1.2 反应热的测量与计算 第2课时（同步讲义）化学沪科版2020选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 第一节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应的焓变 教学目标 1. 构建盖斯定律模型。 2. 理解盖斯定律的本质。 3. 形成运用盖斯定律进行相关判断 4. 掌握计算的思维模型。 重点和难点 重点：利用盖斯定律计算反应热； 难点：通过图像书写热化学方程式。 ◆知识点一 盖斯定律 1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。”这个规律被称为盖斯定律。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。换言之，一个反应若能分解成两步或更多步实现，则总反应的ΔH等于各分步反应的ΔH之和。 即学即练 1．下列说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．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 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．Cu、NaCl、HNO3、氨水等都属于电解质 【答案】D 【解析】A．由盖斯定律可知，不管反应是一步完成还是分几步完成，各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故A正确； B．反应物的总能量与产物的总能量决定反应热效应，所以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，故B正确； C．有些反应很慢，有的反应有副反应，其反应热通过实验测定有困难，可以用盖斯定律间接计算出来，故C正确； D．铜是金属单质、氨水是混合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质，故D错误； 故选D。 2．盖斯定律是化学热力学发展的基础，下列不能应用盖斯定律解决的问题是 A．比较与燃烧热的大小 B．计算燃烧生成的热效应 C．比较与在空气中燃烧的热效应大小 D．比较金刚石与石墨的稳定性 【答案】A 【解析】A．Al燃烧生成氧化铝，Mg燃烧生成氧化镁，无法通过盖斯定律比较Al与Fe燃烧热的大小，A错误； B．根据盖斯定律，该反应可由C燃烧热的热化学方程式减去CO燃烧热的热化学方程式得到，B正确； C．S(g)转化为S(s)为放热反应，根据盖斯定律，该反应可看成S(g)在空气中燃烧的热化学方程式减去S(s)在空气中燃烧的热化学方程式，则等量的S(s)在空气中燃烧放出的热量比S(g)在空气中燃烧放出的热量少，C正确； D．根据盖斯定律，金刚石的燃烧热的热化学方程式减去石墨的燃烧热的热化学方程式，可得金刚石转化为石墨的热化学方程式，从而确定该转化过程的吸放热，进而确定物质能量的高低，比较物质的稳定性，D正确； 故选：A。 ◆知识点二 盖斯定律的应用 设计路径法求反应热 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 = ΔH3+ΔH4 +ΔH5。 【理解应用】已知H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH= ─285.8KJ/moL，可设计两种途径来完成。 则ΔH= ΔH1＋ΔH2+ΔH4 = ΔH3+ΔH4 。 2．利用加合法求反应热 若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。 运算规则：根据目标方程式，确定要保留的物质和要消去的物质，运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式（调整位置和系数）。 目标物质 方程式数学运算 反应热 小技巧 调位置 加减 同时相加减 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 调系数 乘除某数 同时相乘除某数 【理解应用】 方程式 反应热间的关系 AB、aAaB ΔH2＝ aΔH1 CD、 DC ΔH4＝－ΔH3 2A+D=2B+C ΔH5 ΔH5＝ 2ΔH1+ ΔH4 ＝ 2ΔH1－ΔH3 特别提醒/易错提醒/教材延伸 在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变（ΔH），而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 即学即练 1．几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．过程3为断键，是吸热过程，则大于0，过程4为成键，是放热过程，则小于0，即，A项正确； B．同理有，，，由盖斯定律得，，则，B项错误； C．反应焓变与途径无关，则，C项正确； D．由B项可知，，D正确； 故选B。 2．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A． B． C． D．甲→丙的 【答案】B 【解析】A．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)，则△H3=-(△H1+△H2)，所以|△H1|＜|△H3|，故A正确； B．根据盖斯定律：△H3=-(△H1+△H2)，△H1、△H2是分步反应的反应热，两者大小无法确定，故|△H1|和|△H2|的大小无法确定，故B错误； C．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的，以甲为起点，最终又回到甲，整个过程没有能量变化，则△H1+△H2+△H3=0，故C正确； D．甲→丙的△H=△H1+△H2，△H1和△H2都小于0，故△H1+△H2小于0，故D正确； 答案选B。 ◆知识点三 盖斯定律的意义 间接得到某些反应的反应热。对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯的反应（有副反应发生），测定其反应热比较困难，如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。 【理解应用】已知：Ⅰ. C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol－1， Ⅱ. CO(g)+ O2(g) =CO2(g) ΔH2=－283.0 kJ·mol－1， 求反应Ⅲ. C(s)+ O2(g) =CO(g) 的ΔH3。 （1）请根据路径法设计路径并列式计算该反应的ΔH3。 反应C(s)＋O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下： 则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 （2）请根据加合法列式算该反应的ΔH3。 Ⅲ式=Ⅰ式－Ⅱ式。则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 即学即练 1．已知：①； ②。转化为的热量变化为 A．放出 B．吸收 C．放出 D．吸收 【答案】A 【解析】由盖斯定律可知，反应①-反应②得到反应，则反应，所以1mol转化为，放出的热量为，故选A。 2．NaCl是生活中常见的物质，其相关反应的能量变化如图所示，已知其中部分反应热为：ΔH1=+108kJ/mol、ΔH2=+499kJ/mol、ΔH3=+121.5kJ/mol、ΔH4=-349kJ/mol 、ΔH5=-791kJ/mol 。则Na(晶体)与Cl2(g)生成NaCl (晶体)的反应的ΔH为 A．-411.5 kJ/mol B．+411.5 kJ/mol C．+1170.5 kJ/mol D．-1170.5 kJ/mol 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，的焓变； 答案选A。 ◆知识点四 反应焓变的计算 1．根据热化学方程式 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH a　　　b　　　 c　　d　　 |ΔH| n(A)　n(B)　 　n(C) n(D)　 Q 则＝＝＝＝ 2．根据盖斯定律 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 1. 热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH也相应加倍。 2. 热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减。 3. 将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 即学即练 1. 发射卫星时用肼为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。 已知：①　 ②　 写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式： 【答案】2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+2H2O(g)ΔH=(2b-a)kJ/mol 【解析】①　 ②　 根据盖斯定律：2×②-①得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+2H2O(g)ΔH=(2b-a)kJ/mol。 2．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。如何降低大气中的含量及有效地开发利用引起了全世界的普遍重视。 （1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应且涉及金属，则其化学方程式可以是 。 （2）把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ：   途径Ⅱ：先制成水煤气：   再燃烧水煤气：      则途径Ⅰ放出的热量 （填“大于”“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量；的数学关系式是 。 （3）我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。 Ⅰ．已知CO中的C与O之间为三键连接，甲醇的结构式为，且合成甲醇的主要反应原理为  。下表所列为常见化学键的键能数据： 化学键 键能 348 414 436 326.8 1032 464 则该反应的 。 Ⅱ．甲醇也可由天然气来合成，已知：①  ，②  ，③  ，则甲醇的燃烧热为 。若CO的燃烧热为，则的燃烧热为 。 （4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化： 已知：         则的 。 【答案】（1） （2）等于 （3） （4） 【解析】（1）①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，也可以是碳与金属氧化物反应生成金属单质和一氧化碳，故反应化学方程式可以是； （2）根据盖斯定律可知，，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量，且； （3）Ⅰ.通过键能计算焓变，ΔH=反应物总键能−生成物总键能,则反应的根据盖斯定律，（③×2－①）得：CO(g)＋2H2(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝－854.5kJ·mol－1④，④－②得：CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝－764kJ·mol－1，故甲醇的燃烧热为764kJ·mol－1；CO的燃烧热为282.5kJ•mol-1，CO(g)＋O2(g)=CO2(g)，ΔH＝－282.5kJ·mol－1⑤，④－⑤得2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)，ΔH＝－572kJ·mol－1，故氢气的燃烧热为286kJ·mol－1； （4）已知：反应I：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=﹣393.5kJ•mol-1，反应II：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=﹣566kJ•mol-1，反应III：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)ΔH3=+141kJ•mol-1，目标反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)可由III+2I-II，根据盖斯定律可知ΔH=ΔH3+2ΔH1-ΔH2=(+141kJ•mol-1)+2×(﹣393.5kJ•mol-1)-(﹣566kJ•mol-1)=-80kJ•mol-1。 一、盖斯定律的应用 1．可通过“设计路径法”或“加合法”处理热化学方程式。 2．热化学方程式同乘某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 3．热化学方程式相加减时（目的是消去某物质），反应热也随之相加减（带符号）。 实践应用 1．已知在下，二个反应的热化学方程式如下 ①C(石墨，s) ② ③(石墨，s) 下列说法正确的是 A．由反应①知等物质的量的石墨的能量高于的能量 B．由反应②可知的摩尔燃烧焓为 C．若反应②生成气态水的焓变为，则 D．由上述反应可推知 【答案】D 【解析】A．反应①中石墨和O2的总能量高于CO2，但单独比较等物质的量石墨和CO2的能量时未考虑O2的贡献，故A错误； B．反应②中2mol H2燃烧放热571.6kJ，故H2的摩尔燃烧焓为-285.8kJ/mol，故B错误； C．生成液态水比气态水释放更多热量，ΔH2更小，故生成气态水则ΔH4＞ΔH2，故C错误； D．根据盖斯定理，可知通过反应①×4+②-③×2得ΔH=-1574-571.6-453.4=-2599kJ/mol，故D正确； 答案选D。 2．以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过以下步骤制备。 已知：① ② ③ 则的 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由盖斯定律可知，反应①+反应②×—反应③×=目标反应，则反应ΔH═，故选C。 2、 单一反应的反应热计算 把反应的焓变当作生成物中的一项，按常规的化学方程式计算即可。 实践应用 1．在、下，将通入溶液中充分反应，测得反应放出热量。已知该条件下，通入溶液充分反应放出热量。下列与溶液反应生成的热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】A 【解析】已知该条件下，通入溶液充分反应放出热量，1mol二氧化碳恰好反应，则热化学方程式为：2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l) ∆H=-ykJ·mol-1，根据题意，通入溶液中充分反应，n(CO2)=，n(NaOH)=2mol·L-1×0.2L=0.4mol，根据2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3，假设生成碳酸钠时消耗amol CO2，则n(NaOH)=2a+(0.25-a)=0.4，解得a=0.15，由2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l)可知放出能量0.15y kJ，则生成碳酸氢钠时放出能量为(x-0.15y)kJ，消耗(0.25-0.15)mol =0.1molCO2，由，故1mol CO2发生反应NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) ，故选A。 2. 肼是一种常见的火箭燃料。如图是反应  的能量变化图。下列说法正确的是 A． B．反应物的总能量低于生成物的总能量 C．若产物为（1），相应的焓变为，则 D．与曲线b相比，曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线 【答案】C 【解析】A．该反应，根据图示可知，，A错误； B．由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，B错误； C．若产物为，能量低于，放出热量多，，C正确； D．使用催化剂可降低反应的活化能，故与曲线a相比，曲线b为使用了催化剂的图像，D错误； 答案选C。 3、 多反应的反应热计算 把反应的焓变当作生成物中的一项，一般设反应物的物质的量，按题目中提供的条件列二元一次方程进行计算。 实践应用 1. 已知：  ，  。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量，同时生成4.4g，则原混合气体中和CO的物质的量之比为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由4.4g可知原混合物中含的物质的量为0.1，反应中放热为，其余的热量是燃烧放出的，根据反应  ，可得含的物质的量为，所以和CO的物质的量之比为，答案选A。 2. 在一定条件下，和CO燃烧的热化学方程式如下： 如果有和CO的混合气体充分燃烧，放出的热量为262.9kJ，生成的用过量的饱和石灰水完全吸收，可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为 A．1：2 B．1：3 C．2：3 D．3：2 【答案】C 【解析】设CH4为amol，CO为bmol，石灰水过量时只生成碳酸钙，根据CaCO3～CO2，根据碳元素守恒：amol+bmol= =0.5mol， 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式及放出的热量，可得：890kJ/mol×amol+kJ/mol×bmol=262.9kJ，解得a=0.2、b=0.3，则混合气体中CH4和CO的体积比=物质的量之比=0.2mol:0.3mol=2:3，故选C。 考点一 加合法 【例1】写出下列反应的热化学方程式： （1）在200℃，101kPa时，1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体，放出的热量为14.9kJ： 。 （2）16 g CH4(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量： 。 （3）工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知： ①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)  H=-akJ·mol-1； ②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)  H=-bkJ·mol-1。 则反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）在200℃，101kPa时，1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体，放出的热量为14.9kJ，则热化学方程式为：； （2）16 g CH4(g)即1mol CH4(g)，与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量，则热化学方程式为：； （3）由盖斯定律可知，反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)可由②×2−①得到，则； 解题要点 1．可通过“设计路径法”或“加合法”处理热化学方程式。 2．热化学方程式同乘某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 3．热化学方程式相加减时（目的是消去某物质），反应热也随之相加减（带符号）。 【变式1-1】在Haber-Bosch工艺开发前，Frank于1908年开发了一种通过碳化钙合成氨的方法。                （1）写出以、和C为原料合成的反应热化学方程式 。 （2）根据热化学方程式，说明碳化钙合成氨的方法的缺点 。 【答案】（1）ΔH=+175.2kJ/mol （2）该反应为吸热反应，能耗高 【解析】（1）将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，反应①+②+③得到反应，则反应△H=(+557.8kJ/mol)+(—288.4 kJ/mol)+(—94.2 kJ/mol)=+ 175.2kJ/mol，则反应的化学方程式为ΔH=+175.2kJ/mol，故答案为：ΔH=+175.2kJ/mol； （2）由热化学方程式可知，与合成氨反应相比，碳化钙合成氨的方法的缺点是该反应是吸热反应，耗能大，故答案为：该反应为吸热反应，能耗高。 【变式1-2】已知：C(石墨，s)               写出C(石墨，s)与(g)反应生成1mol (g)的热化学方程式 (ΔH用含a、b、c表示)。 【答案】C(石墨，s)+2H2(g)＝CH4(g)  ΔH＝（c－a－2b）kJ/mol 【解析】已知： ①C(石墨，s)     ②     ③     依据盖斯定律①+②×2－③即得到C(石墨，s)与(g)反应生成1mol (g)的热化学方程式为C(石墨，s)+2H2(g)＝CH4(g)  ΔH＝（c－a－2b）kJ/mol。 考点二 虚拟路径法 【例2】两种制备硫酸的途径如下图（反应条件略）。下列说法正确的是         A．已知  ；  ，则 B．若，则的能量小于和的总能量 C．若，则和的键能之和大于的键能 D．含的稀溶液与足量NaOH的稀溶液反应，放出的热量可能小于57.3kJ 【答案】D 【解析】A．SO2(g)变为SO2（1）是放热过程，即放出热量更多。放热反应的H<0，放出热量越多，A越小，所以，A错误； B．根据盖斯定律，途径② 的热化学方程式可由 与 相加得到  H = + ，途径①为 ，若，说明H2O2(aq)分解生成H2O(l)和O2(g)是放热反应，即2molH2O2(ag)的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)的总能量，B错误； C．对于反应 =反应物键能之和-生成物键能之和，若<0，则1molSO2和0.5molO2的键能之和小于1molSO3的键能，C错误； D．中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量，为57.3kJ/mol。含0.5mol/L的H2SO4稀溶液，因未告知溶液体积，无法确定H2SO4物质的量，与足量NaOH稀溶液反应生成水的物质的量不确定，所以放出的热量可能小于57.3kJ，D正确； 故选D。 解题要点 运用盖斯定律计算反应热的方法 【变式2-1】近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。 反应II：   反应III：   反应I的热化学方程式为 。 【答案】2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)∆H1=+551 kJ/mol 【解析】由图可知反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)∆H1，根据盖斯定律，-(反应III+反应II)可得反应I，则∆H1=-(-297-254)kJ/mol=+551 kJ/mol，反应I的热化学方程式为2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)∆H1=+551 kJ/mol。 【变式2-2】为消除汽车尾气中可采取NO和CO在催化转换器中发生如下反应：   ； 已知：  ； 的燃烧热为； 与发生反应的热化学方程式： (用、、表示)。 【答案】+2- 【解析】① ； ② ，因为的燃烧热为，则得到 ③ ，根据盖斯定律，①+2③-②可以得到： +2-。 考点三 燃烧热的运用 【例3】已知、和的燃烧热分别是、、，   ，下列热化学方程式或表述正确的是 A．   B．和充分反应，可放出46.2kJ的热量 C．   D．   【答案】D 【分析】由、和的燃烧热分别是、、可得反应①：，反应②： ，反应③：，据此回答。 【解析】A．由反应③：可知，生成液态水时放出的热量更多，故  ，A错误； B．由可知，该反应为可逆反应，不能完全进行，故和充分反应，放出的热量小于46.2kJ，B错误； C．由反应②为可知，  ，C错误； D．由分析知，由盖斯定律得=故，D正确； 故选D。 解题要点 首先写出燃烧热化学方程式，在根据盖斯定律求解目标方程式的焓变。最后正确书写出热化学方程式。 【变式3-1】已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表： 物质 C（石墨，s） C（金刚石，s）      燃烧热           下列热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】B 【解析】A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，H2燃烧生成的稳定氧化物是液态水，不是气态水，故A错误； B．根据燃烧热数据可得：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol； ②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol； ③H2(g)+O2 (g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，由①-②-③×2可得ΔH=-890.3kJ/mol+393.5kJ/mol +285.8kJ/mol =+74.8kJ/mol，故B正确；； C．由C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol，C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.0kJ/mol，用前式减去后式可得ΔH=+1.5kJ/mol，故C错误； D．CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，而该反应生成的是CO，不是CH4的燃烧热，故D错误； 答案选B。 【变式3-2】已知：①碳的燃烧热为393.5kJ/mol；②氢气的燃烧热为285.8kJ/mol；③。则的值为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据题意，①；②；③由盖斯定律可知，，代入数据计算可得，故选D。 基础达标 1．（22-23高二下·上海浦东新·期中）已知：由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的如图所示，下列有关判断正确的是 A．的摩尔生成焓 B．依据上表所给数据，可求得的燃烧热 C．相同状况下，比稳定 D．与充分反应，放出的热量 【答案】C 【解析】A．气态水变为液态水放出热量，所以由最稳定的单质合成1molH2O(l)时放出的热量更多，摩尔生成焓ΔH为负值，则H2O(l)的摩尔生成焓ΔH<-241.8kJ/mol，A错误； B．燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，题中缺少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得N2H4(l)的燃烧热，B错误； C．由图可知，N2H4(l)的摩尔生成焓为正值，说明由最稳定的单质合成1molN2H4(l)的反应为吸热反应，NH3(g)的摩尔生成焓为负值，说明由最稳定的单质合成1molNH3(g)的反应为放热反应，能量越低越稳定，则相同状况下，NH3比N2H4稳定，C正确； D．氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，不能完全转化，则0.5molN2(g)与1.5molH2(g)充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1mol，放出的热量小于459kJ，D错误； 故选C。 2．（23-24高二下·上海·期中）研究表明，利用可催化消除大气污染物和，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知的燃烧热，则的反应热为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由图可知反应物和最终产物的能量差为(330-123)+(229-77)=359kJ，此反应为放热反应，，选C。 3．（23-24高二下·上海·期中）已知298K、101kPa条件下：①；②。由此得出的正确结论是 A．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应 B．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应 C．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应 D．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应 【答案】D 【分析】已知 25℃、101kPa条件下： ①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3，△H=-2834.9kJ•mol-1 ②4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3，△H=-3119.1gkJ•mol-1 根据盖斯定律计算得到：①-②得3O2(g)=2O3(g)△H=-2834.9kJ•mol-1-(-3119.1kJ•mol-1)=+284.2kJ•mol-1 ； 【解析】A．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应，故A错误； B．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应，故B错误； C．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应，故C错误； D．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应，故D正确； 故选D。 4．与生成的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是 A．完全燃烧放出热量为 B． C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．根据图示推出 【答案】B 【解析】A．由图可知1mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5kJ ，物质的量为，完全燃烧放出热量为，，A正确； B．根据盖斯定律，反应热只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，应该是，即，B错误； C．由，即碳与氧气反应生成放出热量，碳完全燃烧放出热量，C正确； D．由盖斯定律可知，碳与反应生成的反应焓变为，则碳与反应生成的热化学方程式为，D正确； 故选B。 5．已知的燃烧热为，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量。下列说法正确的是 A．燃烧放出的热量一定是 B．的燃烧热为 C．等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多 D． 【答案】D 【解析】A．的燃烧热为，即1mol完全燃烧，生成时放出的热量为，因此若完全燃烧生成时，放出的热量为，题干中并未说明是完全燃烧的，因此放出的热量不一定是，A项错误； B．的燃烧热为，可得热化学方程式①，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量，可得热化学方程式②，由盖斯定律可知，得反应，设CO的燃烧热热化学方程式为，据盖斯定律，反应+反应=反应，即=，B项错误； C．1mol完全燃烧，生成时放出的热量为，由热化学方程式知，若1mol不完全燃烧只生成CO时放出的热量为，但若不完全燃烧时生成CO2和CO的混合物，则放的热大于110.5kJ、小于393.5kJ，由此可知等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多，但多的热小于等于，C项错误； D．由B选项可知，D项正确； 答案选D。 6．NO催化生成的过程由三步基元反应构成： 第一步：  ； 第二步：  ； 第三步：  。 下列说法错误的是 A．该反应会经历三个过渡态 B．第二步、第三步反应均为放热反应 C．催化剂NO不改变总反应的焓变 D．总反应的 【答案】D 【解析】A．由题意可知，该反应由NO催化O3生成O2的过程由三步基元反应构成，同时通过图中信息可知，该反应会经历三个过渡态，故A正确； B．由图可知，第一步反应是吸热反应，第二步和第三步反应均为放热反应，故B正确； C．NO是反应2O3(g)═2O2(g)的催化剂，催化剂不改变反应的始态和终态，不能改变总反应的焓变，故C正确； D．总反应2O3(g)═2O2(g)，由盖斯定律：第一步反应+第二步反应+第三步反应计算反应2O3(g)═3O2(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，故D错误； 答案选D。 7．下列叙述正确的是 A．甲烷的燃烧热为890kJ/mol，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 B．在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为 C．已知稀HCl溶液和稀NaOH溶液中溶液生成1molH2O的热效应，若将含0.5moH2SO4的稀溶液与含0.5mol Ba(OH)2的溶液混合，放出的热量要等于57.3kJ D．31g白磷比31g红磷能量多b kJ，P4(白磷，s)(红磷，s) 【答案】D 【解析】A．燃烧热的定义要求生成指定产物，故应为液态，故A项错误； B．该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，因此不能根据反应放出的热量计算出该反应的反应热，故B项错误； C．含0.5molH2SO4的溶液与含0.5mol Ba(OH)2的溶液混合除产生水之外，还要产生沉淀，放出的热量要大于57.3kJ，故C项错误； D．1mol白磷的质量是124g，若31g白磷的能量比31g红磷多b kJ，则1mol白磷的能量比等质量的红磷的能量多4bkJ，故白磷转化为红磷的热化学方程式为P4 (白磷，s)=4P (红磷，s)ΔH=−4bkJ/mol，故D项正确； 故选D。 8．在密闭容器中充入4 mol N2和6mol H2，一定条件下建立平衡：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH=-Q kJ/mol，则在此条件下，反应放出的热量可能为 A．1.7Q kJ B．4Q kJ C．3Q kJ D．2.2Q kJ 【答案】A 【解析】由热化学方程式可知，1mol和3mol完全反应生成2mol时，放出的热量为QkJ，若容器中充入4mol和6mol，此时氮气过量，该反应为可逆反应，生成物质的量小于4mol，放出的热量为小于2QkJ，符合条件的是A； 故选A。 9．碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2=-299 kJ·mol-1，则ΔH1为 A．-1 703 kJ·mol-1 B．-1 389 kJ·mol-1 C．-1 334 kJ·mol-1 D．-1 160 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】由盖斯定律可知，△H1=2△H2+△H3—△H4=2×(—299kJ/mol)+(—1018kJ/mol)—(+87kJ/mol)= —1703kJ/mol，故选A。 10．研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如下： 已知①反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)  △H1 = a kJ·mol-1 ②反应Ⅲ：S(s)+O2(g)= SO2(g)      △H3 = b kJ·mol-1 下列说法错误的是： A．反应Ⅰ中反应物总能量小于生成物的总能量 B．上述反应中至少涉及4种能量转化形式 C．用S(g)代替反应Ⅲ中的S(s)的反应焓变为△H4，则△H3  < △H4 D．反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)  △H2 =-(a +b) kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．反应Ⅰ为在热能作用下的分解反应，所以反应Ⅰ为吸热反应，反应物总能量小于生成物的总能量，A正确； B．太阳能转化为热能、热能转化为化学能、化学能转化为热能、热能转化为电能，至少涉及4种能量转化形式，B正确； C．用S(g)代替反应Ⅲ中的S(s)的反应，则放出的热量更多，焓变为△H4，焓变为负值，则△H3 > △H4，C错误； D．根据盖斯定律，-反应Ⅰ-反应Ⅲ得到反应Ⅱ，△H2 =-△H1-△H3，故反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)  △H2 =-(a +b) kJ·mol-1，D正确； 故选C。 综合应用 11．已知：①；②；③、、的键能分别为、、。下列叙述正确的是 A．   B．键能差 C．   D．   【答案】B 【解析】A．形成共价分子时放出热量，H(g)+Cl(g)→HCl(g)△H=-431kJ·mol⁻¹，A错误； B．反应热等于断裂化学键总键能与形成化学键的总键能之差，根据反应①可知，431kJ·mol-1×4+E(O=O)+243kJ·mol-1×2-4E(H—O)=-112.9kJ·mol-1，整理得，4E(H—O)-E(O═O)=1350.9kJ·mol⁻¹，B正确； C．反应热等于断裂化学键总键能与形成化学键的总键能之差，2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g) ΔH=2×431kJ·mol-1-436 kJ·mol-1-243 kJ·mol-1=+183 kJ·mol-1，C错误； D．反应② =E(H-H)+E(Cl-Cl)-2E(H-Cl)= +-2×=-183 kJ·mol-1，反应① ，由盖斯定律②+×①，得出，生成物是气态水，D错误； 故选B。 12．和的能量关系如下图所示 已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．ΔH2表示碳酸根离子离解成氧离子和二氧化碳过程的反应热，与阳离子无关，故ΔH2(CaCO3)=ΔH2(MgCO3)，A错误； B．MgCO3和CaCO3中钙离子的半径大于镁离子，故碳酸镁中离子键更强，断裂碳酸镁中的离子键需要吸收更多的能量，故ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)，B正确； C．根据盖斯定律及图中的箭头方向，ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3，C错误； D．ΔH3表示氧化物离解成金属阳离子和阳离子所吸收的热量，由于钙离子半径大于镁离子，故断裂氧化镁中的离子键需要更多的能量，ΔH3(MgO)>ΔH3(CaO)>0，D错误； 故本题选B。 13．将转化为乙醇可以实现降碳，过程中发生的反应如下：                           则    ，等于 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】已知① ，②，③ ，由盖基定律可知，②-①+3×③，可得反应，。 故选A。 14．化学在减少排放、增加吸收的科学技术创新方面发挥着重要作用。 （1）国际空间站中处理的一个重要方法是将还原，原理为：。已知下列反应： 反应：   反应：   反应：   ①的燃烧热 。(用字母a、b、c表示，下同) ②则的 。 （2）逆水煤气变换反应对于实现资源化利用具有重要意义。 ①已知部分化学键键能数据如下，则的 (CO分子结构为)。 化学键 H-H C=O O-H 键能/() 436 803 1076 465 ②在催化剂作用下，以上反应分为两步，第一步为吸热的慢反应，第二步为放热的快反应。能正确表示催化反应过程的能量变化示意图为 (填字母)。 A．        B．        C．        D． 【答案】（1）a/2 2a-b-2c （2）＋36 B 【解析】（1）①燃烧热是指1mol物质完全燃烧时的热效应，所以答案为kJ·mol−1； ②根据盖斯定律可知，反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)可由2×反应Ⅰ-反应Ⅱ-2×反应Ⅲ得到，所以； （2）由图标中的数据，可知H5=2×803+436-(1076+2×465)=+36kJ·mol−1；催化反应第一步为吸热的慢反应，所以活化能高，第二步为放热的快反应，活化能低，结合吸热和放热情况，应该选B； 15．完成下列问题。 （1）合成氨反应的能量变化如图所示。 该反应的热化学方程式是： ΔH= 。 （2）室温下，(Si为-4价)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成固体和。已知室温下自燃时每转移0.05mol电子，放出a kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。 （3）已知  ΔH=-92 kJ·mol和下列表格数据： 化学键 H-H 键能/ 435 943 计算N-H的键能为 。 （4） =-a kJ·mol； ΔH2= -b kJ·mol，则a b， ΔH2 (填>或<)。 （5）二甲醚(DME)(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： ①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　 ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O 　ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　 ΔH3=-41.2kJ·mol-1 则反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) 　ΔH= kJ/mol。 【答案】（1）或 （2） （3）390 （4）> < （5）−246.1 【解析】（1）如图可知，根据盖斯定律，，则； （2）由已知，与氧气反应生成和水，转移电子，放出热量，故反应的热化学方程式为； （3）ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和，因此，解得； （4）燃烧反应为放热反应，由已知两式相减得，则，，即； （5）由得到目标反应，故。 拓展培优 16．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是 A．途径①和途径②的反应热是相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 【答案】B 【解析】A．根据盖斯定律，反应热只与始态和终态有关，则途径①和途径②的反应热是相等的，A正确； B．浓硫酸稀释放热，则含1mol H2SO4的浓溶液、含1mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，前者放出的热量多，B错误； C．相同温度下，相同质量的单质硫分别在足量空气中和足量纯氧中燃烧，生成相同质量的二氧化硫，理论上讲，放出的能量应该一样多，C正确； D．由图示可得三个反应：  H1   ①     H2    ②    H3    ③ ①-(②+③)，即得反应H2O2(aq)=H2O(l)＋O2(g)  △H，所以△H=ΔH1-（ΔH2+ΔH3），若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则△H <0，则该反应为放热反应，D正确； 故选B。 17．回答下列问题： （1）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化：  。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，与反应生成和的热化学方程式为： 。 （2）已知在和下，部分化学键键能（气态原子气态分子）数据如表所示。 化学键 键能（） 498 414 803 462 已知：  ，甲烷（）是一种常用燃料，则表示甲烷的摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。 【答案】（1） （2）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（1） ΔH= =-890 【解析】（1）由信息可知① ； ② 。 根据盖斯定律，由①－②×2得：； （2）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，根据燃烧热的定义，得出热化学方程式中甲烷的系数为1，生成的水应为液态水，键能为1mol气态分子完全离解成气态原子所吸收的能量分配给结构式中各个共价键的能量，根据表格中的数据和H2O（1）=H2O(g)  ，可得出:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（1）ΔH=[4×414+2×498-(2×803+4×462)-2×44] =-890 。 则甲烷的摩尔燃烧焓的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（1） ΔH= =-890 。 18．2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题： I．2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，1.68L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2g，M在常温常压下完全燃烧生成和时，放出的热量。 （1）M的分子式为 。该气体的标准燃烧热 。(保留一位小数) II．火箭发射常用(肼)作燃料，与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。已知： （2）请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式 。 （3）1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时，放出的热量是 。 III．甲醇也是一种常见的燃料，利用和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：，其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示。 （4）下列说法正确的是 。 A．上述反应的 B．a反应正反应的活化能为 C．b过程中第I阶段为吸热反应，第II阶段为放热反应 D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和 E．b过程的反应速率：第II阶段>第I阶段 （5）能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的为 。 化学键 C—H H—H C—O C=O H—O 键能 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8 【答案】（1）CH4 890.3 （2） （3） （4）ACE （5）-181.6 【解析】（1）标准状况下，1.68L气态燃料M的物质的量为=0.075mol，其摩尔质量为。该燃料仅由C、H元素组成，则其分子式为CH4。根据题干可知0.075mol CH4完全燃烧生成和时，放出的热量，则1mol CH4完全燃烧放出的热量为，则其燃烧热为890.3kJ。 （2）根据图像可写出如下热化学方程式： ① ； ② 根据盖斯定律，②×2-①即可得到反应式 。 （3）已知反应③ ，用上述反应+③即可得到目标式： 。根据热化学方程式的含义可知：1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时，放出的热量是。 （4）A．上述反应的△H=(419-510)=-91，A正确； B．由图可知，a反应正反应的活化能为419 ，B错误； C．b过程中第I阶段生成物能量高，为吸热反应，第Ⅱ阶段生成物能量低于反应物能量， 为放热反应，C正确； D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能，但不能改变△H，D错误； E．b过程的第Ⅱ阶段活化能低，因此反应速率：第Ⅱ阶段>第I阶段，E正确； 故选ACE。 （5）△H=反应物总键能-生成物总键能=2×745.0+3×436.0-3×413.4-351.0-462.8-2×462.8 =-181.6。 19．化学反应过程中的热量变化在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。 （1）已知几种燃料的燃烧热()如表： 燃料 乙烯(g) 己烷 氢气(g) 燃烧热 -1411 -4163 -285.8 则己烷(l)裂解生成乙烯和氢气的热化学方程式为 。 （2）用、合成甲醇和甲醚的过程中主要发生的反应如下： 反应①： 反应②： 反应③： 则 (用含m，n的代数式表示)。 （3）以甲烷为原料可制得氢气：。有关化学反应的能量变化如图所示，则与反应生成和的热化学方程式为 。 （4）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层破坏的主要气体。 已知：① ② 用33.6L(标准状况)CO还原至(CO完全反应)的整个过程中转移电子的数目为 ，放出的热量为 (用含有和的代数式表示)kJ。 （5）合成氨反应中一些化学键的键能如表所示： 化学键 键能 化学键 键能 946 462.8 390.8 436 由表中数据可知稳定性： (填“>”或“<”)，写出和反应生成的热化学方程式： 。 【答案】（1） （2） （3） （4）3 （5）> 【解析】（1）由题给燃烧热可得如下热化学方程式： ①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) △H=—1411kJ/mol ②C6H14(g)+O2(g)=6CO2(g) +7H2O(l) △H=—4163kJ/mol ③H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=—285.8kJ/mol 由盖斯定律可知，反应②—①×3—③得到反应，则反应△H=(—4163kJ/mol)—(—1411kJ/mol)×3—(—285.8kJ/mol)=+355.8 kJ/mol，反应的热化学方程式为，故答案为：； （2）由盖斯定律可知，反应②—反应①×2=反应③，则反应△H=kJ/mol，故答案为：； （3）由图可得如下热化学方程式： ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) △H=—846.3kJ/mol ②CO2(g)= CO(g) +O2(g) △H=+282kJ/mol ③H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=—241.3kJ/mol 由盖斯定律可知，反应①+反应②—反应③×3得到反应，则反应△H=(—846.3kJ/mol)+(+282kJ/mol)—(—241.3kJ/mol)×3=+161.1kJ/mol，反应的热化学方程式为，故答案为：； （4）由盖斯定律可知，反应①×2+②得到反应4CO(g) +2NO2(g)=N2(g)+4 CO2(g) △H=—(2a+b)kJ/mol，反应消耗4mol一氧化氮，反应转移电子的物质的量为8mol、放出的热量为(2a+b)kJ，则标准状况下反应消耗33.6L一氧化碳时，反应转移电子的物质的量为×2=3mol、放出的热量为××(2a+b)kJ/mol=kJ，故答案为：3；； （5）分子的键能越大，分子的稳定性越大，由表格数据看着，氮气的键能大于氢气，所以氮气的稳定性大于氢气；由反应热和反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可知，合成氨反应的反应热△H=(946kJ/mol+436kJ/mol×3)—(390.8kJ/mol×6)=—90.8kJ/mol，热化学方程式为故答案为：>；。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学反应的热效应 第一节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应的焓变 教学目标 1. 构建盖斯定律模型。 2. 理解盖斯定律的本质。 3. 形成运用盖斯定律进行相关判断 4. 掌握计算的思维模型。 重点和难点 重点：利用盖斯定律计算反应热； 难点：通过图像书写热化学方程式。 ◆知识点一 盖斯定律 1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是 的。”这个规律被称为盖斯定律。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。换言之，一个反应若能分解成两步或更多步实现，则总反应的ΔH等于各分步反应的ΔH之和。 即学即练 1．下列说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．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 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．Cu、NaCl、HNO3、氨水等都属于电解质 2．盖斯定律是化学热力学发展的基础，下列不能应用盖斯定律解决的问题是 A．比较与燃烧热的大小 B．计算燃烧生成的热效应 C．比较与在空气中燃烧的热效应大小 D．比较金刚石与石墨的稳定性 ◆知识点二 盖斯定律的应用 设计路径法求反应热 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 = ΔH3+ΔH4 +ΔH5。 【理解应用】已知H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH= ─285.8KJ/moL，可设计两种途径来完成。 则ΔH= ΔH1＋ΔH2+ΔH4 = ΔH3+ΔH4 。 2．利用加合法求反应热 若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。 运算规则：根据目标方程式，确定要保留的物质和要消去的物质，运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式（调整位置和系数）。 目标物质 方程式数学运算 反应热 小技巧 调位置 加减 同时相加减 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但 。 调系数 乘除某数 同时相乘除某数 【理解应用】 方程式 反应热间的关系 AB、aAaB ΔH2＝ CD、 DC ΔH4＝ 2A+D=2B+C ΔH5 ΔH5＝ ＝ 特别提醒/易错提醒/教材延伸 在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变（ΔH），而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 即学即练 1．几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是 A． B． C． D． 2．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A． B． C． D．甲→丙的 ◆知识点三 盖斯定律的意义 间接得到某些反应的反应热。对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯的反应（有副反应发生），测定其反应热比较困难，如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。 【理解应用】已知：Ⅰ. C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol－1， Ⅱ. CO(g)+ O2(g) =CO2(g) ΔH2=－283.0 kJ·mol－1， 求反应Ⅲ. C(s)+ O2(g) =CO(g) 的ΔH3。 （1）请根据路径法设计路径并列式计算该反应的ΔH3。 反应C(s)＋O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下： 则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 （2）请根据加合法列式算该反应的ΔH3。 Ⅲ式=Ⅰ式－Ⅱ式。则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 即学即练 1．已知：①； ②。转化为的热量变化为 A．放出 B．吸收 C．放出 D．吸收 2．NaCl是生活中常见的物质，其相关反应的能量变化如图所示，已知其中部分反应热为：ΔH1=+108kJ/mol、ΔH2=+499kJ/mol、ΔH3=+121.5kJ/mol、ΔH4=-349kJ/mol 、ΔH5=-791kJ/mol 。则Na(晶体)与Cl2(g)生成NaCl (晶体)的反应的ΔH为 A．-411.5 kJ/mol B．+411.5 kJ/mol C．+1170.5 kJ/mol D．-1170.5 kJ/mol ◆知识点四 反应焓变的计算 1．根据热化学方程式 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成 。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH a　　　b　　　 c　　d　　 |ΔH| n(A)　n(B)　 　n(C) n(D)　 Q 则＝＝＝＝ 2．根据盖斯定律 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 1. 热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH也相应加倍。 2. 热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减。 3. 将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 即学即练 1. 发射卫星时用肼为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。 已知：①　 ②　 写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式： 2．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。如何降低大气中的含量及有效地开发利用引起了全世界的普遍重视。 （1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应且涉及金属，则其化学方程式可以是 。 （2）把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ：   途径Ⅱ：先制成水煤气：   再燃烧水煤气：      则途径Ⅰ放出的热量 （填“大于”“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量；的数学关系式是 。 （3）我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。 Ⅰ．已知CO中的C与O之间为三键连接，甲醇的结构式为，且合成甲醇的主要反应原理为  。下表所列为常见化学键的键能数据： 化学键 键能 348 414 436 326.8 1032 464 则该反应的 。 Ⅱ．甲醇也可由天然气来合成，已知：①  ，②  ，③  ，则甲醇的燃烧热为 。若CO的燃烧热为，则的燃烧热为 。 （4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化： 已知：         则的 。 一、盖斯定律的应用 1．可通过“设计路径法”或“加合法”处理热化学方程式。 2．热化学方程式同乘某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 3．热化学方程式相加减时（目的是消去某物质），反应热也随之相加减（带符号）。 实践应用 1．已知在下，二个反应的热化学方程式如下 ①C(石墨，s) ② ③(石墨，s) 下列说法正确的是 A．由反应①知等物质的量的石墨的能量高于的能量 B．由反应②可知的摩尔燃烧焓为 C．若反应②生成气态水的焓变为，则 D．由上述反应可推知 2．以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过以下步骤制备。 已知：① ② ③ 则的 A． B． C． D． 2、 单一反应的反应热计算 把反应的焓变当作生成物中的一项，按常规的化学方程式计算即可。 实践应用 1．在、下，将通入溶液中充分反应，测得反应放出热量。已知该条件下，通入溶液充分反应放出热量。下列与溶液反应生成的热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   2. 肼是一种常见的火箭燃料。如图是反应  的能量变化图。下列说法正确的是 A． B．反应物的总能量低于生成物的总能量 C．若产物为（1），相应的焓变为，则 D．与曲线b相比，曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线 3、 多反应的反应热计算 把反应的焓变当作生成物中的一项，一般设反应物的物质的量，按题目中提供的条件列二元一次方程进行计算。 实践应用 1. 已知：  ，  。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量，同时生成4.4g，则原混合气体中和CO的物质的量之比为 A． B． C． D． 2. 在一定条件下，和CO燃烧的热化学方程式如下： 如果有和CO的混合气体充分燃烧，放出的热量为262.9kJ，生成的用过量的饱和石灰水完全吸收，可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为 A．1：2 B．1：3 C．2：3 D．3：2 考点一 加合法 【例1】写出下列反应的热化学方程式： （1）在200℃，101kPa时，1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体，放出的热量为14.9kJ： 。 （2）16 g CH4(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量： 。 （3）工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知： ①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)  H=-akJ·mol-1； ②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)  H=-bkJ·mol-1。 则反应CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。 解题要点 1．可通过“设计路径法”或“加合法”处理热化学方程式。 2．热化学方程式同乘某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 3．热化学方程式相加减时（目的是消去某物质），反应热也随之相加减（带符号）。 【变式1-1】在Haber-Bosch工艺开发前，Frank于1908年开发了一种通过碳化钙合成氨的方法。                （1）写出以、和C为原料合成的反应热化学方程式 。 （2）根据热化学方程式，说明碳化钙合成氨的方法的缺点 。 【变式1-2】已知：C(石墨，s)               写出C(石墨，s)与(g)反应生成1mol (g)的热化学方程式 (ΔH用含a、b、c表示)。 考点二 虚拟路径法 【例2】两种制备硫酸的途径如下图（反应条件略）。下列说法正确的是         A．已知  ；  ，则 B．若，则的能量小于和的总能量 C．若，则和的键能之和大于的键能 D．含的稀溶液与足量NaOH的稀溶液反应，放出的热量可能小于57.3kJ 解题要点 运用盖斯定律计算反应热的方法 【变式2-1】近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。 反应II：   反应III：   反应I的热化学方程式为 。 【变式2-2】为消除汽车尾气中可采取NO和CO在催化转换器中发生如下反应：   ； 已知：  ； 的燃烧热为； 与发生反应的热化学方程式： (用、、表示)。 考点三 燃烧热的运用 【例3】1．已知、和的燃烧热分别是、、，   ，下列热化学方程式或表述正确的是 A．   B．和充分反应，可放出46.2kJ的热量 C．   D．   解题要点 首先写出燃烧热化学方程式，在根据盖斯定律求解目标方程式的焓变。最后正确书写出热化学方程式。 【变式3-1】已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表： 物质 C（石墨，s） C（金刚石，s）      燃烧热           下列热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【变式3-2】已知：①碳的燃烧热为393.5kJ/mol；②氢气的燃烧热为285.8kJ/mol；③。则的值为 A． B． C． D． 基础达标 1．（22-23高二下·上海浦东新·期中）已知：由最稳定的单质合成1mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的如图所示，下列有关判断正确的是 A．的摩尔生成焓 B．依据上表所给数据，可求得的燃烧热 C．相同状况下，比稳定 D．与充分反应，放出的热量 2．（23-24高二下·上海·期中）研究表明，利用可催化消除大气污染物和，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知的燃烧热，则的反应热为 A． B． C． D． 3．（23-24高二下·上海·期中）已知298K、101kPa条件下：①；②。由此得出的正确结论是 A．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应 B．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应 C．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应 D．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应 4．与生成的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是 A．完全燃烧放出热量为 B． C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．根据图示推出 5．已知的燃烧热为，在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体，放出热量。下列说法正确的是 A．燃烧放出的热量一定是 B．的燃烧热为 C．等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多 D． 6．NO催化生成的过程由三步基元反应构成： 第一步：  ； 第二步：  ； 第三步：  。 下列说法错误的是 A．该反应会经历三个过渡态 B．第二步、第三步反应均为放热反应 C．催化剂NO不改变总反应的焓变 D．总反应的 7．下列叙述正确的是 A．甲烷的燃烧热为890kJ/mol，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 B．在一定条件下将和置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为 C．已知稀HCl溶液和稀NaOH溶液中溶液生成1molH2O的热效应，若将含0.5moH2SO4的稀溶液与含0.5mol Ba(OH)2的溶液混合，放出的热量要等于57.3kJ D．31g白磷比31g红磷能量多b kJ，P4(白磷，s)(红磷，s) 8．在密闭容器中充入4 mol N2和6mol H2，一定条件下建立平衡：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH=-Q kJ/mol，则在此条件下，反应放出的热量可能为 A．1.7Q kJ B．4Q kJ C．3Q kJ D．2.2Q kJ 9．碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2=-299 kJ·mol-1，则ΔH1为 A．-1 703 kJ·mol-1 B．-1 389 kJ·mol-1 C．-1 334 kJ·mol-1 D．-1 160 kJ·mol-1 10．研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如下： 已知①反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)  △H1 = a kJ·mol-1 ②反应Ⅲ：S(s)+O2(g)= SO2(g)      △H3 = b kJ·mol-1 下列说法错误的是： A．反应Ⅰ中反应物总能量小于生成物的总能量 B．上述反应中至少涉及4种能量转化形式 C．用S(g)代替反应Ⅲ中的S(s)的反应焓变为△H4，则△H3  < △H4 D．反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)  △H2 =-(a +b) kJ·mol-1 综合应用 11．已知：①；②；③、、的键能分别为、、。下列叙述正确的是 A．   B．键能差 C．   D．   12．和的能量关系如下图所示 已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法正确的是 A． B． C． D． 13．将转化为乙醇可以实现降碳，过程中发生的反应如下：                           则    ，等于 A． B． C． D． 14．化学在减少排放、增加吸收的科学技术创新方面发挥着重要作用。 （1）国际空间站中处理的一个重要方法是将还原，原理为：。已知下列反应： 反应：   反应：   反应：   ①的燃烧热 。(用字母a、b、c表示，下同) ②则的 。 （2）逆水煤气变换反应对于实现资源化利用具有重要意义。 ①已知部分化学键键能数据如下，则的 (CO分子结构为)。 化学键 H-H C=O O-H 键能/() 436 803 1076 465 ②在催化剂作用下，以上反应分为两步，第一步为吸热的慢反应，第二步为放热的快反应。能正确表示催化反应过程的能量变化示意图为 (填字母)。 A．        B．        C．        D． 15．完成下列问题。 （1）合成氨反应的能量变化如图所示。 该反应的热化学方程式是： ΔH= 。 （2）室温下，(Si为-4价)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成固体和。已知室温下自燃时每转移0.05mol电子，放出a kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。 （3）已知  ΔH=-92 kJ·mol和下列表格数据： 化学键 H-H 键能/ 435 943 计算N-H的键能为 。 （4） =-a kJ·mol； ΔH2= -b kJ·mol，则a b， ΔH2 (填>或<)。 （5）二甲醚(DME)(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： ①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　 ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O 　ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　 ΔH3=-41.2kJ·mol-1 则反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) 　ΔH= kJ/mol。 拓展培优 16．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是 A．途径①和途径②的反应热是相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 17．回答下列问题： （1）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化：  。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，与反应生成和的热化学方程式为： 。 （2）已知在和下，部分化学键键能（气态原子气态分子）数据如表所示。 化学键 键能（） 498 414 803 462 已知：  ，甲烷（）是一种常用燃料，则表示甲烷的摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。 18．2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题： I．2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，1.68L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2g，M在常温常压下完全燃烧生成和时，放出的热量。 （1）M的分子式为 。该气体的标准燃烧热 。(保留一位小数) II．火箭发射常用(肼)作燃料，与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。已知： （2）请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式 。 （3）1molN2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时，放出的热量是 。 III．甲醇也是一种常见的燃料，利用和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：，其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示。 （4）下列说法正确的是 。 A．上述反应的 B．a反应正反应的活化能为 C．b过程中第I阶段为吸热反应，第II阶段为放热反应 D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和 E．b过程的反应速率：第II阶段>第I阶段 （5）能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的为 。 化学键 C—H H—H C—O C=O H—O 键能 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8 19．化学反应过程中的热量变化在生活、生产和科学研究中具有广泛的应用。 （1）已知几种燃料的燃烧热()如表： 燃料 乙烯(g) 己烷 氢气(g) 燃烧热 -1411 -4163 -285.8 则己烷(l)裂解生成乙烯和氢气的热化学方程式为 。 （2）用、合成甲醇和甲醚的过程中主要发生的反应如下： 反应①： 反应②： 反应③： 则 (用含m，n的代数式表示)。 （3）以甲烷为原料可制得氢气：。有关化学反应的能量变化如图所示，则与反应生成和的热化学方程式为 。 （4）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层破坏的主要气体。 已知：① ② 用33.6L(标准状况)CO还原至(CO完全反应)的整个过程中转移电子的数目为 ，放出的热量为 (用含有和的代数式表示)kJ。 （5）合成氨反应中一些化学键的键能如表所示： 化学键 键能 化学键 键能 946 462.8 390.8 436 由表中数据可知稳定性： (填“>”或“<”)，写出和反应生成的热化学方程式： 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$