专题03 反应热的计算与比较（重难点讲义） 化学鲁科版2019选择性必修1

专题03 反应热的计算与比较 1.知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 2掌握反应热的计算公式。 3.掌握反应热大小的比较。 知识点一 盖斯定律 1．盖斯定律的内容 大量实验证明，一个化学反应，不管是________完成的还是________完成的，其反应热是________的。换句话说，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．盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热： (1)有些反应进行得很________。 (2)有些反应不容易________________。 (3)有些反应的生成物不纯(________发生)。 3．应用盖斯定律的计算方法 (1)“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径 ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则有ΔH＝________________。 (2)加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过_________的方法得到所求的热化学方程式。 举例说明： 根据如下两个反应，选用上述两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。 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 ①“虚拟路径”法 反应C(s)＋O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下： 则ΔH＝________＝________ kJ·mol－1。 ②加合法 分析：找唯一：C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次 同侧加：C是Ⅰ中反应物，为同侧，则“＋Ⅰ” 异侧减：CO是Ⅱ中反应物，为异侧，则“－Ⅱ” 调计量数：化学计量数相同，不用调整，则Ⅰ－Ⅱ即为运算式。所以ΔH＝________＝________kJ·mol－1。 4.应用能量守恒定律对盖斯定律进行论证 假设反应体系的始态为S，终态为L，它们之间的变化用两段弧线(可以包含着任意数目的中间步骤)连接,如图所示： 由图可知，反应体系先从S变化到L，体系放出能量(△H<0)，再由L变回到S，体系吸收能量(△H>0)。经过一个循环，体系仍处于S态，所有的反应物都和反应前一样。如果△H1+△H2≠0，那么在物质丝毫未损的情况下体系能量发生了改变，违背了能量守恒定律。因此△H1+△H2＝0，化学反应的反应热只与反应体系的________________有关，而与反应进行的________无关。 知识点二 盖斯定律的应用 盖斯定律应用的一般步骤： （1）定目标和已知。根据题目条件确定________________和________，注意________和标注________物质的三态变化伴随有热量变化)，注意△H的符号、数值和单位，并且标注各个已知方程式的序号。 （2）找缺失物质。找出已知方程式中存在而目标方程式中________的物质，并做好标记。 （3）变形约缺失。通过将已知方程式加减乘除约去________，注意方程式同乘以或者同除以(整数或分数)时，△H也要同乘以或者同除以n。 知识点三 反应热的计算 1．根据反应物和生成物的能量计算 公式：△H = ________________________________ 2．根据反应物和生成物的键能计算 公式：△H = ________________________________ 3．根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算 公式：△H = ________________________________ 如图：则ΔH＝________________ 4．根据正反应和逆反应的活化能计算 公式：△H = ________________________________ 根据中和热计算 公式：中和反应放出的热量＝________×|ΔH| 6．根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 公式：Q＝燃烧热×_____________________ 7．根据热化学方程式进行有关计算 反应热与反应物各物质的物质的量成____比，根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。 8．根据盖斯定律计算 （1）运用盖斯定律的技巧——“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的________，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的________。 三调：调整中间物质的________。 一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH______。 （2）运用盖斯定律的三个注意事项 ①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也________该数。 ②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相________。 ③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之________，但数值________。 知识点四 反应热大小的比较 1．ΔH大小比较时注意事项 ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。 （1）吸热反应的ΔH为“________”，放热反应的ΔH为“________”， 所以吸热反应的ΔH一定________放热反应的ΔH。 （2）放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越________。 2．常见的几种ΔH大小比较方法 （1）如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要________ 例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。 （2）同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g) ____E(l) ____E(s)，可知反应热大小亦不相同。 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 （3）晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同 如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 （4）根据反应进行的程度比较反应热大小 ①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越______，ΔH______，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 ②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量________相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 （5）中和反应中反应热的大小不同 ①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。 ②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。 ③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。 知识点探究 1. 什么是盖斯定律？它在反应热计算中有什么作用？ 1. 如何利用盖斯定律通过多个热化学方程式的组合来计算反应热？ 1. 在实际题目中，如何根据题目所给的不同信息选择合适的方法计算反应热？ 题型01对盖斯定律的理解 【典例】发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【变式训练】已知下列热化学方程式： (1)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1 (2)3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1 (3)Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝19 kJ·mol－1 写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：________________。 ΔH＝－25 kJ·mol－1－(－3 kJ·mol－1)，整理得：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·mol－1。 题型02 盖斯定律的应用 【典例】已知反应： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1 ②N2(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH2 ③N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为( ) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 【变式】已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221.0kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝－483.6kJ·mol－1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH为( ) A．＋262.6kJ·mol－1 B．－131.3kJ·mol－1 C．－352.3kJ·mol－1 D．＋131.3kJ·mol－1 【变式】发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l) ΔH2＝－0.92kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l) ΔH3＝－6.84kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g) ΔH4＝＋44.0kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为( ) A．＋237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 题型03反应热的计算 【典例】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为243kJ·mol－1，H—Cl键的键能为431kJ·mol－1，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热(ΔH)等于( ) A．－183kJ·mol－1 B．183kJ·mol－1 C．－862kJ·mol－1 D．862kJ·mol－1 【变式】25 ℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8kJ·mol－1、ΔH＝－890.3kJ·mol－1、ΔH＝－2800kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( ) A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3kJ·mol－1 D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1400kJ·mol－1 【变式】已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．每生成2分子AB吸收b kJ热量 B．断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键，放出a kJ能量 C．该反应中反应物的总能量高于产物的总能量 D．该反应吸收的热量为(a-b) kJ·mol-1 解题要点 运用盖斯定律计算反应热，快速解题的思路：一是抓关键物质，关键物质(在已知热化学方程式中只出现一次的物质)系数增加几倍，ΔH也增加几倍；二是关键物质由已知反应反应物变为目标反应生成物(反之也一样),则ΔH正负相反。 题型04 反应热的比较 【典例】下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是( ) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 【变式】根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( ) A．Q1>Q2>Q3 B．Q1>Q3>Q2 C．Q3>Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3 【变式】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2 根据已述反应所得出的结论正确的是( ) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2C．ΔH1<ΔH2 D．金刚石比石墨稳定 题型05 反应热的计算与比较综合题 【典例】天然气的主要成分为，一般还含有、等烃类，是重要的燃料和化工原料。 (1)乙烷在一定条件可发生如下反应：　，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表所示： 物质 摩尔燃烧焓 -1560 -1411 -286 则 (2)甲烷是常见的燃料，加氢可制备甲烷，其反应为　。 物质 键能：1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 465 413 a ① 。 ②对于加氢制备甲烷的反应，有关说法错误的是 。 A．该反应理论上可以设计成原电池 B．该反应过程中有旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量 C．反应结束，体系中物质的总能量降低 D．此反应可以变废为宝，有利于碳中和和碳达峰的实现 ③已知：标准摩尔生成焓是指标况下，由元素最稳定的单质生成1mol纯净物时的反应焓变。298K时，几种气态物质标准摩尔生成焓如表： 物质 -393.5 -241.5 x 0 则 。 (3)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径I：　 途径Ⅱ：　 　 　(a、b、c、d均为正值) 按途径Ⅱ反应，常温下，完全燃烧时放出的热量为 kJ(用含b、c、d的代数式表示)；相同条件下，等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时，途径I放出的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。 【巩固训练】 1．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法，其流程如图所示。已知向反应Ⅰ得到的产物中加过量I2会得到两层溶液含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层，这两层分别进行反应Ⅱ和Ⅲ，循环分解制氢。下列说法错误的是 A．反应I的化学方程式为SO2+2H2+I2=H2SO4+2HI B．该流程将太阳能转化为化学能，加快了水分解制氢的速率 C．反应Ⅲ是分解反应，I2是还原产物 D．SO2和I2是反应2H2O=2H2+O2的催化剂 2．（2024广东省湛江市某校高二上学期期中）已知：①； ②； ③； ④； 下列说法正确的是 A．反应②放出197kJ的热量，转移4mol电子 B．由反应①可知1mol水分解吸收的热量为285.8kJ C．反应③表示燃烧热的热化学方程式 D． 3．依据图示关系，等于 A．+0.5 B．-0.5 C．+24.78 D．-24.78 4．在相同条件下，将1molC(s)分别按如下途径燃烧：①1molC(s)→1molCO2(g)；②1molC(s)→1molCO(g)，1molCO(g)→1molCO2(g)，放出的热量关系为 A．①＞② B．①=② C．①＜② D．无法比较 【答案】B 【详解】途径①和②虽过程不同，但始态、终态相同，故两途径的焓变相同，综上所述故选B。 5．利用铁及其氧化物循环制氢的原理如图所示。下列说法正确的是 已知：①流程中的为生成或消耗、生成或消耗时的能量变化； ②通入反应器Ⅰ中的和的物质的量之比为； ③除铁及其化合物为固态，其余物质均为气态。 A．反应器Ⅱ中反应的热化学方程式为   B．反应器Ⅲ中生成，需要消耗 C．以生成为基准，上述流程总反应的焓变 D．在反应器Ⅰ中通入含和的混合气体充分反应，理论上可在反应器Ⅱ中获得 6．相同条件下，下列比较不正确的是 A．焓(H)的大小关系： B．熵(S)的大小关系： C．溶液中水的电离程度： D．等质量S分别在纯氧和空气中完全燃烧放出的能量：两者相等 7．在冶金领域可以作为优质的脱氧剂和脱硫剂，以和焦炭为原料可以制备得到。已知： ①； ②； ③。 下列说法正确的是 A． B． C．加大焦炭的投入量，反应①②的速率均增大 D．对于上述三个反应，保持其他条件不变，压缩容器体积，平衡时的浓度不变 8．下列说法正确的是 A．为了充分利用热能，可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧 B．H2S的标准燃烧热为562.2kJ/mol，则H2S燃烧的热化学方程式为：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)  △H=-1124.4kJ/mol C．侯氏制碱法比氨碱法更好的主要原因是前者更有利于保护环境 D．若如图的转化可以实现，根据盖斯定律， 9．已知中和热：。利用三组稀溶液分别进行“中和热”测定实验，并计算出生成1 mol水对应的反应热(a、b、c)。下列正确的是 序号 ① ② ③ 稀溶液 硫酸和氢氧化钠 硫酸和氨水 硫酸和氢氧化钡 a b c A．a<-57.3 B．b<-57.3 C．b<a<c D．|b|<|a|<|c| 10．下列有关C(s，石墨) + H2O(g)CO(g)+ H2(g) ΔH= +131.5 kJ·mol−1的说法中，不正确的是 A．1mol C(s，石墨)和1mol H2O(g)的总能量低于1mol CO(g)和1mol H2(g)的总能量 B．反应消耗1mol C(s，石墨)和1mol H2O(l)所吸收的热量大于131.5kJ C．1 mol C(s，金刚石)与1 mol C(s，石墨)所具有的内能不同 D．只要得知H2(g)+ O2(g) =H2O(l)的ΔH，即可得C(s，石墨) + O2(g)CO(g)的ΔH 【强化训练】 11．已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧，放出热量。则、、的物质的量之比为 A． B． C． D． 12．链状葡萄糖分子中的醛基可与分子内羟基发生加成反应形成两种六元环状结构。常温下，各种葡萄糖结构及其所占百分含量如下图所示。已知各种葡萄糖结构中链状结构的熵最大，两种环状结构的熵相近。下列说法正确的是 A． B．三种结构中，吡喃葡萄糖的焓最小 C．葡萄糖由链状转化为环状结构是醛基和6号碳原子上羟基作用的结果 D．18g葡萄糖完全燃烧生成和放热akJ，故葡萄糖的燃烧热为10akJ/mol 13．以为催化剂的光热化学循环分解的反应机理如图所示；已知：常温常压下，由最稳定的单质合成l mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。和CO的摩尔生成焓分别为、。 下列说法错误的是 A．过程①吸收能量 B．反应过程中Ti元素的化合价未发生变化 C．该过程中存在的能量转化形式；光能→化学能，热能→化学能 D．二氧化碳分解的热化学方程式为 14．甲醇作为新型清洁可再生燃料，可通过反应： 来合成，反应过程中的能量变化如图所示。已知、的燃烧热()依次为、。下列说法正确的是 A． B．若产物为，相应的焓变为，则 C．相同条件下，完全燃烧比完全燃烧放出的热量少 D．若反应的焓变为，则 15．以CO和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为甲醇。 已知：①   kJ·mol ②   kJ·mol ③   kJ·mol 下列说法不正确的是 A．若温度不变，反应①中生成1 mol 时，放出的热量大于90.5 kJ B．与合成甲醇的热化学方程式为：   kJ·mol C．通过电解制和选用高效催化剂，可降低与合成甲醇反应的焓变 D．以和为原料合成甲醇，同时生成，该反应需要吸收能量 16．氮氧化物是一种大气污染物，其排放给人类生产生活以及自然环境带来了极大的伤害。可以用来消除氮氧化物的污染。其原理如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   部分化学键键能如下： 化学键 N—H O=O H—O E/() 391 498 946 463 下列说法正确的是 A． B．已知，NO中化学键的键能为 C． D．反应Ⅲ中的 17．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。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如图所示，下列有关判断错误的是 A．NO的摩尔生成焓为 B．H2O(l)的 C．比更稳定 D．标准状况下，完全燃烧放出的热量为 18．“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得△H4/(kJ•mol-1)为 A．+533 B．+686 C．+838 D．+1143 19．回答下列问题 (1)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 物质 燃烧热 () 则25℃时，和生成的热化学方程式为 。 (2)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应： a． b． c． d． e． 根据盖斯定律，反应a的 (写出一个代数式即可)。 (3)甲醇是重要的化工原料，利用和在催化剂的作用下合成甲醇，发生反应： 。 已知反应相关的键能数据如下： 化学键 键能 20．2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F摇十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射。该运载火箭推进物分为偏二甲基肼(C2H8N2)、四氧化二氮和液氢、液氧两种。 (1)氨热分解法制氢气，相关化学键的键能数据如下表所示： 化学键 N≡N H—H N—H 键能E(kJ/mol) 946.0 436.0 390.8 由以上数据可求得2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)∆H= 。 (2)在298.15K、100kPa条件下，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的摩尔热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1(已知：摩尔热容是指单位物质的量的某种物质升高单位温度所需的热量)。N2(g)、H2(g)合成NH3(g)的能量随温度T的变化示意图合理的是 。 A． B． C． D． (3)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一、反应器中存在如下反应： i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2 iii.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH3 iv.CH4(g)=C(s)+2H2(g)ΔH4 ⅳ为积炭反应，利用ΔH1、ΔH2和ΔH3，可计算ΔH4= 。 (4)3.0g液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成N2(g)、H2O(g)和CO2(g)，放出112.5kJ的热量，写出上述反应的热化学方程式 。 (5)对C2H8N2和N2O4反应的说法正确的是 。 A．偏二甲肼是比液氢更环保的燃料 B．N2即是氧化产物，又是还原产物 C．偏二甲基肼的燃烧热为2250kJ/mol D．偏二甲肼在四氧化二氮中的燃烧是放热反应 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 反应热的计算与比较 1.知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 2掌握反应热的计算公式。 3.掌握反应热大小的比较。 知识点一 盖斯定律 1．盖斯定律的内容 大量实验证明，一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的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。 2．盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热： (1)有些反应进行得很慢。 (2)有些反应不容易直接发生。 (3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。 3．应用盖斯定律的计算方法 (1)“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径 ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 (2)加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 举例说明： 根据如下两个反应，选用上述两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。 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 ①“虚拟路径”法 反应C(s)＋O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下： 则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 ②加合法 分析：找唯一：C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次 同侧加：C是Ⅰ中反应物，为同侧，则“＋Ⅰ” 异侧减：CO是Ⅱ中反应物，为异侧，则“－Ⅱ” 调计量数：化学计量数相同，不用调整，则Ⅰ－Ⅱ即为运算式。所以ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 4.应用能量守恒定律对盖斯定律进行论证 假设反应体系的始态为S，终态为L，它们之间的变化用两段弧线(可以包含着任意数目的中间步骤)连接,如图所示： 由图可知，反应体系先从S变化到L，体系放出能量(△H<0)，再由L变回到S，体系吸收能量(△H>0)。经过一个循环，体系仍处于S态，所有的反应物都和反应前一样。如果△H1+△H2≠0，那么在物质丝毫未损的情况下体系能量发生了改变，违背了能量守恒定律。因此△H1+△H2＝0，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。 知识点二 盖斯定律的应用 盖斯定律应用的一般步骤： （1）定目标和已知。根据题目条件确定已知方程式和目标方程式，注意配平和标注状态(物质的三态变化伴随有热量变化)，注意△H的符号、数值和单位，并且标注各个已知方程式的序号。 （2）找缺失物质。找出已知方程式中存在而目标方程式中没有出现的物质，并做好标记。 （3）变形约缺失。通过将已知方程式加减乘除约去缺失物质，注意方程式同乘以或者同除以(整数或分数)时，△H也要同乘以或者同除以n。 知识点三 反应热的计算 1．根据反应物和生成物的能量计算 公式：△H = 生成物总能量 — 反应物总能量 2．根据反应物和生成物的键能计算 公式：△H = 反应物总键能 — 生成物总键能 3．根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算 公式：△H = 断键吸收能量 — 成键释放能量 如图：则ΔH＝E1－E2 4．根据正反应和逆反应的活化能计算 公式：△H = 正反应活化能 — 逆反应活化能 5． 根据中和热计算 公式：中和反应放出的热量＝n(H2O)×|ΔH| 6．根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量) 7．根据热化学方程式进行有关计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比，根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。 8．根据盖斯定律计算 （1）运用盖斯定律的技巧——“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。 （2）运用盖斯定律的三个注意事项 ①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。 ②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 ③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 知识点四 反应热大小的比较 1．ΔH大小比较时注意事项 ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。 （1）吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”， 所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。 （2）放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。 2．常见的几种ΔH大小比较方法 （1）如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。 （2）同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 （3）晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同 如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 （4）根据反应进行的程度比较反应热大小 ①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 ②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 （5）中和反应中反应热的大小不同 ①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。 ②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。 ③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。 知识点探究 1. 什么是盖斯定律？它在反应热计算中有什么作用？ 答案：盖斯定律是指一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。它的作用是可以计算一些很难直接测量反应热的化学反应的。 1. 如何利用盖斯定律通过多个热化学方程式的组合来计算反应热？ 答案：先分析目标热化学方程式与已知热化学方程式之间的关系，通过对已知热化学方程式进行加减、乘除等运算，使其组合得到目标热化学方程式，相应的也进行相同的运算。 3. 在实际题目中，如何根据题目所给的不同信息选择合适的方法计算反应热？ 答案：首先要仔细分析题目所给的信息，若涉及化学键的键能数据，考虑用键能计算；若有能量图，根据能量图计算；若有多个热化学方程式，考虑用盖斯定律；若涉及燃烧反应，考虑用燃烧热计算；若给出活化能相关信息，用活化能计算。同时要结合化学反应的特点和已知条件进行综合判断。 题型01对盖斯定律的理解 【典例】发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将反应①－②－③×＋④可得目标反应的热化学方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ·mol－1。 【变式训练】已知下列热化学方程式： (1)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1 (2)3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1 (3)Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝19 kJ·mol－1 写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：________________。 【答案】FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·mol－1 【解析】本题主要考查了盖斯定律的应用。根据题目中所给的有关热化学方程式进行分析：从方程式(3)与方程式(1)可以看到我们需要的有关物质。但方程式(3)必须通过方程式(2)才能和方程式(1)结合在一起。将方程式(3)×2＋方程式(2)得：2Fe3O4(s)＋2CO(g)＋3Fe2O3(s)＋CO(g)===6FeO(s)＋2CO2(g)＋2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝19 kJ·mol－1×2＋(－47 kJ·mol－1)，整理得：(4)Fe2O3(s)＋CO(g)===2FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝－3 kJ·mol－1。将(1)－(4)得：2CO(g)===2Fe(s)＋2CO2(g)－2FeO(s) ΔH＝－25 kJ·mol－1－(－3 kJ·mol－1)，整理得：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·mol－1。 题型02 盖斯定律的应用 【典例】已知反应： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1 ②N2(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH2 ③N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为( ) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 【答案】D 【解析】根据目标方程式中NH3、NO2、H2O在已知方程式中只出现一次的物质作为调整依据：①×③＋②×2－③×2得目标方程式，同时ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3。 【变式】已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221.0kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝－483.6kJ·mol－1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH为( ) A．＋262.6kJ·mol－1 B．－131.3kJ·mol－1 C．－352.3kJ·mol－1 D．＋131.3kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气反应的ΔH。①－②得2C(s)＋2H2O(g)=2H2(g)＋2CO(g) ΔH＝－221.0kJ·mol－1－(－483.6kJ·mol－1)＝＋262.6kJ·mol－1，则C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH＝(＋262.6kJ·mol－1)÷2＝＋131.3kJ·mol－1。 【变式】发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l) ΔH2＝－0.92kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l) ΔH3＝－6.84kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g) ΔH4＝＋44.0kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为( ) A．＋237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【答案】D 【答案】根据盖斯定律，将反应①－②－③×＋④可得目标反应化学方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ·mol－1。 题型03反应热的计算 【典例】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为243kJ·mol－1，H—Cl键的键能为431kJ·mol－1，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热(ΔH)等于( ) A．－183kJ·mol－1 B．183kJ·mol－1 C．－862kJ·mol－1 D．862kJ·mol－1 【答案】A 【解析】ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×431kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1。 【变式】25 ℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8kJ·mol－1、ΔH＝－890.3kJ·mol－1、ΔH＝－2800kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( ) A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3kJ·mol－1 D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1400kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据燃烧热的概念中生成指定产物的含义可知，C→CO2(g)，H→H2O(l)，D项正确。 【变式】已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．每生成2分子AB吸收b kJ热量 B．断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键，放出a kJ能量 C．该反应中反应物的总能量高于产物的总能量 D．该反应吸收的热量为(a-b) kJ·mol-1 【答案】D 【解析】由图可知A2(g)+B2(g)═2AB(g)∆H=(a-b)kJ/mol，每生成2mol分子AB吸收(a-b)kJ能量，则生成2分子AB吸收kJ能量，A项错误；化学键的断裂吸收能量，断裂1molA-A键和1molB-B键，吸收akJ能量，B项错误；该反应为吸热反应，反应物的总能量低于产物的总能量，C项错误；由图可知，反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)═2AB(g)∆H=(a-b)kJ/mol，生成2molAB吸收的热量为(a-b)kJ·mol-1，D项正确。 解题要点 运用盖斯定律计算反应热，快速解题的思路：一是抓关键物质，关键物质(在已知热化学方程式中只出现一次的物质)系数增加几倍，ΔH也增加几倍；二是关键物质由已知反应反应物变为目标反应生成物(反之也一样),则ΔH正负相反。 题型04 反应热的比较 【典例】下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是( ) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 【答案】B 【解析】①中两个反应都是放热反应，后者生成液态水，所以放出的热量大于前者，而放热反应ΔH小于0，放热越多，焓变越小，故ΔH1＞ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和，都是放热反应，两个反应生成水的物质的量都是1mol，但是CH3COOH是弱电解质，电离过程吸收一部分热量，所以后者放出的热量少，所以ΔH3＜ΔH4。 【变式】根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( ) A．Q1>Q2>Q3 B．Q1>Q3>Q2 C．Q3>Q2>Q1 D．Q2>Q1>Q3 【答案】A 【解析】假设已知三个方程式分别为①、②、③，则①、②相比可知①为H2S完全燃烧的热化学方程式，故放出热量比②多，即Q1>Q2；②、③相比H2O的状态不同，因为等量的水，H2O(l)比H2O(g)能量低，故放出热量Q2>Q3，则有Q1>Q2>Q3。 【变式】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2 根据已述反应所得出的结论正确的是( ) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1<ΔH2 D．金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1，则相同量的金刚石和石墨相比较，金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则ΔH1<ΔH2<0，能量越低越稳定，则石墨稳定，C项正确。 题型05 反应热的计算与比较综合题 【典例】天然气的主要成分为，一般还含有、等烃类，是重要的燃料和化工原料。 (1)乙烷在一定条件可发生如下反应：　，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表所示： 物质 摩尔燃烧焓 -1560 -1411 -286 则 (2)甲烷是常见的燃料，加氢可制备甲烷，其反应为　。 物质 键能：1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 465 413 a ① 。 ②对于加氢制备甲烷的反应，有关说法错误的是 。 A．该反应理论上可以设计成原电池 B．该反应过程中有旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量 C．反应结束，体系中物质的总能量降低 D．此反应可以变废为宝，有利于碳中和和碳达峰的实现 ③已知：标准摩尔生成焓是指标况下，由元素最稳定的单质生成1mol纯净物时的反应焓变。298K时，几种气态物质标准摩尔生成焓如表： 物质 -393.5 -241.5 x 0 则 。 (3)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径I：　 途径Ⅱ：　 　 　(a、b、c、d均为正值) 按途径Ⅱ反应，常温下，完全燃烧时放出的热量为 kJ(用含b、c、d的代数式表示)；相同条件下，等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时，途径I放出的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。 【答案】(1)+137 (2) 801.65 B -75.2 (3) 等于 【详解】（1）由表格数据可得，反应①；反应②；反应③；根据盖斯定律可知，①-②-③得 。 （2）①由表格数据可得，，解得801.65。 ②A．该反应为自发进行的放热的氧化还原反应，理论上可以设计成原电池，正确； B．该反应为放热反应，故旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能量，错误； C．该反应为放热反应，故反应结束，体系中物质的总能量降低，正确； D．此反应将二氧化塔转化为甲烷，可以变废为宝，有利于碳中和和碳达峰的实现，正确；故选B。 ③根据题意得，，解得x=-75.2。 （3）根据途径Ⅱ的三个反应：①　；②　；③　；根据盖斯定律可知，由①+②+③可得，热化学方程式   ，则1mol完全燃烧放出热量为； 根据盖斯定律，等量的丙烷燃烧时，不管是一步完成还是多步完成，反应放出的热量相等。 【巩固训练】 1．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法，其流程如图所示。已知向反应Ⅰ得到的产物中加过量I2会得到两层溶液含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层，这两层分别进行反应Ⅱ和Ⅲ，循环分解制氢。下列说法错误的是 A．反应I的化学方程式为SO2+2H2+I2=H2SO4+2HI B．该流程将太阳能转化为化学能，加快了水分解制氢的速率 C．反应Ⅲ是分解反应，I2是还原产物 D．SO2和I2是反应2H2O=2H2+O2的催化剂 【答案】C 【解析】根据图中物质之间关系，反应I中，加入了水、二氧化硫和单质碘，结合转化图可知，产物为硫酸和HI，反应II中，硫酸生成二氧化硫和氧气，开始进行循环，反应Ⅲ中，反应I生成的HI分解生成氢气和单质碘，开展循环。反应I中反应物SO2、H2O 和I2，发生氧化还原反应，生成硫酸和氢碘酸，化学方程式为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI，A项正确；该过程以太阳能为热源，高效制氢，所以该流程将太阳能转化为化学能，B项正确；反应Ⅲ是2HI=H2+I2属于分解反应，碘元素化合价升高，I2是氧化产物，C项错误；SO2和I2循环利用，并未消耗，是反应2H2O=2H2+O2的催化剂，D项正确。 2．（2024广东省湛江市某校高二上学期期中）已知：①； ②； ③； ④； 下列说法正确的是 A．反应②放出197kJ的热量，转移4mol电子 B．由反应①可知1mol水分解吸收的热量为285.8kJ C．反应③表示燃烧热的热化学方程式 D． 【答案】D 【解析】1molC参与反应②，放出热量394kJ，转移电子4mol，故放出197kJ热量时，转移2mol电子，A项错误；由热化学方程式①可知，1mol气态水分解需要吸收285.8kJ的热量，而不是液态水，B项错误；表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数必须为1，且生成物应为稳定的氧化物，H2O的稳定状态应是液态，而不是气态，C项错误；因②×2+①-③=④，根据盖斯定律得：ΔH4=2ΔH2+ΔH1-ΔH3，D项正确。 3．依据图示关系，等于 A．+0.5 B．-0.5 C．+24.78 D．-24.78 【答案】D 【详解】根据盖斯定律可知，=-=-12.14-12.64=-24.78； 故选D。 4．在相同条件下，将1molC(s)分别按如下途径燃烧：①1molC(s)→1molCO2(g)；②1molC(s)→1molCO(g)，1molCO(g)→1molCO2(g)，放出的热量关系为 A．①＞② B．①=② C．①＜② D．无法比较 【答案】B 【详解】途径①和②虽过程不同，但始态、终态相同，故两途径的焓变相同，综上所述故选B。 5．利用铁及其氧化物循环制氢的原理如图所示。下列说法正确的是 已知：①流程中的为生成或消耗、生成或消耗时的能量变化； ②通入反应器Ⅰ中的和的物质的量之比为； ③除铁及其化合物为固态，其余物质均为气态。 A．反应器Ⅱ中反应的热化学方程式为   B．反应器Ⅲ中生成，需要消耗 C．以生成为基准，上述流程总反应的焓变 D．在反应器Ⅰ中通入含和的混合气体充分反应，理论上可在反应器Ⅱ中获得 【答案】D 【详解】A．根据已知①及原理图可知，对应的能量变化为，A错误； B．反应器Ⅲ中发生反应：，则生成，即，转移电子数为，需要消耗，B错误； C．由图可知， ①， ②， ③；由盖斯定律可知，3(①+②+③)可得总反应，则总反应的焓变，C错误； D．反应器Ⅰ中，和与反应生成，结合反应器Ⅱ中可知，参与反应能生成，D正确； 答案选D。 6．相同条件下，下列比较不正确的是 A．焓(H)的大小关系： B．熵(S)的大小关系： C．溶液中水的电离程度： D．等质量S分别在纯氧和空气中完全燃烧放出的能量：两者相等 【答案】C 【详解】A．等量的同种物质气态时能量最高，液态次之，固态最小，则焓(H)的大小关系：，A正确；   B．等量的同种物质气态时熵值最高，液态次之，固态最小，则熵(S)的大小关系：，B正确； C．酸和碱都会抑制水的电离，中氢氧根离子浓度为0.2mol/L、中氢离子浓度为0.1mol/L<0.2mol/L，则溶液中水的电离程度：，C错误；   D．反应的焓变与途径无关，与物质初态和终态有关，则等质量S分别在纯氧和空气中完全燃烧放出的能量：两者相等，D正确； 故选C。 7．在冶金领域可以作为优质的脱氧剂和脱硫剂，以和焦炭为原料可以制备得到。已知： ①； ②； ③。 下列说法正确的是 A． B． C．加大焦炭的投入量，反应①②的速率均增大 D．对于上述三个反应，保持其他条件不变，压缩容器体积，平衡时的浓度不变 【答案】D 【详解】A．由盖斯定律可得，①+②=③，则K3=K1·K2，A错误； B．由盖斯定律可得，①+②=③，则ΔH3=ΔH1+ΔH2，B错误； C．增加固体反应物的量相当于延长反应时间，不能加快反应速率，C错误； D．保持其他条件不变，压缩容器体积，物质的浓度增大，反应速率加快，由于温度不变，所以化学平衡常数不变，CO决定化学平衡常数，最终CO浓度仍然回到原平衡状态，浓度不变，D正确； 故选D。 8．下列说法正确的是 A．为了充分利用热能，可在燃烧时通入大量的空气以确保燃料完全燃烧 B．H2S的标准燃烧热为562.2kJ/mol，则H2S燃烧的热化学方程式为：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)  △H=-1124.4kJ/mol C．侯氏制碱法比氨碱法更好的主要原因是前者更有利于保护环境 D．若如图的转化可以实现，根据盖斯定律， 【答案】D 【详解】A．通入大量的空气会带走大量的热能，反而不能充分利用热能，通入的空气应适量，A错误； B．H2S的标准燃烧热是指1molH2S燃烧生成二氧化硫和液态水放出的能量，则H2S燃烧的热化学方程式应为：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H=-1124.4kJ/mol，B错误； C．氨碱法通过“制氨盐水→通CO2产生沉淀→煅烧得纯碱→回收氨”的循环流程实现碳酸钠的制备，流程复杂、产生废液较多，且煅烧石灰石生成二氧化碳时的能耗较高(侯氏制碱法利用合成氨工厂的副产品二氧化碳)，侯氏制碱法对其不足进行了改进，侯氏制碱法比氨碱法更好的主要原因是提高了食盐利用率，缩短了生产流程，降低了生产纯碱的成本，C错误； D．根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分多步完成，只要反应物和生成物的状态确定，反应热都是相同的，则图中存在：-=，即=0成立，D正确； 故选D。 9．已知中和热：。利用三组稀溶液分别进行“中和热”测定实验，并计算出生成1 mol水对应的反应热(a、b、c)。下列正确的是 序号 ① ② ③ 稀溶液 硫酸和氢氧化钠 硫酸和氨水 硫酸和氢氧化钡 a b c A．a<-57.3 B．b<-57.3 C．b<a<c D．|b|<|a|<|c| 【答案】D 【分析】中和热指25°C、101KPa稀的强酸强碱溶液完全反应生成1mol液态水所放出的热量为57.3kJ。①硫酸和氢氧化钠反应生成1 mol水放出的热量为57.3kJ，即a=-57.3；②氨水是弱碱，电离要吸热，硫酸和氨水反应放出的热量小于57.3kJ，即b>-57.3；③生成了硫酸钡沉淀放热，硫酸和氢氧化钡反应生成1 mol水放出的热量大于57.3kJ，即c<-57.3 。 【详解】A．硫酸和氢氧化钠反应生成1 mol水放出的热量为57.3kJ，即a=-57.3，A错误； B．氨水是弱碱，电离要吸热，硫酸和氨水反应放出的热量小于57.3kJ，即b>-57.3，B错误； C．a=-57.3，b>-57.3，c<-57.3，故b>a>c，C错误； D．a=-57.3，b>-57.3，c<-57.3，故b|<|a|<|c|，D正确； 故答案为：D。 10．下列有关C(s，石墨) + H2O(g)CO(g)+ H2(g) ΔH= +131.5 kJ·mol−1的说法中，不正确的是 A．1mol C(s，石墨)和1mol H2O(g)的总能量低于1mol CO(g)和1mol H2(g)的总能量 B．反应消耗1mol C(s，石墨)和1mol H2O(l)所吸收的热量大于131.5kJ C．1 mol C(s，金刚石)与1 mol C(s，石墨)所具有的内能不同 D．只要得知H2(g)+ O2(g) =H2O(l)的ΔH，即可得C(s，石墨) + O2(g)CO(g)的ΔH 【答案】D 【详解】A．C(s，石墨) + H2O(g)CO(g)+ H2(g) ΔH= +131.5 kJ·mol−1，为吸热反应，说明反应物的总能量小于成生成的总能量，A正确； B．H2O(l)转化为H2O(g)也需要吸收能量，故反应消耗1mol C(s，石墨)和1mol H2O(l)所吸收的热量大于131.5kJ，B正确； C．石墨和金刚石结构不同，同物质的量的两物质所具有的内能不同，C正确； D．H2(g)+ O2(g) =H2O(l)中水的状态是液态，而题干中的热化学方程式为气态水，H2O(l)转化为H2O(g)也需要吸收能量，故还需要知道 H2O(l)转化为H2O(g)的ΔH，才能得出C(s，石墨) + O2(g)CO(g)的ΔH，D错误； 故选D。 【强化训练】 11．已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧，放出热量。则、、的物质的量之比为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧，放出热量。设、、的物质的量分别为x、y、z，可得方程①x+y+z=0.5，②1300x+1400y+1560z=700，反应①×1400-反应②得11x-160z=0，解得，根据选项，只有D项符合，故答案选D。 12．链状葡萄糖分子中的醛基可与分子内羟基发生加成反应形成两种六元环状结构。常温下，各种葡萄糖结构及其所占百分含量如下图所示。已知各种葡萄糖结构中链状结构的熵最大，两种环状结构的熵相近。下列说法正确的是 A． B．三种结构中，吡喃葡萄糖的焓最小 C．葡萄糖由链状转化为环状结构是醛基和6号碳原子上羟基作用的结果 D．18g葡萄糖完全燃烧生成和放热akJ，故葡萄糖的燃烧热为10akJ/mol 【答案】B 【详解】A．根据盖斯定律可知，，故A项错误； B．从图中来看，葡萄糖结构中链状结构的熵最大，葡萄糖由链状转化为环状结构ΔS<0，ΔH<0，转化产物中吡喃葡萄糖的占比更大，说明更易生成吡喃葡萄糖，即，吡喃葡萄糖的焓最小，故B项正确； C．葡萄糖由链状转化为环状结构是醛基和5号碳原子上羟基作用的结果，故C项错误； D．1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，产物应该是液态水，故D项错误； 故答案选B。 13．以为催化剂的光热化学循环分解的反应机理如图所示；已知：常温常压下，由最稳定的单质合成l mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。和CO的摩尔生成焓分别为、。 下列说法错误的是 A．过程①吸收能量 B．反应过程中Ti元素的化合价未发生变化 C．该过程中存在的能量转化形式；光能→化学能，热能→化学能 D．二氧化碳分解的热化学方程式为 【答案】B 【详解】A．由反应机理图可以看出过程①有旧化学键的断裂需要吸收能量，A正确； B．由反应机理图可以看出反应过程中Ti元素的成键数发生变化，化合价也发生变化，B错误； C．由反应机理图可以看出该过程中存在的能量转化形式有光能→化学能，还有热能→化学能，C正确； D．和CO的摩尔生成焓分别为、，可以写出热化学方程式①②，根据盖斯定律②-①可以得出，D正确； 故选B。 14．甲醇作为新型清洁可再生燃料，可通过反应： 来合成，反应过程中的能量变化如图所示。已知、的燃烧热()依次为、。下列说法正确的是 A． B．若产物为，相应的焓变为，则 C．相同条件下，完全燃烧比完全燃烧放出的热量少 D．若反应的焓变为，则 【答案】D 【详解】A．由图可知，，A错误； B．若产物为，能量低于，放出热量多，，B错误； C．相同条件下，完全燃烧比完全燃烧放出的热量多，C错误； D．设题干中为反应①，已知、的燃烧热()依次为、，则④，⑤，根据盖斯定律反应③()=①+④-⑤，=-90+()-()=-93，则，D正确； 故选D。 15．以CO和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时，第一步就需要将转化为甲醇。 已知：①   kJ·mol ②   kJ·mol ③   kJ·mol 下列说法不正确的是 A．若温度不变，反应①中生成1 mol 时，放出的热量大于90.5 kJ B．与合成甲醇的热化学方程式为：   kJ·mol C．通过电解制和选用高效催化剂，可降低与合成甲醇反应的焓变 D．以和为原料合成甲醇，同时生成，该反应需要吸收能量 【答案】C 【详解】A．1mol能量高于 1mol，反应物的总能量相同，根据能量守恒定律，若温度不变，反应国中生成1mol时，放出的热量大于90.5kJ，故 A 正确； B．根据盖斯定律，①—②得 ，故B正确 C．催化剂可降低与合成甲醇反应的活化能，但不改变反应的焓变，故C错误； D．已知反应④ 根据盖斯定律④×2—③×3得 ，，则该反应需要吸收能量，故 D 正确； 故选C。 16．氮氧化物是一种大气污染物，其排放给人类生产生活以及自然环境带来了极大的伤害。可以用来消除氮氧化物的污染。其原理如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   部分化学键键能如下： 化学键 N—H O=O H—O E/() 391 498 946 463 下列说法正确的是 A． B．已知，NO中化学键的键能为 C． D．反应Ⅲ中的 【答案】B 【详解】A．由键能计算a==-1262，故A错误； B．设键能为x，由键能计算946+498-2x=180，可得x=632，故B正确； C．根据盖斯定律，可得，故C错误； D．生成物气体的物质的量大于反应物物质的量，所以，故D错误； 故选B。 17．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。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如图所示，下列有关判断错误的是 A．NO的摩尔生成焓为 B．H2O(l)的 C．比更稳定 D．标准状况下，完全燃烧放出的热量为 【答案】BD 【详解】A．从图中可以看出，NO的摩尔生成焓为，A正确； B．H2O(g)的，由H2O(g)转化为H2O(l)时放热，则H2O(l)的，B错误； C．的，的，摩尔生成焓越低，物质越稳定，则比更稳定，C正确； D．N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)时，∆H=(-241.8 kJ∙mol-1)×2-50.6kJ∙mol-1=-534.2kJ∙mol-1，在标准状况下，N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)，H2O(g)转化为H2O(l)时放热，则完全燃烧放出的热量大于，D错误； 故选BD。 18．“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得△H4/(kJ•mol-1)为 A．+533 B．+686 C．+838 D．+1143 【答案】C 【详解】①； ②； ③； ④； ⑤； ⑥；则⑤+①-⑥-②+③得④，得到+838 kJ•mol-1，所以A B D错误， C正确， 故选C。 19．回答下列问题 (1)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 物质 燃烧热 () 则25℃时，和生成的热化学方程式为 。 (2)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应： a． b． c． d． e． 根据盖斯定律，反应a的 (写出一个代数式即可)。 (3)甲醇是重要的化工原料，利用和在催化剂的作用下合成甲醇，发生反应： 。 已知反应相关的键能数据如下： 化学键 键能 【答案】(1)6+3 H2(g)= △H= (2)- (3)-46 【详解】（1）①+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H2=-285.8kJ/mol，③+ O2(g)= +CO2(g)+6H2O(l) △H3= kJ/mol，根据盖斯定律：[①×12+②×6]×-③可得：6+3 H2(g)= △H=； （2）根据题目所给出的反应方程式关系可知：a=b+c-e=c-d，根据盖斯定律可知：=+-=-； （3）反应热=反应物总键能-生成物总键能， ×2+3× -( ×3+326+ )-2× =-46； 20．2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F摇十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射。该运载火箭推进物分为偏二甲基肼(C2H8N2)、四氧化二氮和液氢、液氧两种。 (1)氨热分解法制氢气，相关化学键的键能数据如下表所示： 化学键 N≡N H—H N—H 键能E(kJ/mol) 946.0 436.0 390.8 由以上数据可求得2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)∆H= 。 (2)在298.15K、100kPa条件下，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的摩尔热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1(已知：摩尔热容是指单位物质的量的某种物质升高单位温度所需的热量)。N2(g)、H2(g)合成NH3(g)的能量随温度T的变化示意图合理的是 。 A． B． C． D． (3)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一、反应器中存在如下反应： i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2 iii.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH3 iv.CH4(g)=C(s)+2H2(g)ΔH4 ⅳ为积炭反应，利用ΔH1、ΔH2和ΔH3，可计算ΔH4= 。 (4)3.0g液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成N2(g)、H2O(g)和CO2(g)，放出112.5kJ的热量，写出上述反应的热化学方程式 。 (5)对C2H8N2和N2O4反应的说法正确的是 。 A．偏二甲肼是比液氢更环保的燃料 B．N2即是氧化产物，又是还原产物 C．偏二甲基肼的燃烧热为2250kJ/mol D．偏二甲肼在四氧化二氮中的燃烧是放热反应 【答案】 +90.8kJ/mol C ΔH1+ΔH2-ΔH3 C2H8N2(1)+2N2O4(1)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)△H=-2250kJ/mol BD 【详解】(1)方程式的反应热等于反应物的键能和与生成物键能和之差，所以，答案为：+90.8kJ/mol； (2) N2(g)、H2(g)合成NH3(g)的反应为放热反应，所以反应物能量高于生成物，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的摩尔热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1，升高相同温度时，N2(g)和H2(g)能量升高的更多，能量随温度T的变化示意图合理的是C，答案为：C； (3)根据盖斯定律可知iv=i+ii-iii，则ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3，答案为：ΔH1+ΔH2-ΔH3； (4) 3.0g液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成N2(g)、H2O(g)和CO2(g)，放出112.5kJ的热量，1mol偏二甲基肼反应放热2250kJ，热化学方程式为：C2H8N2(1)+2N2O4(1)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)△H=-2250kJ/mol，答案为：C2H8N2(1)+2N2O4(1)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)△H=-2250kJ/mol； (5)A．氢气燃烧只生成无污染物质水，比偏二甲基肼更为环保，A错误； B．反应方程式为：C2H8N2+2N2O4=2CO2+4H2O+3N2，氮元素均变为0价态，所以N2即是氧化产物，又是还原产物，B正确； C．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，2250kJ/mol不是该反应的反应热，C错误； D．1mol偏二甲肼在四氧化二氮中的燃烧的反应热为：△H=-2250kJ/mol，为放热反应，D正确； 答案为：BD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$