.化学反应的本质是旧
化学键的断裂和新化学键的形成,断键吸收热量,成键释
放能量,因此化学键断裂和形成时的能量变化是化学反
应中能量变化的主要原因,故 D正确;答案为 D.
6.B A.正交硫和单斜硫均是硫元素组成的单质,二者互
为同素异形体,A 错误;B.温度低于955℃且压强大于
01Pa,正交硫是固态,通过降压可发生升华现象,B 正
确;C.图中 M→N过程为固态硫的液化,该过程先由正交
硫经过转化为单斜硫再变成液体,中间发生了化学变化,
C错误;D.在同压条件下,升温由正交硫转化为单斜硫,
说明单斜硫能量高,单斜硫燃烧热高,ΔH 均为负值,则
ΔH1>ΔH2,D错误.
7.AC
8.AC ①×2-②得2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=
2ΔH1-ΔH2,已知碳燃烧生成 CO是放热反应,即2ΔH1
-ΔH2<0,得2ΔH1<ΔH2,所以 A 正确、D 错误;碳燃
烧生成 CO2 和 CO,燃烧生成 CO2 都是放热反应,所以
ΔH1<0,ΔH2<0,则B错误;由①×2+③-②即得反应
⑤,所以 ΔH5=ΔH3+2ΔH1-ΔH2,因此C正确.
9.解析:(1)氮的固定是游离态的氮转变为化合态的氮,因
此属于氮的固定的是①②;反应③是氨气催化氧化生成
一氧化 氮 和 水,其 化 学 方 程 式 为 4NH3+5O2
催化剂
△
4NO+6H2O.
(2)只有高锰酸钾具有氧化性,其余物质不具有氧化性,
因此可以用作氧化 NO 的是 D;若 以 NaClO 溶 液 氧 化
NO,写出该反应的化学方程式,并用双线桥法标出反应
中电子的得失和数目为:
NaClO+NONaC
得到2e-
↓
l+N
失去2e-
↑
O2.
(3)①过程Ⅰ是断键,因此为吸热过程;过程Ⅱ生成的化
学键有碳氧极性键和氮氮非极性键.答案为:吸热;极性
键和非极性键.
②已知过程Ⅰ的焓变为akJmol-1,过程Ⅱ的焓变为
bkJmol-1,根据盖斯定律,该反应的热化学方程式为
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=(a+b)
kJmol-1.
答案:(1)①② 4NH3+5O2
催化剂
△
4NO+6H2O
(2)D NaClO+NONaC
得到2e-
↓
l+N
失去2e-
↑
O2 (3)①吸热 极性键
和非极性键 ②2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
ΔH=(a+b)kJmol-1
高考冲浪
1.D A.由盖斯定律可知反应2CO(g)+2H2(g)CO2(g)
+CH4(g)的焓变 ΔH=-2×41.2kJmol-1-164.7
kJmol-1=-247.1kJmol-1,A 错误;B.CO2(g)+
4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)为放热反应,升高温度平
衡逆向移动,CH4 的含量降低,故 CH4 的平衡选择性随
着温度的升高而降低,B错误;C.由图可知温度范围约为
450℃~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化
率,此时为最适温度,温度继续增加,催化剂活性下降,
C错误;D.450℃时,提高
n起始(H2)
n起始(CO2)
的值可提高二氧化
碳的平衡转化率,增大压强反应Ⅰ平衡正向移动,可提高
二氧化碳的平衡转化率,均能使 CO2 平衡转化率达到 X
点的值,D正确;答案选 D.
2.A A.虽然2ΔH1≈ΔH2,但 ΔH2≠ΔH3,说明碳碳双键
加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目、双键的位置有
关,不能简单地说碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳
碳双键数目成正比,A 错误;B.ΔH2<ΔH3,即单双键交
替的物质能量低,更稳定,说明单双键交替的两个碳碳双
键间存在相互作用,有利于物质稳定,B正确;C.由图示
可知,反应Ⅰ为:
(l)+H2(g) (l) ΔH1,
反应Ⅳ为:
+3H2(g) (l) ΔH4,故反应
Ⅰ是1mol碳碳双键加成,如果苯环上有三个完全独立的
碳碳三键,则3ΔH1=ΔH4,现有3ΔH1<ΔH4,说明苯分
子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C正确;D.由图示
可知,反应Ⅰ为:
(l)+H2(g) (l) ΔH1,
反应Ⅲ为:
(l)+2H2(g) (l) ΔH3,反
应Ⅳ为:
+3H2(g) (l) ΔH4,ΔH3-
ΔH1<0,即
(l)+H2(g)
(l) ΔH<0,
ΔH4-ΔH3>0,即
+H2(g)
(l) ΔH>
0,则说明
具有的总能量小于
,能量越低越稳
定,则说明苯分子具有特殊稳定性,D正确.答案选 A.
假期必刷3 化学反应速率
1.B A.食品中添加防腐剂苯甲酸钠的目的是防止食品腐
败变质,即减慢食品变质的反应速率,A 项不符合题意;
B.将黄铁矿粉碎再煅烧可增大 FeS2 与 O2 的接触面积,
加快反应速率,B项符合题意;C.在钢铁中加入铬、镍等
金属元素制成不锈钢可防止钢铁锈蚀,C项不符合题意;
D.在水果罐头中加入抗氧化剂抗坏血酸,可以减慢水果
罐头氧化变质的反应速率,D项不符合题意.
2.D A.化学反应速率为08molL-1s-1,是指在1s
的时间内某物质的浓度变化了08molL-1,故 A 错
误;B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减
少或生成物 浓 度 的 增 加 来 表 示,都 是 正 值,故 B 错 误;
C.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速
26