1.2 第2课时 反应热的计算（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（人教版2019）

第一章　化学反应的热效应 第二节　反应热的计算 第2课时　反应热的计算 基础过关练　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　 题组一　　反应热的相关计算 1.工业上PCl3可通过下列反应制取:P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g)(已知P4为正四面体结构,如图),断裂1 mol P—P、1 mol Cl—Cl、1 mol P—Cl需要吸收的能量分别为a kJ、b kJ、c kJ,该反应的ΔH为(　　) A.(12c-6a-6b) kJ·mol-1 B.(4a+6b-12c) kJ·mol-1 C.(a+6b-12c) kJ·mol-1 D.(6a+6b-12c) kJ·mol-1 2.合成氨工业中的氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　ΔH=+162 kJ·mol-1,断裂化学键所需能量如表,则断裂1 mol C—H所需吸收的能量为 (　　) 化学键 H—O C O H—H 断裂1mol化学键 需要吸收的能量/kJ 464 803 436 A.207 kJ　　　　B.414 kJ　　　C.632 kJ　　　　D.828 kJ 3.(教材习题改编)已知:①2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH1=-571.6 kJ/mol ②H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH2=-241.8 kJ/mol ③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-890.3 kJ/mol 请回答下列问题: (1)H2的燃烧热为　　　　kJ/mol;等质量的H2和CH4完全燃烧生成H2O(l),放出热量较多的是　　　　。  (2)112.0 L(标准状况)H2和CH4的混合气体充分燃烧生成H2O(l),放出3 242.5 kJ热量,则混合气体中CH4的体积分数为　　　　。  (3)写出CH4燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式:　　　　　。  题组二　　反应热的判断与大小比较 4.下列各组热化学方程式中,ΔH的比较正确的是 (　　) ①C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1 C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH2 ②S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH3 S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH4 ③H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH5 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH6 ④CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)　ΔH7 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)　ΔH8 A.ΔH1<ΔH2　　　　B.ΔH3<ΔH4 C.ΔH5<ΔH6　　　　D.ΔH7>ΔH8 5.(经典题)已知:①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH1 ②3H2(g)+Fe2O3(s) 2Fe(s)+3H2O(g)　ΔH2 ③2Fe(s)+O2(g) Fe2O3(s)　ΔH3 ④2Al(s)+O2(g) Al2O3(s)　ΔH4 ⑤2Al(s)+Fe2O3(s) Al2O3(s)+2Fe(s)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　) A.ΔH1>0　　　　B.ΔH5>0 C.ΔH4<ΔH3　　　　D.ΔH1=ΔH2+ΔH3 能力提升练　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　 题组　　反应热知识的综合应用 1.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水制氢流程如图。 已知氢气燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,ΔH3为 (　　) A.+172 kJ·mol-1　　　　B.+400 kJ·mol-1 C.+29 kJ·mol-1　　　　D.+254 kJ·mol-1 2.(经典题)(2024河南濮阳月考)回答下列问题: (1)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合并在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(石墨,s) 2Al2O3(s)+3TiC(s)　ΔH=-1 176 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为　　　　。  (2)下表是断裂部分化学键所需吸收的能量数据。 化学键 P—P P—O O O P O 断裂1mol化学键 需吸收的能量/kJ 198 360 498 x ①已知1 mol白磷完全燃烧生成固态P4O10的ΔH=-2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10的结构如图所示,则表中x=　　　　。  ②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为 　　　　kJ。  3.25 ℃、101 kPa下,磷与氯气反应时各状态间的能量(单位为kJ·mol-1)变化如图所示。已知:E1=E2-274.4 kJ·mol-1=E3-495.2 kJ·mol-1=E4-626 kJ·mol-1=E5-1 703.6 kJ·mol-1=E6-1 774 kJ·mol-1。 回答下列问题: (1)依据图示写出各反应的焓变: 6Cl2(g)+P4(白磷,s) 4PCl3(g)　ΔH1=　　　　;  5Cl2(g)+2P(红磷,s) 2PCl5(g)　ΔH2=　　　　;  Cl2(g)+PCl3(l) PCl5(s)　ΔH3=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)已知25 ℃、101 kPa下: ①P4(白磷,s)+5O2(g) 2P2O5(s)　ΔH4 ②4P(红磷,s)+5O2(g) 2P2O5(s)　ΔH5 则ΔH4　　　　(填“>”“=”或“<”)ΔH5。  (3)黑磷与白磷、红磷互为同素异形体,已知P4(白磷,s) 4P(黑磷,s)　ΔH=-157.2 kJ·mol-1,则红磷、白磷、黑磷的稳定性从高到低的顺序 为　　　　　　　　　(填名称)。  (4)25 ℃、101 kPa下 ,将1.86 g红磷在2.24 L(已换算成标准状况)Cl2中引燃,生成了大量的白色烟雾,完全反应后,若红磷和Cl2均无剩余且生成的每种产物均只有一种状态,此时放出的热量为　　　　kJ。  答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.D 2.B 4.A 5.C 1.D　P4为正四面体结构,含有6个P—P(破题关键),ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量=(6a+6b-12c) kJ·mol-1。 2.B　在化学反应中,旧键断开吸收能量,新键形成释放能量,ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量,设断裂1 mol C—H需要吸收的能量为a kJ,则ΔH=(4×a+4×464-2×803-4×436) kJ·mol-1=+162 kJ·mol-1,解得a=414。 3.答案　(1)285.8　H2　(2)60%　(3)CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.3 kJ/mol 解析　(1)根据反应①可知2 mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放热571.6 kJ,则H2的燃烧热为285.8 kJ/mol;根据反应①、③可分别求出1 g H2、CH4完全燃烧生成H2O(l)放出的热量分别为=142.9 kJ、≈55.6 kJ,故等质量的H2和CH4完全燃烧,H2放出的热量较多。(2)设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x mol和y mol,依据题意得x+y=和285.8x+890.3y=3 242.5,解得x=2、y=3,故混合气体中CH4的体积分数为×100%=60%。(3)根据盖斯定律,②×2-①+③得CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=(-241.8×2+571.6-890.3)kJ/mol=-802.3 kJ/mol。 4.A　等质量的C完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多,故有ΔH2>ΔH1,A正确;S(s)具有的总能量比等质量的S(g)小,故等质量S(s)比S(g)完全燃烧放出的热量少,故ΔH3>ΔH4,B错误;根据|ΔH|与热化学方程式化学式前的化学计量数呈正比,可知H2(g)+O2(g) H2O(l),2H2(g)+O2(g) 2H2O(l),2ΔH5=ΔH6<0,则有ΔH5>ΔH6,C错误;CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)是放热反应,即ΔH7<0,而CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)为吸热反应,即ΔH8>0,则有ΔH7<ΔH8,D错误。 5.C　燃烧反应为放热反应,所以ΔH1<0,A错误;Al与Fe2O3的反应属于铝热反应,铝热反应是放热反应,所以ΔH5<0,B错误;根据盖斯定律,将反应④-③得2Al(s)+Fe2O3(s) Al2O3(s)+2Fe(s)　ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,则ΔH4<ΔH3,C正确;根据盖斯定律,将反应②+③得3H2(g)+O2(g) 3H2O(g)　ΔH2+ΔH3,与反应①进行比较,可得出ΔH1=(ΔH2+ΔH3),D错误。 能力提升练 1.A　读图是解答本题的关键,在题述类流程图中箭头指入物质为反应物,箭头指出物质为生成物(解题技法)。反应①为SO2(g)+I2(g)+2H2O(l) H2SO4(aq)+2HI(g)　ΔH1=-213 kJ·mol-1;反应②为H2SO4(aq) SO2(g)+1/2O2(g)+H2O(l)　ΔH2=+327 kJ·mol-1;根据盖斯定律可知,反应①+反应②得反应④I2(g)+H2O(l) 2HI(g)+1/2O2(g)　ΔH4=+114 kJ·mol-1;氢气燃烧热ΔH=-286 kJ·mol-1,则反应⑤H2(g)+1/2O2(g) H2O(l)　ΔH5=-286 kJ·mol-1;反应③为2HI(g) I2(g)+H2(g),根据盖斯定律可知,反应③=-(反应④+反应⑤),则ΔH3=-(+114 kJ·mol-1-286 kJ·mol-1)=+172 kJ·mol-1。 2.答案　(1)98 kJ　(2)①585　②819 解析　(1)由反应4Al(s)+3TiO2(s)+3C(石墨,s) 2Al2O3(s)+3TiC(s)可知,转移12 mol电子放出热量1 176 kJ,则反应过程中每转移1 mol电子放出的热量为 kJ=98 kJ。 (2)①由题意可知,白磷燃烧生成P4O10(s)的热化学方程式为P4(s)+5O2(g) P4O10(s)　ΔH=-2 982 kJ·mol-1,由ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量,可得(198×6+498×5-360×12-4x) kJ·mol-1=-2 982 kJ·mol-1,解得x=585。 ②由题意可知,白磷燃烧生成P4O6的化学方程式为P4(s)+3O2(g) P4O6(s),由ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量,可得ΔH=(198×6+498×3-360×12) kJ·mol-1=-1 638 kJ·mol-1,则0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为0.5 mol×1 638 kJ·mol-1=819 kJ。 3.答案　(1)-1 148 kJ·mol-1　-714.6 kJ·mol-1　-123.8 kJ·mol-1　(2)<　(3)黑磷>红磷>白磷　(4)19.364 解析　(1)由题图可知,ΔH1=E4-E6=(E1+626 kJ·mol-1)-(E1+1 774 kJ·mol-1)=-1 148 kJ·mol-1;ΔH2===-714.6 kJ·mol-1;ΔH3===-123.8 kJ·mol-1。(2)由题图可知,白磷转化为红磷的反应为P4(白磷,s) 4P(红磷,s)　ΔH=E5-E6=(E1+1 703.6 kJ·mol-1)-(E1+1 774 kJ·mol-1)=-70.4 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,反应①-②得反应P4(白磷,s) 4P(红磷,s),则ΔH=ΔH4-ΔH5<0,ΔH4<ΔH5。(3)根据(2)可知P4(白磷,s) 4P(红磷,s)　ΔH=-70.4 kJ·mol-1　ⅰ,则等质量时含有的能量:白磷>红磷;P4(白磷,s) 4P(黑磷,s)　ΔH=-157.2 kJ·mol-1　ⅱ,则等质量时含有的能量:白磷>黑磷;根据盖斯定律,ⅰ-ⅱ可得4P(黑磷,s) 4P(红磷,s)　ΔH=+86.8 kJ·mol-1,则等质量时的能量:红磷>黑磷,由于物质的能量越高稳定性越差,故物质的稳定性:黑磷>红磷>白磷。(4)由题图可知,2P(红磷,s)+3Cl2(g) 2PCl3(l)　ΔH6===-604.2 kJ·mol-1,2P(红磷,s)+5Cl2(g) 2PCl5(s)　ΔH7===-851.8 kJ·mol-1,设Cl2与红磷反应生成PCl3(l)为x mol、生成PCl5(s)为y mol,由题意可得:①(x+y) mol=,②(3x+5y) mol=×2,解得x=0.05、y=0.01,则反应放出的热量为×0.01 mol+×0.05 mol=19.364 kJ。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$