1.1 第2课时 反应焓变的计算（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（鲁教版2019）

第2课时　反应焓变的计算 基础过关练 题组一　盖斯定律 1.依据图示关系,推测下列说法不正确的是 (　　) A.石墨燃烧是放热反应 B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多 C.C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2 D.化学反应的ΔH与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 2.工业上乙烯催化氧化制乙醛的某一反应原理为2CH2CH2(g)+O2(g) 2CH3CHO(aq),其反应热为ΔH,该反应原理可以拆解为如下三步反应: 反应Ⅰ.CH2CH2(g)+PdCl2(aq)+H2O(l) CH3CHO(aq)+Pd(s)+2HCl(aq)　ΔH1 反应Ⅱ.… 反应Ⅲ.4CuCl(s)+O2(g)+4HCl(aq) 4CuCl2(aq)+2H2O(l)　ΔH3 若反应Ⅱ的反应热为ΔH2,且ΔH=2ΔH1+2ΔH2+ΔH3,则反应Ⅱ的热化学方程式为 (　　) A.PdCl2(aq)+2CuCl(s) Pd(s)+2CuCl2(aq)　ΔH2 B.2Pd(s)+4CuCl2(aq) 2PdCl2(aq)+4CuCl(s)　ΔH2 C.Pd(s)+2CuCl2(aq) PdCl2(aq)+2CuCl(s)　ΔH2 D.2PdCl2(aq)+4CuCl(s) 2Pd(s)+4CuCl2(aq)　ΔH2 题组二　利用化学键计算反应热 3.有反应4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g),已知2 mol O2被还原时,放出a kJ的热量,且知断开1 mol OO键需要吸收b kJ的热量,断开1 mol Cl—Cl键需要吸收c kJ的热量。则断开1 mol H—O键比断开1 mol H—Cl键所需能量高 (　　) A. kJ C. kJ 4.(易错题)下表是断裂1 mol指定化学键所需的能量数据。 化学键 P—P P—O OO PO 所需能量/kJ 198 360 498 x (1)已知1 mol白磷完全燃烧生成固态P4O10的反应热ΔH=-2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示,则上表中x=　　　　。  (2)0.5 mol白磷(P4)与O2反应生成固态P4O6,放出的热量为　　　kJ。 能力提升练 题组一　利用盖斯定律计算焓变或确定焓变关系 1.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.反应HC(aq)+H+(aq) CO2(g)+H2O(l)为放热反应 B.C(aq)+2H+(aq) CO2(g)+H2O(l)　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 C.ΔH1>ΔH2,ΔH2<ΔH3 D.H2CO3(aq) HC(aq)+H+(aq)　ΔH<0 2.已知NH4X(X为卤素原子)有关转化过程的能量关系如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.ΔH1>0 B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0 C.因为NH4Cl固体溶于水吸热,所以ΔH6<0 D.已知:Br—Br键的键能大于I—I键的键能。相同条件下的ΔH2+ΔH3+ΔH5,NH4Br比NH4I的大 3.在298 K、1.01×105 Pa下,将0.5 mol CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是 (　　) A.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)　ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1 B.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)　ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1 C.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)　ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1 D.2CO2(g)+2NaOH(l) 2NaHCO3(l)　ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1 4.(1)工业上制二甲醚(CH3OCH3)是在一定温度、压强和催化剂作用下进行的。 反应器中发生了下列反应: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 ②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41.2 kJ·mol-1 反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g),则该反应的ΔH=　　　　。  (2)乙烷在一定条件下可发生如下反应:C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　ΔH,相关物质的摩尔燃烧焓如表所示: 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 摩尔燃烧焓ΔH/( kJ·mol-1) -1 560 -1 411 -286 ΔH=　　　　kJ·mol-1。  题组二　反应热的综合计算 5.科学家已获得了气态N4,其空间结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ能量,断裂1 mol 键吸收946 kJ能量。下列说法正确的是 (　　) A.N4属于一种新型化合物 B.N4(g) 2N2(g)　ΔH=+734 kJ·mol-1 C.N4(g)比N2(g)更稳定 D.以N4(g)为原料替代N2(g)合成等量NH3(g)时,会放出更多的热量 6.回答下列问题: (1)已知:ⅰ.4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1 ⅱ.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-184 kJ·mol-1 ①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。  ②断开1 mol H—O键所需能量为　　　　kJ。  (2)已知反应4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s) 2Al2O3(s)+3TiC(s)　ΔH=-1 176 kJ·mol-1,反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为　　　　。  (3)氮气与氢气反应合成氨的能量变化如图所示,则N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)　ΔH=　　　　。  7.25 ℃、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)黑磷是磷的另一种同素异形体,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.C 2.C 3.A 1.C　根据图示,C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH1<0,是放热反应,故A正确;根据图示,C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1①,CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1②,根据热化学方程式可知,都是放热反应,1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,C(石墨)放热多,根据盖斯定律,①-②×2可得C(石墨,s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH=ΔH1-2ΔH2,故B正确、C不正确;化学反应的焓变与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,故D正确。 2.C　由题干信息可知,ΔH=2ΔH1+2ΔH2+ΔH3,故ΔH2=,根据盖斯定律可知,反应Ⅱ=,故反应Ⅱ为Pd(s)+2CuCl2(aq) PdCl2(aq)+2CuCl(s)　ΔH2,选C。 3.A　ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键放出的总能量。根据题意可知,1 mol O2被还原时,反应放出 kJ的热量,即4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=- kJ·mol-1。设断开1 mol H—O键所需能量为x kJ,断开1 mol H—Cl键所需能量为y kJ,则有4y+b-(2c+4x)=-,解得x-y=,则断开1 mol H—O键比断开1 mol H—Cl键所需能量高 kJ,故选A。 4.答案　(1)585　(2)819 解析　(1)由题意可知,白磷完全燃烧生成P4O10的热化学方程式为P4(s)+5O2(g) P4O10(s)　ΔH=-2 982 kJ·mol-1,由ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键放出的总能量可得:(198×6+498×5) kJ·mol-1-(12×360+4x) kJ·mol-1=-2 982 kJ·mol-1,解得x=585。 (2)白磷燃烧生成P4O6的热化学方程式为P4(s)+3O2(g) P4O6(s)　ΔH=(198×6+498×3) kJ·mol-1-12×360 kJ·mol-1=-1 638 kJ·mol-1,则0.5 mol白磷与氧气反应生成固态P4O6放出的热量为0.5 mol×1 638 kJ·mol-1=819 kJ。 易错分析 在计算焓变时,需要判断化学键数目,如本题中的白磷(P4)、P4O6、P4O10,根据题给结构可确定1 mol物质中所含各化学键的物质的量。 能力提升练 1.B 2.C 3.C 5.D 1.B　由题图可知,溶液中HC(aq)与H+(aq)反应生成CO2(g)和H2O(l)的反应,反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应,A错误;由题图可得①C(aq)+H+(aq) HC(aq)　ΔH1,②HC(aq)+H+(aq) H2CO3(aq)　ΔH2,③H2CO3(aq) CO2(g)+H2O(l)　ΔH3,根据盖斯定律,①+②+③可得C(aq)+2H+(aq) CO2(g)+H2O(l)　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,B正确;由题图可知,ΔH1、ΔH2均小于0且|ΔH1|>|ΔH2|,故ΔH1<ΔH2,C错误;H2CO3(aq) HC(aq)+H+(aq)与HC(aq)+H+(aq) H2CO3(aq)互为逆过程,两个过程的焓变符号相反,ΔH2<0,故ΔH>0,D错误。 2.C　 3.C　0.5 mol CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中生成碳酸钠和碳酸氢钠,物质的量之比为1∶1,放出的热量为x kJ,热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq) NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)　ΔH=-4x kJ·mol-1①;1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中生成碳酸钠,放出的热量为y kJ,热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g) Na2CO3(aq)+H2O(l)　ΔH=-y kJ·mol-1②;根据盖斯定律可知,①-②得CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)　ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1;故选C。 4.答案　(1)-246.1 kJ·mol-1　(2)+137 解析　(1)第1步:快速分析目标方程式的反应物和生成物,判断是已知方程式的反应物还是生成物,同侧相加,异侧相减。 第2步:看目标方程式中没有出现而已知方程式中出现的物质,需要乘以适当的系数消去。 第3步:应用盖斯定律将①×2+②+③可得3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)　ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=-246.1 kJ·mol-1。 (2)第1步:分析所求的ΔH,需根据已知摩尔燃烧焓数据书写对应的热化学方程式: (ⅰ)C2H6(g)+O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 560 kJ·mol-1 (ⅱ)C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-1 411 kJ·mol-1 (ⅲ)H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1 第2步:根据目标方程式联立已知方程式: 由(ⅰ)-(ⅱ)-(ⅲ)得C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+137 kJ·mol-1。 5.D　N4属于单质,A错误;1 mol N4气体中含有6 mol N—N键,可生成2 mol N2(含有2 mol 键),则1 mol N4气体转变为N2时,化学键断裂吸收的热量为6×193 kJ=1 158 kJ,形成化学键放出的热量为2×946 kJ=1 892 kJ,所以反应放热,放出的热量为1 892 kJ-1 158 kJ=734 kJ,则N4(g) 2N2(g)　ΔH=-734 kJ·mol-1,B错误;等质量的N4(g)比N2(g)能量高,则N4(g)不如N2(g)稳定,C错误;2 mol N2转化为1 mol N4需要吸收734 kJ的热量,则以N4(g)为原料替代N2(g)合成等量NH3(g)时,放出的热量变多,D正确。 6.答案　(1)①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1　②462.9 (2)98 kJ (3)2(a-b-c) kJ·mol-1 解析　(1)①ⅰ+ⅱ×2得2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1-184 kJ·mol-1×2=-483.6 kJ·mol-1。 ②设断开1 mol H—O键所需能量为x kJ,根据ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键放出的总能量可得,(2×436+496-4×x) kJ·mol-1=-483.6 kJ·mol-1,x=462.9,即断开1 mol H—O键所需能量为462.9 kJ。 (2)该反应转移12 mol电子时,放出的热量为1 176 kJ,则反应过程中每转移1 mol电子放出的热量为=98 kJ。 (3)由题图可知, mol N2(g)和 mol H2(g)的化学键断裂吸收的总能量为a kJ,1 mol N(g)和3 mol H(g)形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ,NH3(g) NH3(l)　ΔH=-c kJ·mol-1,则N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)　ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1。 7.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,①-②得P4(白磷,s) 4P(红磷,s)　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,则等质量时具有的能量:白磷>红磷;P4(白磷,s) 4P(黑磷,s)　ΔH=-157.2 kJ·mol-1　ⅱ,则等质量时具有的能量: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,则等质量时具有的能量:红磷>黑磷,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×0.05 mol=19.364 kJ。 13 学科网（北京）股份有限公司 $$