1.1 第3课时 反应焓变的计算(Word教参)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修1（鲁科版）

第三课时　反应焓变的计算 新知探究(一)——盖斯定律及其应用 1.盖斯定律 定义 一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是一样的 特点 在给定条件下,一个化学反应的焓变只取决于反应体系的始态和终态,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.应用盖斯定律计算反应热的两种方法 对于以下两个反应: C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 CO(g)+O2(g)==CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1 根据盖斯定律,设计合理的途径,计算出C(s)+O2(g)==CO(g)的反应热ΔH。 方法一　虚拟路径法 根据所给的两个方程式,反应C(s)+O2(g)==CO2(g)可设计为如下途径: ΔH1=ΔH+ΔH2　 ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=-110.5 kJ·mol-1。  方法二　加和法 根据所给的两个热化学方程式,利用“加和”法求C(s)+O2(g)==CO(g)的ΔH。 根据C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 CO2(g)==CO(g)+O2(g)　ΔH2=+283.0 kJ·mol-1 上述两式相加得:C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1。  [微点拨]　①热化学方程式同乘以某一个数时,反应热的数值也必须乘上该数;②热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减(带符号);③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”号必须随之改变,但数值不变。 应用化学 　　在载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,然后通过电解水得到O2,从而实现O2的再生。已知: ①CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·mol-1 ②2H2O(l)==2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·mol-1 请写出甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式。 提示:由盖斯定律①+2×②可得CO2(g)+2H2O(l)==CH4(g)+2O2(g)　ΔH=+890.3 kJ·mol-1,则CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1。 [题点多维训练] 题点(一)　利用盖斯定律求焓变 1.根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中,正确的等式是 (　　) A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4 C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 解析:选D　由盖斯定律知:ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,D项正确。 2.已知反应: H2(g)+O2(g)==H2O(g)　ΔH1 N2(g)+O2(g)==NO2(g)　ΔH2 N2(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 解析:选D　由题意把已知反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律将方程式①×3+②×2-③×2得2NH3(g)+O2(g)==2NO2(g)+3H2O(g)　ΔH=3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3。 3.(2024·全国甲卷·节选)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。 已知如下热化学方程式: CH4(g)+Br2(g)==CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·mol-1 3CH3Br(g)==C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·mol-1 计算反应3CH4(g)+3Br2(g)==C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。  解析:根据盖斯定律,目标反应=第一个反应×3+第二个反应,则ΔH=3×ΔH1+ΔH2=3×(-29 kJ·mol-1)+20 kJ·mol-1=-67 kJ·mol-1。 答案:-67 |思维建模|利用盖斯定律计算ΔH的四步骤 定 确定待求反应的热化学方程式 找 找出待求热化学方程式中只在已知化学方程式中出现一次的物质 调 依据该物质调整已知化学方程式的方向(同侧相加,异侧相减)和化学计量数,每个已知化学方程式只能调整一次 算 ΔH与化学方程式一一对应调整和运算 题点(二)　利用盖斯定律书写热化学方程式 4.肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料,它与N2O4反应时N2O4为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:①N2(g)+2O2(g)==N2O4(g)　ΔH=+8.7 kJ·mol-1 ②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1 下列表示N2H4和N2O4反应的热化学方程式,正确的是 (　　) A.2N2H4(g)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 076.7 kJ·mol-1 B.N2H4(g)+N2O4(g)==N2(g)+2H2O(g) ΔH=-542.7 kJ·mol-1 C.2N2H4(g)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-542.7 kJ·mol-1 D.2N2H4(g)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 076.7 kJ·mol-1 解析:选A　根据盖斯定律,把已知两个反应相加减,可求得反应的ΔH。将②×2-①得2N2H4(g)+N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g),ΔH=-1 076.7 kJ·mol-1。 　　　　　　　新知探究(二)——焓变的计算及大小比较　 典例导学 　　[典例]　黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一, 反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,在25 ℃和101 kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ的热量。这些热量(工业中叫作“废热”)在生产过程中得到了充分利用, 大大降低了生产成本,对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。 (1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。 (2)计算理论上1 kg黄铁矿 (FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。 　　[解析]　(1)根据题意,FeS2燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+O2(g)Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1。(2)FeS2的摩尔质量为120 g·mol-1。1 kg黄铁矿含FeS2的质量为1 000 g×90%=900 g,900 g FeS2的物质的量为=7.5 mol,理论上1 kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为7.5 mol×853 kJ·mol-1≈6 398 kJ。 [答案]　(1)FeS2燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+O2(g)Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1　(2)理论上1 kg黄铁矿完全燃烧放出的热量约为6 398 kJ [系统融通知能] 1.计算反应热或者焓变的常用方法 计算依据 计算方法 热化学方程式 反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比 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 化学键的变化 ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的总能量-反应产物的化学键形成所放出的总能量 反应物和反应产物 的总能量 ΔH=H反应产物-H反应物 中和热 ΔH=-Q/n(H2O) 2.比较ΔH的方法 比较依据 原理 符号 吸热反应的焓变为正值,而放热反应的焓变为负值,故吸热反应的焓变一定大于放热反应的焓变 量值 同一个方程式,只是量的差异,则可直接比较数值大小,再依据焓变的符号进行比较 状态 固体→液体→气体,为吸热过程,反之放热。例如:对于放热反应,如状态吸热过程出现在反应物中,则放出的热量更多,焓变则变小;如果出现在生成物中,则放出的热量更少,焓变更大 反应进行 程度 对于多步进行的放热反应,反应越完全,则放热越多。对于可逆反应,若正反应是放热反应,反应程度越大,放出的热量越多,ΔH越小,反之越大 反应本质 等物质的量的不同物质与同一物质反应时,性质不同其反应热不同。如等物质的量的不同金属或非金属与同一物质反应放热,金属或非金属越活泼,反应就越容易发生,放出的热量就越多,ΔH越小 盖斯定律 依据盖斯定律对化学方程式进行相减运算,根据结果ΔH的符号判断原来焓变的大小 [题点多维训练] 题点(一)　焓变的计算 1.(2024·重庆卷)二氧化碳⁃甲烷重整是CO2资源化利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有: ①CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247 kJ·mol-1 ②CO(g)+H2(g)⇌C(s)+H2O(g) ΔH2=-131 kJ·mol-1 ③CO2(g)+2H2(g)⇌C(s)+2H2O(g) ΔH3=-90 kJ·mol-1 已知H—H键能为a kJ·mol-1,O—H键能为b kJ·mol-1,C—H键能为c kJ·mol-1,则CO(g)中的碳氧键键能(单位:kJ·mol-1)为 (　　) A.-206+3a-2b-4c B.-206-3a+2b+4c C.206+3a-2b-4c D.206-3a+2b+4c 解析:选B　根据盖斯定律,由反应①+反应②-反应③,可得反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+247 kJ·mol-1+(-131 kJ·mol-1)-(-90 kJ·mol-1)=+206 kJ·mol-1;根据ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,可得ΔH=4c kJ·mol-1+2b kJ·mol-1-3a kJ·mol-1-CO(g)中的碳氧键键能=+206 kJ·mol-1,故CO(g)中的碳氧键键能=(-206-3a+2b+4c)kJ·mol-1,B项正确。 2.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。 根据上图回答下列问题: (1)P和Cl2反应生成1 mol PCl3(g)(反应①)的热化学方程式是 　。 (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是　 。  (3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=　　　　　　　　,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH3。  解析:(1)生成物的总能量减去反应物的总能量就等于反应热,结合图像可知,1 mol PCl3(g)和反应物P(s)和Cl2(g)的能量差值为306 kJ,因此该热化学反应方程式为P(s)+Cl2(g)==PCl3(g)　ΔH=-306 kJ·mol-1。(2)根据图像可知PCl5(g)和PCl3(g)、Cl2(g)之间的能量差值为93 kJ,因此PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)==PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=+93 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律求得:ΔH3=-399 kJ·mol-1,且ΔH3=ΔH4,与反应的途径无关,只与物质的始态和终态有关。 答案:(1)P(s)+Cl2(g)==PCl3(g)　ΔH=-306 kJ·mol-1 (2)PCl5(g)==PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=+93 kJ·mol-1 (3)-399 kJ·mol-1　等于 题点(二)　焓变的大小比较 3.(2025·江西南昌阶段检测)已知下列热化学方程式: ①CH4(g)+O2(g)==CO2(g)+H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1 ③CH4(g)+O2(g)==CO2(g)+H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1 ④CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1 下列关系式中正确的是 (　　) A.a<c<0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0 解析:选C　比较反应①和③,反应物相同,反应①中H2O(g)的能量比反应③中H2O(l)的能量高,则放出的热量比反应③少,a比c大,故c<a<0,故A错误;比较反应②和④,反应物相同,反应②中H2O(g)的能量比反应④中H2O(l)的能量高,则放出的热量比反应④少,b比d大,故d<b<0,故B错误;反应②是①的二倍,故b=2a,燃烧反应是放热反应,故2a=b<0,故C正确;反应④是③的二倍,故d=2c,燃烧反应是放热反应,故2c=d<0,故D错误。 4.(2025·宁波镇海中学校级月考)在热的碱性水溶液1 mol Cl-、1 mol Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关ΔH说法正确的是 (　　) 2ClO-(aq)==Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH1 3ClO-(aq)==2Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH2 2Cl(aq)==Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH3 2Cl(aq)==ClO-(aq)+Cl(aq)　ΔH4 A.ΔH1<0,ΔH2>0 B.ΔH1<ΔH2 C.ΔH3<0,ΔH4<0 D.ΔH3>ΔH4 解析:选C　根据ΔH=E(生成物)-E(反应物),由图可得,ΔH1=-20 kJ·mol-1、ΔH2=-117 kJ·mol-1、ΔH3=-160 kJ·mol-1、ΔH4=-77 kJ·mol-1,由分析可知,ΔH1<0,ΔH2<0,A错误;ΔH1>ΔH2,B错误;ΔH3<0,ΔH4<0,C正确;ΔH3<ΔH4,D错误。 新知探究(三)——能源　摩尔燃烧焓 1.能源概念和种类 概念 自然界中,能为人类提供能量的物质或物质运动统称能源 种类 包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等 2.我国能源结构及特点 能源 结构 消费结构以煤为主,以石油、天然气为辅,以水能、核能、风能、太阳能为补充 我国能 源结构 的特点 ①能源总量丰富,但人均能源可采储量远低于世界平均水平; ②能源结构不平衡、资源分布不均衡 3.燃料综合应用 (1)直接燃煤的危害:不仅利用效率低,而且会产生大量固体垃圾和多种有害气体。 (2)煤的综合利用方法:工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。 4.实现能源可持续发展的措施 (1)必须“开源”,即开发核能、风能、太阳能等新能源。 (2)需要“节流”,加大节能减排力度,提高能源利用率。 5.摩尔燃烧焓 (1)概念:在一定温度和压强条件下,1 mol纯物质完全氧化为同温度下的指定产物时的焓变。 (2)指定产物 N H C N2(g) H2O(l) CO2(g) [题点多维训练] 1.化学与生活、社会密切相关,“低碳经济,节能减排”是今后经济发展的思路。下列说法不正确的是 (　　) A.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境 B.将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 C.大量开采煤、石油和天然气,以满足经济发展的需求 D.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术 解析:选C　煤、石油和天然气都是化石燃料,不可再生,应有节制的开采,故C说法错误。 2.下列热化学方程式中的ΔH能正确表示某物质的摩尔燃烧焓的是 (　　) A.2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1 B.C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 C.H2(g)+O2(g)==H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 D.2C8H18(l)+25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1 解析:选B　CO的系数不是1,该热化学方程式不能表示CO的摩尔燃烧焓,故A不选;C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1符合摩尔燃烧焓的定义,ΔH能正确表示C(石墨,s)的摩尔燃烧焓,故B选;由热化学方程式可知,1 mol氢气完全燃烧生成气态水放出241.8 kJ的热量,气态水不是稳定氧化物,ΔH不能正确表示氢气的摩尔燃烧焓,故C不选;由热化学方程式可知,2 mol辛烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出11 036 kJ 的热量,辛烷的物质的量不是1 mol,ΔH不能正确表示辛烷(l)的摩尔燃烧焓,故D不选。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.太阳能是清洁的新能源,为了环保,我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。下列属于新能源的是 (　　) ①石油　②地热能　③核能　④天然气　⑤风能 ⑥潮汐能 A.①②③④ B.①②④ C.②③⑤⑥ D.②⑤⑥ 解析:选C　常规能源为化石燃料,包括煤、石油、天然气等,除常规能源外的多数能源为新能源。 2.下列关于盖斯定律的描述不正确的是 (　　) A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关 B.盖斯定律遵守能量守恒定律 C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 解析:选A　化学反应的反应热仅与反应体系的始态和终态有关,与反应的途径无关,A错误。 3.已知丙烷的摩尔燃烧焓ΔH=-2 215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为 (　　) A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ 解析:选A　丙烷分子式是C3H8,摩尔燃烧焓为ΔH=- 2 215 kJ·mol-1,则1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水,放热2 215 kJ。1.8 g水的物质的量为0.1 mol,则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量为0.025 mol×2 215 kJ·mol-1=55.375 kJ,则放出的热量约为55 kJ。 4.(2025·临沂高二检测)能源与我们日常生活密切相关,下列有关能源的叙述中错误的是 (　　) A.我国目前使用的主要能源是化石燃料,属于不可再生能源 B.提高燃料的燃烧效率对于节约能源十分重要 C.科学家正在研究开发太阳能、风能、潮汐能等新能源,并取得了一定进展 D.氢能是一种理想的绿色能源,现在的科技水平已经能够全面推广使用氢能 解析:选D　我国目前使用的主要能源是煤和石油等化石燃料,A正确;提高燃料的燃烧效率对于节约能源十分重要,B正确;科学家正在研究开发太阳能、风能、潮汐能等新能源,并取得了一定进展,C正确;氢能是一种理想的绿色能源,现在的科技水平还没有为全面推广使用氢能做好准备,氢气的贮存和安全仍存在问题,D错误。 5.已知: Cu(s)+2H+(aq)==Cu2+(aq)+H2(g)　ΔH1 2H2O2(l)==2H2O(l)+O2(g)　ΔH2 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH3 则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)==Cu2+(aq)+2H2O(l)的ΔH是 (　　) A.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 B.ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3 C.ΔH=ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D.ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3 解析:选A　①Cu(s)+2H+(aq)==Cu2+(aq)+H2(g)　ΔH1,②2H2O2(l)==2H2O(l)+O2(g)　ΔH2,③2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH3,由盖斯定律,①+×②+×③得Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)==Cu2+(aq)+2H2O(l)　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,故选A。 6.在相同条件下,下列两个反应放出的热量分别用ΔH1和ΔH2表示: 2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH1 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH2 则下列有关ΔH1和ΔH2关系正确的是 (　　) A.ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1=ΔH2 D.无法确定 解析:选B　气态水液化时需要释放能量,放热越少,ΔH越大。 7.生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能。 化学键 N≡N F—F N—F 键能/(kJ·mol-1) 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是 (　　) A.过程N2(g)→2N(g)放出能量 B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量 C.反应N2(g)+3F2(g)==2NF3(g)的ΔH>0 D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应 解析:选B　选项A是断键的过程,吸收能量,A错误。选项B是成键的过程,放出能量,B正确。选项C中反应的ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=941.7+3×154.8-6×283.0=-291.9 kJ·mol-1,因此C错误。化学反应过程中必有键的断裂与生成,所以D错误。若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成,则只是物理变化。 8.(2025·泰安高二期中)下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是 (　　) A.甲烷的摩尔燃烧焓为890.3 kJ·mol-1,则1 mol甲烷燃烧时放出的热量一定为890.3 kJ B.氢气和氧气反应生成液态水时比生成等量的气态水时所放出的热量少 C.由图可知,金刚石的摩尔燃烧焓比石墨的摩尔燃烧焓大 D.铁在纯氧中完全燃烧时放出的热量就是其摩尔燃烧焓 解析:选C　1 mol CH4只有完全燃烧且生成的水为液态时放出的热量才为890.3 kJ,A项错误;液态水具有的能量比等量的气态水具有的能量低,故生成液态水时放出的热量多,B项错误;由图可知,金刚石的能量比石墨的能量高,C项正确;没有明确参与反应的铁的物质的量,故D项错误。 9.如图表示在催化剂(Nb2O5)表面进行的反应:H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)。 已知下列反应: ①2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH1 ②C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH2 ③C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH3 下列说法不正确的是 (　　) A.ΔH2>ΔH3 B.图中的能量转化方式主要为太阳能转化为化学能 C.反应2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) 的ΔH=ΔH3-ΔH2 D.反应H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1 解析:选C　由②与③分析,碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量多,因此ΔH3<ΔH2,A正确;根据图中信息得到,能量转化方式主要为太阳能转化为化学能,B正确;根据盖斯定律分析,③的2倍减去②的2倍,得反应2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)的ΔH=2(ΔH3-ΔH2),C错误;根据盖斯定律分析,①的一半减去③,加上②,得反应H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1,D正确。 10.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略),下列说法正确的是 (　　) 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、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(g)燃烧放出的热量小于1 mol S(s)燃烧放出的热量 D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq)==2H2O(l)+O2(g)为放热反应 解析:选D　反应热的大小只与反应物和反应产物有关,与反应途径无关,途径①的反应物为SO2(g)和H2O2(aq),途径②的反应物为SO2(g)、O2(g)和H2O(l),反应物不同,故反应热是不相等的,故A错误;浓硫酸溶于水放热,故二者与足量的NaOH溶液反应放出的能量不同,故B错误;相同条件下,S(g)的能量大于S(s)的能量,1 mol物质燃烧时,S(g)放出的热量多,故C错误;①SO2(g)+H2O2(aq)==H2SO4(aq)　ΔH1,②SO2(g)+O2(g)==SO3(g)　ΔH2,③SO3(g)+H2O(l)==H2SO4(aq)　ΔH3,①-(②+③)即得反应H2O2(aq)==H2O(l)+O2(g),所以ΔH=ΔH1-(ΔH2+ΔH3),若ΔH1<ΔH2+ΔH3,ΔH=ΔH1-(ΔH2+ΔH3)<0,则2H2O2(aq)==2H2O(l)+O2(g)为放热反应,故D正确。 11.(2025·邢台期中检测)生成热是指由标准状况(101 kPa,273 K)下最稳定单质生成标准状况下单位物质的量的化合物的热效应或焓变(ΔH)。最稳定的单质的标准生成热规定为零。几种含锡物质的生成热如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.其他条件相同,最稳定的是SnO2(s) B.SnCl2(s)+Cl2(g)==SnCl4(g) ΔH=-146.4 kJ·mol-1 C.SnO2(s)+Sn(s)==2SnO(s)　ΔH<0 D.最稳定的Sn在氧气中完全燃烧生成30.2 g SnO2(s)时放出的热量为116.14 kJ 解析:选C　由图可知,其他条件相同,SnO2(s)具有的能量最低,故最稳定的是SnO2(s),故A正确;由图可知,SnCl2(s)+Cl2(g)==SnCl4(g)　ΔH=-[-325.1-(-471.5)]kJ·mol-1=-146.4 kJ·mol-1,故B正确;SnO2(s)+Sn(s)==2SnO(s)　ΔH=[-285.8×2-(-580.7)] kJ·mol-1=+9.1 kJ·mol-1>0,故C错误;n(SnO2)=0.2 mol,放出热量为0.2 mol×580.7 kJ·mol-1=116.14 kJ·mol-1,故D正确。 12.已知H2(g)+Br2(l)==2HBr(g)　ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表: H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中a为 (　　) A.404 B.260 C.230 D.200 解析:选D　由题意知: H2(g)+Br2(l)==2HBr(g)　ΔH=-72 kJ·mol-1　① Br2(l)==Br2(g)　ΔH=30 kJ·mol-1 　② 由盖斯定律知:①-②可得H2(g)+Br2(g)==2HBr(g)　ΔH=-102 kJ·mol-1,故-102 kJ·mol-1=436 kJ·mol-1+a kJ·mol-1-2×369 kJ·mol-1,所以a=200。 二、非选择题 13.(4分)(2025·淄博一中高二月考)比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系: (1)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1 CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2 ΔH1　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)ΔH2。  (2)4Al(s)+3O2(g)==2Al2O3(s)　ΔH1 4Fe(s)+3O2(g)==2Fe2O3(s)　ΔH2 ΔH1　　　　ΔH2。  解析:(1)水蒸气变为液态水是放热过程,生成液态水的反应放出的热量多,但ΔH为负值,所以ΔH1<ΔH2;(2)两式相减得4Al(s)+2Fe2O3(s)==2Al2O3(s)+4Fe(s)　ΔH=ΔH1-ΔH2,即铝热反应,该反应为放热反应,所以ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2。 答案:(1)<　(2)< 14.(10分)(2025·三明高二期中)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C+H2O(g)CO+H2。 C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为 C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1; H2(g)+O2(g)==H2O(g)　ΔH2=-242.0 kJ·mol-1; CO(g)+O2(g)==CO2(g)　ΔH3=-283.0 kJ·mol-1; 试回答: (1)请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式: 　。  (2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和,比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量　　　　(填“多”或“少”)。  ①甲同学据此认为:“煤炭燃烧时加少量水,可以使煤炭燃烧放出更多的热量。” 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图 请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②乙同学据此认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量,最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析:甲、乙两同学观点正确的是　　　　(填“甲”或“乙”)同学,另一同学出现错误观点的原因是 　。  解析:首先考虑的是如何把“C(s)与水蒸气”这两种反应物和“CO和H2”这两种反应产物“同位”。基本原则就是在确定好化学计量数的前提下,用加减法达到“同位”——异侧减过来,同侧加上来。再根据方程式组合时的倍数和加减来确定ΔH的组合。计算多步反应的焓变之间的关系,关键是看各反应之间能否构成总反应与各步反应之间的关系,在图形上看应该是一个闭合的反应关系,它们之间符合盖斯定律。 答案:(1)C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.5 kJ·mol-1 (2)多　①ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 ②乙　甲同学忽视了反应C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)为吸热反应 177 / 177 学科网（北京）股份有限公司 $$