第1章 第2节 反应热的计算(教用Word)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（人教版）

本讲义聚焦反应热计算核心知识点，系统梳理盖斯定律（定义、能量守恒解释、意义），通过虚拟路径法、加和法构建应用框架，延伸至反应热计算的多种依据（热化学方程式、键能、燃烧热等），形成从概念到方法再到综合应用的递进学习支架。 该资料以例题解析和情境问题（如合金贮氢材料、碳燃烧能量比较）为载体，培养科学思维中的模型建构与证据推理能力，融入工业生产实例体现科学态度与责任。课中辅助教师高效授课，课后通过分层练习帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第二节　反应热的计算 学习目标 课程标准 1．了解盖斯定律及其简单应用。 2．能进行反应焓变的简单计算，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 1．了解盖斯定律及其应用。 2．能进行反应热的有关计算。 3．能正确运用盖斯定律进行计算。 知识点一　盖斯定律 1．内容 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；或者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．从能量守恒定律角度 从S→L，ΔH1＜0，体系__放热__； 从L→S，ΔH2＞0，体系__吸热__； 结论： (1)ΔH1＋ΔH2＝__0__； (2)反应的热效应只与始态、终态有关，与__途径__无关。 3．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)。 1．下列关于盖斯定律描述不正确的是(　　) 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 【答案】　A 2．已知①C(s)＋O2(g)===CO(g)；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)。经过哪个计算过程可得到C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)(　　) A．①－②　　　　　　 B．①＋② C．①－② D．①＋② 【答案】　C 1．一定量固态碳在炉膛内完全燃烧，放出热量为Q1 kJ；向炽热的炉膛内通入水蒸气会产生水煤气，水煤气完全燃烧，此过程共放出热量为Q2 kJ；若炉膛内按两种方法燃烧等质量固态碳，试讨论Q1、Q2的大小关系。 提示　根据盖斯定律，两种情况下的始态与终态相同，故放出的热量是相同的，即Q1＝Q2。 2．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。贮氢合金ThNi，可催化由CO、H2合成CH4的反应。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1。温度为T时，试写出CO、H2合成CH4的热化学方程式。 提示　CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1 盖斯定律的应用 1．盖斯定律应用的常用方法 (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)加和法： ①确定待求反应的热化学方程式。 ②找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 ③利用同侧相加、异侧相减进行处理。 ④根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。 ⑤实施叠加并确定ΔH的变化。 2．应用盖斯定律计算反应热时的注意事项 (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热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“＋”“－”号相反，但数值不变。 1．肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，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＝－534.0 kJ·mol－1 下列表示肼与N2O4反应的热化学方程式，正确的是(　　) A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－542.7 kJ·mol－1 B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 059.3 kJ·mol－1 C．N2H4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1 D．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1 【解析】　根据盖斯定律，由②×2－①得2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1。 【答案】　D 2．已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断不正确的是(　　) CO(aq)＋H＋(aq),HCO(aq)　ΔH1 HCO(aq)＋H＋(aq),H2CO3(aq) ΔH2 H2CO3(aq),H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3 OH－(aq)＋H＋(aq),H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1<0 B．ΔH2＋ΔH3>0 C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3<0 D．ΔH2<ΔH4 【解析】　由题意可知，碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为吸热反应，ΔH＞0，碳酸钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为放热反应，ΔH＜0；将已知反应依次编号为①②③④，由盖斯定律可知，②＋③可得HCO (aq)＋H＋(aq)⇌H2O(l)＋CO2(g)　ΔH＝ΔH2＋ΔH3＞0，①＋②＋③可得CO (aq)＋2H＋(aq)⇌H2O(l)＋CO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，②－④可得碳酸氢根离子的水解反应HCO (aq)＋H2O(l)⇌H2CO3(aq)＋OH－(aq)，盐类水解反应为吸热反应，则ΔH＝ΔH2—ΔH4＞0。A．由分析可知，ΔH2＋ΔH3＞0，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，则ΔH1＜0；选项A正确；B．由分析可知，ΔH2＋ΔH3＞0，选项B正确；C．由分析可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，选项C正确；D．由分析可知，ΔH2－ΔH4＞0，则ΔH2＞ΔH4，选项D错误；答案选D。 【答案】　D 知识点二　反应热的计算 氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式： ____________________________________________。 提示　由图像可知，该反应为放热反应，且生成1 mol NH3(g)时，放出的热量为(300－254)kJ＝46 kJ。故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1。 (2)若已知下列数据： 化学键 H—H N≡N 键能/kJ·mol－1 435 943 根据表中及图中数据计算N—H键的键能是________ kJ·mol－1。 提示　设N—H键的键能为x，故反应热ΔH＝－92 kJ·mol－1＝(3×435＋943)kJ·mol－1－6×x，解得x＝390 kJ·mol－1。 (3)用NH3催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知： 4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1　① N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1　② 求：若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。 提示　将②×3，反写，然后再与①相加，可得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)，故其反应热ΔH＝(3b－a)kJ·mol－1，故1 mol NH3还原NO至N2，反应热为(3b－a)/4 kJ·mol－1。 等质量的红磷和白磷都完全燃烧，放出的热量是否相等？请解释原因。 提示　不相等。因为等质量的红磷和白磷的能量不相同，即反应物的总能量不同而生成物的总能量相同，则放出的热量不同。 反应热的计算依据和方法 1．根据热化学方程式计算 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．根据反应物和生成物的能量计算 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量， 即ΔH＝E(生成物)－E(反应物)。 注：E(生成物)——生成物的总能量 E(反应物)——反应物的总能量 3．根据化学键变化时吸收或放出的热量计算 ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的总能量－生成物的化学键形成所释放的总能量，即ΔH＝Q(吸)－Q(放)。 注：Q(吸)——反应物断键吸收的总热量 Q(放)——生成物成键放出的总热量 4．根据物质的燃烧热ΔH计算 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。 5．根据盖斯定律计算 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。 6．根据比热公式计算 计算中和热时，会利用比热公式Q＝cmΔt计算中和反应放出的热量。 归纳与论证 利用盖斯定律推导新的热化学方程式 1．以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1 写出CO2和H2反应生成CO和H2O(g)的热化学方程式。 提示　根据盖斯定律，Ⅰ－Ⅱ可得：CO(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1－(－90.4 kJ·mol－1)＝＋40.9 kJ·mol－1。 2．钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为： ___________________________________________________。 提示　根据题图知，V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)　ΔH2＝－24 kJ·mol－1①，V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)　ΔH1＝－399 kJ·mol－1②。根据盖斯定律，由②－①×2得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝(－399＋48)kJ·mol－1＝－351 kJ·mol－1。 3．乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示： 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 燃烧热ΔH/( kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286 ΔH1＝________ kJ·mol－1。 提示　根据题表中数据信息可写出热化学方程式 (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＝ －1411kJ·mol－1、 (ⅲ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝ －286 kJ·mol－1； 根据盖斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)===C2H4(g) ＋ H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol－1。 【思维建模】 1．(1)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。 已知：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH1＝－1 048.9 kJ/mol N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534.2 kJ/mol 则N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l)　ΔH3＝_____________kJ/mol (2)化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。 已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ/mol，断裂1 mol H－H键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol Cl－Cl键吸收的能量为243 kJ，则形成1 mol H－Cl键放出的能量为_____________kJ。 (3)根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ/mol， 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJ/mol， 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q3 kJ/mol。 判断Q1、Q2、Q3三者大小关系__________＞__________＞__________，__________。 【解析】　(1)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ①，N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ②，根据目标反应方程式，应是2×②－①，即ΔH3＝2ΔH2－ΔH1＝[2×(－534.2)－(－1 048.9)]kJ·mol－1＝－19.5 kJ·mol－1；故答案为－19.5 kJ·mol－1； (2)利用ΔH＝反应物的键能总和－生成物键能总和，ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×E(H－Cl)＝－183kJ·mol－1，解得E(H－Cl)＝431 kJ·mol－1；故答案为431； (3)这三个反应都是放热反应，Q1、Q2、Q3都是大于0，S单质能燃烧生成SO2，放出热量，因此Q1最大，水蒸气→液态水要放出热量，因此Q2＞Q3，综上所述，得出Q1＞Q2＞Q3；故答案为Q1＞Q2＞Q3。 【答案】　(1)－19.5　(2)431 kJ　(3)Q1＞Q2＞Q3 2．(1)已知反应器中还存在如下反应： ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1 ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2 ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3 …… ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用____________反应的ΔH。 (2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为______________________、____________________________________，制得等量H2所需能量较少的是________。 【解析】　(1)反应ⅲ中有固体碳生成，而ⅰ、ⅱ中都没有碳参与反应，所以必须有一个有碳参与的反应的ΔH才能计算ΔH3。 (2)将系统(Ⅰ)、(Ⅱ)中的三个热化学方程式均直接相加即可得到所需答案。 【答案】　(1)C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)[或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)] (2)H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ·mol－1 H2S(g)===H2(g)＋S(s)　 ΔH＝＋20 kJ·mol－1 系统(Ⅱ) 1．氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应： 2Cu(s)＋O2(s)===2CuO(s)　ΔH＝－314 kJ·mol－1 2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　ΔH＝－292 kJ·mol－1 则CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于(　　) A．－11 kJ·mol－1 B．＋11 kJ·mol－1 C．＋22 kJ·mol－1 D．－22 kJ·mol－1 【解析】　根据盖斯定律，热化学方程式可以“加减运算”，获得新的热化学方程式。已知反应中，(前式－后式)×得CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)，故ΔH＝×(－314＋292)kJ·mol－1＝－11 kJ·mol－1。 【答案】　A 2．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，实验室测得4 mol SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ热量，SO2的转化率最接近于(　　) A．40% 　　　　　　 B．50% C．80% D．90% 【解析】　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 2 mol 196.6 kJ n 314.3 kJ n＝≈3.20 mol，SO2的转化率＝×100%＝80%。 【答案】　C 3．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1；②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1。 H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　) A．－332　　　　　　　 B．－118 C．＋350 D．＋130 【解析】　根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据盖斯定律，①×2－②得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH3＝(2a＋220) kJ·mol－1，根据题中给出的键能得(462×4－436×2－496)kJ·mol－1＝(2a＋220) kJ·mol－1，解得a＝＋130。 【答案】　D 4．晶格能(U)是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量。Li2O是离子晶体，其晶格能的实验值可通过玻恩－哈伯热力学循环图计算得到。 已知：O(g)O－(g)　ΔH3＝－142 kJ·mol－1，O－(g)O2－(g)　ΔH4＝＋845 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) A．U(Li2O)＝－2 908 kJ·mol－1 B．O—O键键能为498 kJ·mol－1 C．ΔH2＝703 kJ·mol－1 D．I1(Li)＝1 040 kJ·mol－1 【解析】　A．根据题给晶格能的定义和题图可知，2 mol气态锂离子和1 mol O2－(g)结合成1 mol Li2O(晶体)释放的能量即U(Li2O)＝－2 908 kJ·mol－1，选项A正确；B．O＝O键键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，选项B正确；C．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＝703 kJ·mol－1，选项C正确；D．根据盖斯定律求出ΔH1＝[－598－(－2 908)－318－249－703]kJ·mol－1＝＋1 040 kJ·mol－1，Li第一电离能为520 kJ·mol－1，选项D错误；答案选D。 【答案】　D 1．已知：①Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1 ②Hg(1)＋O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1 则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的焓变是(　　) A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1 C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1 【解析】　根据盖斯定律，由①－②可得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH＝－351.1 kJ·mol－1－(－90.7 kJ·mol－1)＝－260.4 kJ·mol－1。 【答案】　D 2．(双选)氯原子对O3分解有催化作用： O3＋Cl===ClO＋O2　ΔH1 ClO＋O===Cl＋O2　ΔH2 大气臭氧层的分解反应是O3＋O===2O2　ΔH，该反应的能量变化如图： 下列叙述中，正确的是(　　) A．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E3 B．O3＋O===2O2是吸热反应 C．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 D．ΔH＝E3－E2＜0 【解析】　A项，ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝E3－E2；B项，由E2＞E3知反应物总能量大于生成物总能量，故O3＋O===2O2为放热反应；C项，据盖斯定律将两式相加得ΔH＝ΔH1＋ΔH2；D项，由于O3＋O===2O2放热，故ΔH＝E3－E2＜0。 【答案】　CD 3．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。 已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是(　　) A．194　　　　　　 B．391 C．516 D．658 【解析】　由图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－534 kJ·mol－1，设断裂1 mol N—H键所需的能量为x kJ，则ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－534 kJ·mol－1＋2752 kJ·mol－1＝＋2218 kJ·mol－1，即N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)需要吸收2218 kJ能量，1 mol N2H4中含有1 mol N—N键和4 mol N—H键，故154 kJ＋4x kJ＋500 kJ＝2218 kJ，得x＝391，故选B。 【答案】　B 4．几种可燃物的燃烧热ΔH如表所示： 物质 CH4 CH3OH(l) CH3CH2OH(l) CO(g) H2(g) 燃烧热 ΔH/kJ·mol－1 －890.31 －726.51 －1366.8 －283 －285.8 工业上，在高温下利用CH4与CO2反应制备合成气CO与H2，则反应：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH等于(　　) A．－247.3 kJ·mol－1 B．＋247.3 kJ·mol－1 C．＋321.5 kJ·mol－1 D．－321.5 kJ·mol－1 【解析】　CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.31 kJ·mol－1　① CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1　② H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1　③ 将方程式①－2(②＋③)得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，ΔH＝－890.31 kJ·mol－1－2×(－283 kJ·mol－1－285.8 kJ·mol－1)＝＋247.3 kJ·mol－1。 【答案】　B 5．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。 (1)下列变化过程属于吸热反应的是______(填序号)。 ①浓硫酸稀释　②酸碱中和反应　③木炭在O2中燃烧　④煅烧石灰石　⑤C与水蒸气反应制取水煤气　⑥锌和稀硫酸反应制取H2　⑦C还原CO2 (2)①1 mol C2H4(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和气态水的过程的能量变化如图所示： 已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)的ΔH＝______。 ②已知反应Ⅰ：C2H4(g)＋H2(g)===C2H6(g) ΔH1　 反应Ⅱ：C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH2 反应Ⅲ：C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3则ΔH1＋ΔH2______ΔH3(填“<”“>”或“＝”)。 【解析】　 (1)①浓硫酸稀释是放热过程，②酸碱中和反应是放热反应，③木炭在O2中燃烧是放热反应，④煅烧石灰石属于吸热反应，⑤C与水蒸气反应制取水煤气属于吸热反应，⑥锌和稀硫酸反应制取H2是放热反应，⑦C还原CO2属于吸热反应。 (2)①根据图像可写出C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 304 kJ·mol－1　ⅰ，已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1　ⅱ，依据盖斯定律，ⅰ－ⅱ×2可得到C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝(－1 304－2×44)kJ·mol－1＝－1 392 kJ·mol－1。②根据盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅱ－反应Ⅲ得H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2<ΔH3. 【答案】　(1)④⑤⑦　(2)①－1 392 kJ·mol－1　②< 课时作业(三) 1．已知碳的气化反应过程部分化学反应的热化学方程式为： C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3 则催化重整反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的ΔH为(　　) A．2ΔH3－ΔH1－ΔH2 B．2ΔH3－ΔH1＋ΔH2 C．2ΔH3＋ΔH1－ΔH2 D．2ΔH3－ΔH1－2ΔH2 【答案】　A 2．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 欲得到相同的热量，需燃烧固体碳和氢气的质量比约为(　　) A．2∶3.25　　　　　 B．12∶3.25 C．1∶1 D．393.5∶241 【解析】　设需要C、H2的物质的量分别为x、y， 则393.5x＝241.8y，所以x∶y＝241.8∶393.5≈1∶1.627，所以其质量之比为(1×12)∶(1.627×2)≈12∶3.25。 【答案】　B 3．灰锡(粉末状)和白锡是锡的两种同素异形体。已知： ①Sn(白，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1 ②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2 ③Sn(灰，s)Sn(白，s)　ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1＞ΔH2 B．锡在常温下以灰锡状态存在 C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏 【解析】　由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，①②均是放热反应，①放出的热量大于②，则ΔH1＜ΔH2，当温度低于13.2 ℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C都错，选D。 【答案】　D 4．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·mol－1 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶3 【解析】　水的物质的量为＝0.2 mol，由2H2＋O2===2H2O可知，n(H2)＝n(H2O)＝0.2 mol，由2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1可知0.2 mol H2燃烧放出的热量为57.16 kJ，则CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，设混合气体中CO的物质的量为x，则x＝＝0.2 mol，原混合气体中H2和CO的物质的量均为0.2 mol，H2和CO的物质的量之比为1∶1。 【答案】　C 5．下列各级变化中，化学反应的ΔH前者小于后者的一组是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1； CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2； ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1； S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2； ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1； H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH2； ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1； CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2。 A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 【答案】　C 6．1 mol浓硫酸稀释时包含两个过程：一是部分硫酸分子分散在水里吸收热量，热效应为ΔH1；二是部分硫酸分子与水作用形成硫酸水化物释放热量，热效应为ΔH2，其中具体包含以下三个变化： ①H2SO4(l)＋nH2O(l)===H2SO4·nH2O(l)ΔH3 ②H2SO4·nH2O(l)===H2SO4(aq)＋nH2O(l)ΔH4 ③H2SO4(aq)===2H＋(aq)＋SO(aq)ΔH5 下列说法正确的是(　　) A．浓硫酸稀释时只有化学变化 B．ΔH1－ΔH2＜0 C．ΔH5＜0 D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 【解析】　依据题目所给信息可知，浓硫酸稀释时存在物理变化和化学变化，A错误；硫酸分子分散在水里吸收热量，ΔH1>0，硫酸分子与水作用形成硫酸水化物分子释放热量，ΔH2<0，则ΔH1－ΔH2>0，B错误；③为电离过程，吸收热量，则ΔH5>0，C错误；①＋②＋③为硫酸分子与水作用形成硫酸水化物释放热量，热效应为ΔH2，则ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，D正确。 【答案】　D 7．使18 g焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占体积，CO2占体积，已知：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－Q1 kJ/mol；CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ/mol。与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是(　　) A．Q1 kJ B．Q2 kJ C．(Q1＋Q2)kJ D．Q2 kJ 【解析】　18 g焦炭的物质的量为1.5 mol，其中有生成CO，即0.5 mol C反应生成了CO气体，根据盖斯定律知损失的热量为0.5 mol CO燃烧生成CO2所放出的热量，即0.5Q2 kJ。 【答案】　D 8．(多选)已知下列热化学方程式，有关反应焓变的判断正确的是 (　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 ③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 ④4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4 ⑤3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5 A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＞0，ΔH4＜0 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 【解析】　煤炭的燃烧为放热反应，即ΔH1<0，A错误。CO2＋C＝2CO为吸热反应，故ΔH2＞0，铁与氧气反应生成Fe2O3的反应为放热反应，即ΔH4<0，B正确。根据盖斯定律可知将②＋③可得：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C正确。根据盖斯定律可知将×可得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝，D错误。 【答案】　BC 9．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　) A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3 【解析】　由题给条件可知：①CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1＞0，②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH2＜0，由①－②可得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0，选B。 【答案】　B 10．已知：CH3OH(l)的燃烧热为726.6 kJ·mol－1，HCHO(g)的燃烧热为563.6 kJ·mol－1。反应CH3OH(l)＋O2(g)===HCHO(g)＋H2O(l)的反应热为ΔH。有关判断正确的是(　　) A．0＜ΔH＜＋563.6 kJ·mol－1 B．＋726.6 kJ·mol－1＞ΔH＋536.6 kJ·mol－1 C．ΔH＜0 D．ΔH＝－163 kJ·mol－1 【解析】　由题意知，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.6 kJ·mol－1①，HCHO(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－563.6 kJ·mol－1②，根据盖斯定律，①－②得 CH3OH(l)＋O2(g)===HCHO(g)＋H2O(l)ΔH＝－163.0 kJ·mol－1 【答案】　CD 11．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。 (1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下： 则M、N相比，较稳定的是________。 (2)根据下列热化学方程式分析，C(s)的燃烧热ΔH等于________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示) C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3 (3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的碳层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________________________ ________________________________。 (4)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(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________。 【解析】　(1)有机物M经过太阳光光照转化成N时吸收能量，则N的能量高，比M活泼，较稳定的化合物为M； (2)根据盖斯定律，反应①＋②/2＋③/2得：C(s)＋O2(g)===CO2(g)，所以C(s)的燃烧热ΔH＝ΔH1＋ΔH2/2＋ΔH3/2。 (3)有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，反应的热化学方程式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1。 (4)该反应的单线桥分析法如下图所示： 4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C12e－(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s) ΔH＝－1 176 kJ·mol－1， 转移12 mol电子放出1 716 kJ热量，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为＝98 kJ。 【答案】　(1)M (2)ΔH1＋ΔH2/2＋ΔH3/2 (3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1 (4)98 kJ 12．金刚石和石墨均为碳的同素异形体，氧气不足时它们燃烧生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 (1)写出石墨转化为金刚石的热化学方程式___________________________________。 (2)写出石墨和二氧化碳反应生成一氧化碳的热化学方程式__________________ ______________________________________________________。 (3)科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下： ①判断CO和O生成CO2是放热反应的依据是________________。 ②写出CO2的电子式________，CO2含有的化学键类型是(若含共价键，请标明极性或非极性)________。 【解析】　(1)根据图像可知石墨的总能量低于金刚石，石墨转化为金刚石的反应热为＋(395.0－283.0－110.5)kJ·mol－1＝＋1.5 kJ·mol－1，因此石墨转化为金刚石的热化学方程式为C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.5 kJ·mol－1。 (2)根据图像可知： ①C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 根据盖斯定律可知①－②即可得到石墨和二氧化碳反应生成一氧化碳的热化学方程式为C(s，石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1。 (3)①根据图像可知状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ的能量，所以CO和O生成CO2是放热反应。 ②二氧化碳是共价化合物，则CO2的电子式为，碳氧是不同的非金属元素，则CO2含有的化学键类型是极性共价键。 【答案】　(1)C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.5 kJ·mol－1 (2)C(s，石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1 (3)①状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ的能量 ②极性共价键 13．(1)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应。 反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　ΔH1 反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH2 反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。 (2)白磷与氧气反应生成P4O10固体。下表所示是部分化学键的键能参数： 化学键 P—P P—O P＝O O＝O 键能/kJ·mol－1 a b c d 根据如图的分子结构和有关数据通过计算写出该反应的热化学方程式为____________________________。 【答案】　(1)2ΔH2－ΔH1　(2)P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH＝－(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1 学科网（北京）股份有限公司 $$