第二节 反应热的计算（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】 化学人教版选择性必修1

第二节 反应热的计算 题型01 盖斯定律 题型02 盖斯定律的应用 题型03 反应热与焓的关系 题型04 反应热与键能的关系 题型05 焓变的大小比较 题型06 反应热计算的综合应用 题型01 盖斯定律 1.盖斯定律 一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是 的。 若一个反应体系的始态到终态可以一步完成（反应热ΔH）。分两步进行：先从始态到a（反应热为ΔH1），再从a到终态（反应热为ΔH2） ΔH = 在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关，而与反应进行的途径无关。 2.盖斯定律的意义 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 【典例1】（23-24高二上·广东河源·期中）下列说法不正确的是 A．化学反应中一定伴随能量变化 B．S在纯氧中燃烧并未将全部化学能转化为热能 C．化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 D．需要加热的反应一定是吸热反应 【变式1-1】下列关于盖斯定律的说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．根据盖斯定律，几个热化学方程式中ΔH直接相加即可得目标反应的反应热 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关 【变式1-2】下列说法正确的是 A．化学反应必然伴随发生能量变化，能量变化必然伴随发生化学反应。 B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 C．放热反应一定容易发生，吸热反应一定需加热才能发生 D．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现 【变式1-3】下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B．在一个化学反应中，当反应物总焓小于生成物的总焓时，ΔH为负值 C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D．同温同压下，H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 题型02 盖斯定律的应用 （一）盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) 这个反应的反应热无法直接测定 ① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= −393.5kJ/mol ② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol ③ C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？ ΔH1 = ΔH3= = = 即 C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3= （二）注意事项： 1、观察目标方程式和已知方程式，设计合理的反应过程； 2、当方程式乘以相应倍数时，△H也乘以相应倍数； 3、反应逆向进行时，反应热绝对值 ，符号 。 4、热化学方程式进行加减运算时，△H也要进行相应的加减运算，且计算过程中要带“+”“-”； 5、注意方程式中物质的状态。同一物质，状态不同热量不同，气体>液体>固体。 【典例2】酸催化下与混合溶液反应的离子方程式为用于石油开采中油路解堵。 已知： 则的 A． B． C． D． 【变式2-1】依据图示关系，下列说法错误的是 A． B．石墨比金刚石稳定 C． D．   【变式2-2】（24-25高二上·广东深圳盐田高级中学·月考）假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是（   ） A．一定大于 B． C．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 D．甲→丙过程的ΔH=ΔH1+ΔH2 【变式2-3】以下反应可表示获得乙醇并将乙醇用作汽车燃料的过程： ①   ②   ③   下列有关说法正确的是 A．  ，则 B． C．植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能 D．在不同油耗汽车中发生反应③，会不同 题型03 反应热与焓的关系 宏观角度计算反应热 化学反应反应热即 ΔH = = - 【典例3】结合下图信息分析，反应的为    A． B． C． D． 【变式3-1】已知一定温度下：①， ②， ③。下列说法正确的是（    ） A．反应②中的能量变化如图所示，则 B．完全燃烧生成液态水时放出的热量小于 C．一定温度下，在一恒容密闭容器中通入和，反应后放出的热量为，则 D．氨催化氧化反应的热化学方程式为 【变式3-2】已知1mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表： 物质 NO CO N2 能量/(kJ/mol) 632 1076 946 热化学方程式 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)   ∆H=-742kJ/mol 则CO2的碳氧双键能为 A．-1606kJ/mol B．1606kJ/mol C．803kJ/mol D．-803kJ/mol 【变式3-3】已知，和反应过程中的能量变化如图所示。都表示正数，下列说法正确的是 A．c代表新键形成所放出的能量 B．该反应是吸热反应 C．若，则 D． 题型04 反应热与键能的关系 微观角度计算反应热 键能：拆开1mol共价键所要吸收的能量，单位是 kJ·mol－1。 同一个化学键断裂与形成所吸收和放出的能量 ，都等于键能。 物质越稳定，其本身具有化学能越 ，其化学键键能越 。 化学反应的实质是旧键断裂 和 新键形成，化学键断裂需要吸收能量，化学键形成需要放出能量。 反应热△H = 【典例4】已知反应： ①   ②   化学键的键能数据如表所示，(键能为气态分子离解成气态原子所吸收的能量)，下列说法正确的是 化学键 键能/ 798 x 413 463 A． B．上表中 C． D．时甲烷充分燃烧，当有个键断裂时，反应放出的热量为 【变式4-1】是一种温室气体，其存储能量的能力是的倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能： 化学键 N—F 键能 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是 A．过程放出能量 B．过程放出能量 C．反应为吸热反应 D．吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应 【变式4-2】某些化学键的键能如表所示： 化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I 键能/ (kJ·mol-1) 436 243 193 151 431 356 299 下列有关说法正确的是 A．上述键能数据可以说明热稳定性的强弱顺序为HCl＜HBr＜HI B．H—F的键能大于431 kJ·mol-1 C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-248 kJ·mol-1 D．表格中稳定性最强的化学键是H—Cl 【变式4-3】为了合理利用化学能，确保安全生产，进行化工设计时需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。 （1）实验测得5g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。 （2）现有如下两个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)      ΔH1=akJ•mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)       ΔH2=bkJ•mol-1 则a (填“>”“=”或“<”)b。 （3）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，断裂化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。 已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=akJ•mol-1，根据下表中所列键能数据可计算出a= 。 化学键 H—H N—H N≡N 键能/(kJ•mol-1) 436 391 945 题型05 焓变的大小比较 一、同一物质不同状态，具有的能量不同，气态 > 液态 > 固态； 二、比较△H时，须带符号进行比较； 1、同一反应，反应物状态相同，产物不同，产物越稳定，产物能量越低。 C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1 C(s)+ O2(g)=CO(g)    ΔH2 两个反应均为放热反应，CO2更稳定，反应一放出能量更多，ΔH1 ΔH2 2、同一反应，反应物状态不同，产物状态相同 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH1 2C2H2(l)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH2 能量C2H2(g)  C2H2(l)，反应为放热反应，故反应一放出能量更多，  ΔH1 ΔH2 3、同一反应，反应物状态相同，产物状态不同 2H2(g)+O2(g) =  2H2O(g)  ΔH1 2H2(g)+O2(g) =  2H2O(l)  ΔH2 能量H2O(g)  H2O(l)，故反应二放出能量更多，  ΔH1 ΔH2 【典例5】分别向的溶液中加入：①浓硫酸、②稀硫酸、③稀硝酸、④稀醋酸，恰好完全反应时的热效应分别为，下列关系中正确的是 A． B． C． D． 【变式5-1】灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。 已知：① ② ③下列说法正确的是 A． 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的环境中，会自行毁坏 【变式5-2】如图表示常压下某反应（反应完全）的反应物[曲线]和生成物[曲线]的能量随温度的变化。下列相关叙述正确的是 A． B．若加入催化剂，则随温度升高，不变 C．该反应的 D．该反应热化学方程式： 【变式5-3】根据以下热化学方程式，和的大小比较错误的是 A．  ，  ，则 B．  ，  ，则 C．  ，  ，则 D．  ，      则 题型06 反应热的计算的综合应用 【例题】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+11O2======2Fe2O3+8SO2 在25℃和101kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“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1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。 【解】（1）根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2(s)+ 11/4 O2(g) ≜ 1/2Fe2O3(s)+ 2 SO2(g) ∆H=-853 kJ/mol （2）FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。 1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g 900gFeS2的物质的量为：900g/120g·mol−1=7.5mol 理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ 【典例6】氢能是理想的清洁能源，人类研究氢能源从未间断过。热化学循环分解水制是在水反应体系中加入一种中间物，经历不同的反应阶段，最终将水分解为和，这是一种节约能源、节省反应物料的技术，如图是热化学循环制氢气的流程： （1）实验测得，燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。 已知：键能为键能为，计算键能为 。 （2）整个流程参与循环的物质是 和 。(填化学式) （3）汞虽然有毒，但用途广泛。用汞和溴化钙作催化剂，可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气： ①； ②…… ③； ④。 反应②的化学方程式为 。 （4）也可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示，则与反应生成和的热化学方程式为 。 【变式6-1】已知丙烷的燃烧热，    ，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水蒸气，则放出的热量为 A．2039kJ B．509.75kJ C．553.75kJ D．597.75kJ 【变式6-2】已知：、、的标准燃烧热依次为，、。下列说法正确的是 A．三种物质中，热值最大 B． C．断裂1molH—H键放出285.8kJ能量 D．乙炔燃烧的热化学方程式为 【变式6-3】2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。根据所学知识回答下列问题： I．2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，气态燃料M（仅由两种元素组成）质量为在常温常压下完全燃烧生成和时，放出的热量。 （1）M的分子式为 。该气体的燃烧热 。（保留一位小数） Ⅱ．长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在下， （2）下，与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。 Ⅲ．火箭发射常用（肼）作燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。 已知： （3）请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式： 。 （4）与足量反应生成和液态水时，放出的热量是 。 （5）上述与反应能够成功用于火箭推进器的原因：①反应释放大量的热；② 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 反应热的计算 题型01 盖斯定律 题型02 盖斯定律的应用 题型03 反应热与焓的关系 题型04 反应热与键能的关系 题型05 焓变的大小比较 题型06 反应热计算的综合应用 题型01 盖斯定律 1.盖斯定律 一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是 相同 的。 若一个反应体系的始态到终态可以一步完成（反应热ΔH）。分两步进行：先从始态到a（反应热为ΔH1），再从a到终态（反应热为ΔH2） ΔH = ΔH1 + ΔH2 在一定条件下，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。 2.盖斯定律的意义 盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 【典例1】（23-24高二上·广东河源·期中）下列说法不正确的是 A．化学反应中一定伴随能量变化 B．S在纯氧中燃烧并未将全部化学能转化为热能 C．化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 D．需要加热的反应一定是吸热反应 【答案】D 【解析】A．化学变化是旧键的断裂和新键的形成过程，断键吸热，成键放热，所以物质发生化学反应都伴随着能量变化，A正确； B．S在纯氧中燃烧时产生热和光，将化学能转化为热能和光能，B正确； C．根据盖斯定律可知，化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，C正确； D．反应条件与反应中能量变化无关，需要加热的反应可能为放热反应，如铁与氯气加热反应，D错误； 故答案为：D。 【变式1-1】下列关于盖斯定律的说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．根据盖斯定律，几个热化学方程式中ΔH直接相加即可得目标反应的反应热 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关 【答案】B 【分析】一个反应，在定压或定容条件下，不论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，总反应方程式的焓变等于各部分分步反应按一定系数比加和的焓变，据此分析。 【解析】A．根据盖斯定律可知，不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，选项A正确； B．应用盖斯定律求反应热时可能涉及几个热化学方程式的四则运算，而不是几个热化学方程式中ΔH直接相加即可得目标反应的反应热，选项B不正确； C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到，选项C正确； D．反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关，选项D正确。 答案选B。 【变式1-2】下列说法正确的是 A．化学反应必然伴随发生能量变化，能量变化必然伴随发生化学反应。 B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关 C．放热反应一定容易发生，吸热反应一定需加热才能发生 D．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现 【答案】D 【解析】A．化学反应必然伴随能量变化，但有能量变化未必伴随化学反应，如水蒸气转化液态水，放出大量的热，但属于物理变化，故A错误； B．对于一个确定的化学反应，化学反应中能量变化的大小不仅与物质的状态有关，也与反应物的质量有关，反应物的量越多，反应过程中能量变化与越多，故B错误； C．有些吸热反应不一定需要加热就能发生，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl不需要加热就能进行，故C错误； D．根据盖斯定律的定义可知，盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，故D正确； 答案为D。 【变式1-3】下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B．在一个化学反应中，当反应物总焓小于生成物的总焓时，ΔH为负值 C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D．同温同压下，H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 【答案】C 【解析】A．焓变是生成物和反应物的焓值差，当反应物的物质的量不同时，焓变不同，参加反应的反应物的物质的量不一定为1mol，故A错误； B．ΔH=生成物的总焓-反应物的总焓，在一个化学反应中，当反应物的总焓小于生成物的总焓时，ΔH为正值，故B错误； C．反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，根据盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变，故C正确； D．反应的热效应只与始态、终态有关，与反应条件无关，同温同压下，H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同，故D错误； 答案选C。 题型02 盖斯定律的应用 （一）盖斯定律的提出，为反应热的研究提供了极大的方便，使一些不易测定或无法测定的化学反应的反应热可以通过推算间接求得。 C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) 这个反应的反应热无法直接测定 ① C(s) + O2(g) ＝ CO2(g) ΔH1= −393.5kJ/mol ② CO(g) + 1/2O2(g) ＝ CO2(g) ΔH2= −283.0kJ/mol ③ C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3=？ ΔH1 = ΔH2 + ΔH3 ΔH3= ΔH1 - ΔH2 = –393.5kJ/mol – (–283.0kJ/mol) = –110.5kJ/mol 即 C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3= –110.5kJ/mol （二）注意事项： 1、观察目标方程式和已知方程式，设计合理的反应过程； 2、当方程式乘以相应倍数时，△H也乘以相应倍数； 3、反应逆向进行时，反应热绝对值 不变 ，符号 相反 。 4、热化学方程式进行加减运算时，△H也要进行相应的加减运算，且计算过程中要带“+”“-”； 5、注意方程式中物质的状态。同一物质，状态不同热量不同，气体>液体>固体。 【典例2】酸催化下与混合溶液反应的离子方程式为用于石油开采中油路解堵。 已知： 则的 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】假设为①，为②，为③，为④，根据盖斯定律由可得，所以，答案选A． 【变式2-1】依据图示关系，下列说法错误的是 A． B．石墨比金刚石稳定 C． D．   【答案】C 【解析】A．按盖斯定律，反应Ⅴ=反应Ⅰ+反应Ⅳ，ΔH5=ΔH1+ΔH4，则ΔH4＜ΔH5，A正确； B．由反应Ⅰ：C(金刚石，s)= C(石墨，s)  ΔH1=+1.9 kJ⋅mol-1知，等量的石墨能量比金刚石低，石墨比金刚石稳定，B正确； C．由盖斯定律知，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅳ-反应Ⅱ，则ΔH4=ΔH3-ΔH1-ΔH2=[(-393.5)-(+1.9)-(-283.0) ]kJ⋅mol-1=-112.4kJ⋅mol-1，C错误； D．结合选项A和选项C，ΔH5=ΔH1+ΔH4=（+1.9-112.4）kJ⋅mol-1=-110.5 kJ⋅mol-1，由盖斯定律，2×反应Ⅴ-反应Ⅲ得目标反应：C（石墨，s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH=2ΔH5-ΔH3=+172.5 kJ⋅mol-1，D正确； 故答案为：C。 【变式2-2】（24-25高二上·广东深圳盐田高级中学·月考）假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是（   ） A．一定大于 B． C．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 D．甲→丙过程的ΔH=ΔH1+ΔH2 【答案】A 【分析】根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的（反应热的总值相等），以甲为起点，最终又回到甲，整个过程没有能量变化，据此分析解答。 【解析】A．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)，则ΔH3=−(ΔH1+ΔH2)，而和|的大小无法确定，故A项说法错误； B．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)，则ΔH3=−(ΔH1+ΔH2)，所以，故B项说法正确； C．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)以甲为起点，最终又回到甲，整个过程没有能量变化，则ΔH1+ΔH2+ΔH3=0，故C项说法正确； D．根据盖斯定律：不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)，所以甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2，故D项说法正确； 综上所述，答案为A。 【变式2-3】以下反应可表示获得乙醇并将乙醇用作汽车燃料的过程： ①   ②   ③   下列有关说法正确的是 A．  ，则 B． C．植物的光合作用通过反应①将热能转化为化学能 D．在不同油耗汽车中发生反应③，会不同 【答案】A 【解析】A．反应①中H2O为液态，选项A中H2O为气态。气态H2O的焓高于液态，转化为液态会释放热量，因此ΔH4 = ΔH1 − 6ΔHvap（ΔHvap为正值），导致ΔH4 < ΔH1，A正确； B．根据反应叠加，①+②得到4CO2+6H2O→2C2H5OH+6O2，ΔH1+ΔH2；而2倍逆反应③的ΔH为-2ΔH3。等式应为2ΔH3 = -ΔH1 -ΔH2，而非选项B中的2ΔH3 = -ΔH1 +ΔH2，B错误； C．光合作用将太阳能转化为化学能，而非热能，C错误； D．ΔH是状态函数，仅与物质状态有关，与反应条件无关，D错误； 答案选A。 题型03 反应热与焓的关系 宏观角度计算反应热 化学反应反应热即 ΔH = H（反应产物）-H（反应物）= 反应物的总能量 - 生成物的总能量 【典例3】结合下图信息分析，反应的为    A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是一个放热反应，相对能量是330KJ/mol、229KJ/mol是产生中间体Ⅰ和Ⅱ释放的总能量，相对能量是123KJ/mol、77KJ/mol是中间体Ⅰ和Ⅱ继续吸收的总能量，则△H=—(330+229—123—77)KJ/mol=—359KJ/mol，故本题选C。 【变式3-1】已知一定温度下：①， ②， ③。下列说法正确的是（    ） A．反应②中的能量变化如图所示，则 B．完全燃烧生成液态水时放出的热量小于 C．一定温度下，在一恒容密闭容器中通入和，反应后放出的热量为，则 D．氨催化氧化反应的热化学方程式为 【答案】C 【解析】A．反应热=生成物的总能量一反应物的总能量，因此，故A错误； B．，所以完全燃烧生成液态水时放出的热量大于，故B错误； C．为生成氨气时放出的热量，可逆反应不能进行到底，因此，故C正确； D．①； ②； ③； 由盖斯定律可知，①②③得： ，故D错误； 选C。 【变式3-2】已知1mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表： 物质 NO CO N2 能量/(kJ/mol) 632 1076 946 热化学方程式 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)   ∆H=-742kJ/mol 则CO2的碳氧双键能为 A．-1606kJ/mol B．1606kJ/mol C．803kJ/mol D．-803kJ/mol 【答案】C 【解析】1mol下列物质分解为气态原子消耗能量即该物质的键能，设CO2的碳氧双键能为x，由∆H=反应物的总键能-生成物的总键能=(2×632+2×1076)-(946+2×2x)= -742，解得x=803，故选：C。 【变式3-3】已知，和反应过程中的能量变化如图所示。都表示正数，下列说法正确的是 A．c代表新键形成所放出的能量 B．该反应是吸热反应 C．若，则 D． 【答案】D 【解析】A．由图可知c是反应物总能量比生成物总能量高出的部分，代表反应所放出的能量，故A错误； B．该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故B错误； C．a-b=-d，则a=b-d＞0，故，故C错误； D．由图可知，故D正确； 故选D。 题型04 反应热与键能的关系 微观角度计算反应热 键能：拆开1mol共价键所要吸收的能量，单位是 kJ·mol－1。 同一个化学键断裂与形成所吸收和放出的能量 相等 ，都等于键能。 物质越稳定，其本身具有化学能越 低 ，其化学键键能越 大 。 化学反应的实质是旧键断裂 和 新键形成，化学键断裂需要吸收能量，化学键形成需要放出能量。 反应热△H = 反应物的总键能 - 生成物的总键能 【典例4】已知反应： ①   ②   化学键的键能数据如表所示，(键能为气态分子离解成气态原子所吸收的能量)，下列说法正确的是 化学键 键能/ 798 x 413 463 A． B．上表中 C． D．时甲烷充分燃烧，当有个键断裂时，反应放出的热量为 【答案】B 【解析】反应①、②均为放热反应，由气态到液态放出热量，因此生成液态水放热多，故，A错误；反应①中，利用键能与的关系，可建立等式：，则，B正确；利用盖斯定律，反应得，，C错误；时甲烷充分燃烧，当有个键断裂时，参加反应的物质的量为，反应放出的热量为，D错误。 【变式4-1】是一种温室气体，其存储能量的能力是的倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能： 化学键 N—F 键能 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是 A．过程放出能量 B．过程放出能量 C．反应为吸热反应 D．吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应 【答案】B 【解析】A．为化学键的断裂过程，断键吸热，A错误； B．为形成化学键的过程，成键放热，B正确； C．焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，反应的，属于放热反应，C错误； D．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，则不能发生化学反应，D错误； 故选B。 【变式4-2】某些化学键的键能如表所示： 化学键 H－H Cl－Cl Br－Br I－I H－Cl H－Br H－I 键能/ (kJ·mol-1) 436 243 193 151 431 356 299 下列有关说法正确的是 A．上述键能数据可以说明热稳定性的强弱顺序为HCl＜HBr＜HI B．H—F的键能大于431 kJ·mol-1 C．H2与Cl2反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH=-248 kJ·mol-1 D．表格中稳定性最强的化学键是H—Cl 【答案】B 【解析】A．键能越大，分子越稳定，因此上述键能可以说明热稳定性的顺序是HCl＞HBr＞HI，A错误； B．H-F键的键长＜H-Cl键，因此H-F键的键能＞H-Cl键，故H-F的键能大于431 kJ·mol-1，B正确； C．焓变=反应物总键能-生成物总键能，∆H=(436+243-431×2)kJ/mol=-183kJ/mol，C错误； D．表格中均为单键，键能越大物质越稳定，因此表格中稳定性最强的化学键是H-H，D错误； 故选B。 【变式4-3】为了合理利用化学能，确保安全生产，进行化工设计时需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。 （1）实验测得5g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。 （2）现有如下两个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)      ΔH1=akJ•mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)       ΔH2=bkJ•mol-1 则a (填“>”“=”或“<”)b。 （3）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，断裂化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。 已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=akJ•mol-1，根据下表中所列键能数据可计算出a= 。 化学键 H—H N—H N≡N 键能/(kJ•mol-1) 436 391 945 【答案】 CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    △H=-726.4kJ/mol ＞ -93 【解析】（1）5g液态CH3OH在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出113.5kJ热量，故32g即1mol液态CH3OH在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出 ×113.5kJ=726.4kJ热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为： CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    △H=-726.4kJ/mol，故本题答案为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    △H=-726.4kJ/mol； （2）将两个热化学方程式进行比较，由于H2O由气态变成液态放出热量，故△H1>△H2，则a＞b，故本题答案为：＞； （3）N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H=945 kJ/mol +436 kJ/mol×3-391 kJ/mol×6=-93 kJ/mol，故a＝-93，故本题答案为：-93。 题型05 焓变的大小比较 一、同一物质不同状态，具有的能量不同，气态 > 液态 > 固态； 二、比较△H时，须带符号进行比较； 1、同一反应，反应物状态相同，产物不同，产物越稳定，产物能量越低。 C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1 C(s)+ O2(g)=CO(g)    ΔH2 两个反应均为放热反应，CO2更稳定，反应一放出能量更多，ΔH1 < ΔH2 2、同一反应，反应物状态不同，产物状态相同 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH1 2C2H2(l)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH2 能量C2H2(g)  > C2H2(l)，反应为放热反应，故反应一放出能量更多，  ΔH1 < ΔH2 3、同一反应，反应物状态相同，产物状态不同 2H2(g)+O2(g) =  2H2O(g)  ΔH1 2H2(g)+O2(g) =  2H2O(l)  ΔH2 能量H2O(g)  > H2O(l)，故反应二放出能量更多，  ΔH1 > ΔH2 【典例5】分别向的溶液中加入：①浓硫酸、②稀硫酸、③稀硝酸、④稀醋酸，恰好完全反应时的热效应分别为，下列关系中正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：，分别向的溶液中加入：①浓硫酸、②稀硫酸、③稀硝酸、④稀醋酸。根据浓硫酸溶于水放热，则放出的热量最高，焓变最小，从中和角度讲，稀硫酸和稀硝酸都是强的稀酸，所以氢氧化钡的量一定的条件下，二者放出的热量相等，但是硫酸根离子和离子之间反应生成的硫酸钡是沉淀，生成沉淀的过程放热，所以稀硫酸放热多，醋酸是弱酸，电离过程要吸热，所以焓变最大，即放出的热量为，故答案为B． 【变式5-1】灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。 已知：① ② ③下列说法正确的是 A． 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的环境中，会自行毁坏 【答案】D 【解析】A．根据盖斯定律，ΔH3=ΔH2-ΔH1=+2.1kJ/mol＞0，则ΔH1<ΔH2，A错误； B．常温（约25℃）高于13.2℃，此时白锡更稳定，锡以白锡状态存在，B错误； C．灰锡转化为白锡的反应ΔH3=+2.1 kJ·mol⁻¹，为吸热反应，C错误； D．低于13.2℃时，白锡会转化为灰锡（粉末状），导致器皿结构破坏，D正确； 故选D。 【变式5-2】如图表示常压下某反应（反应完全）的反应物[曲线]和生成物[曲线]的能量随温度的变化。下列相关叙述正确的是 A． B．若加入催化剂，则随温度升高，不变 C．该反应的 D．该反应热化学方程式： 【答案】A 【解析】A．曲线I表示反应物的能量随温度变化，曲线Ⅱ表示生成物的能量随温度变化，由题图可知，生成物总能量高于反应物总能量，则反应为吸热反应，，且温度为时焓变值更大，故正确； B．由题图可知，焓变值随温度的升高而增大，若加入催化剂，则随温度升高，也会增大，B错误； C．曲线I表示反应物的能量随温度变化，曲线Ⅱ表示生成物的能量随温度变化，由题图可知，生成物总能量高于反应物总能量，则反应为吸热反应，，C错误； 表示在时，生成时的反应热，则该反应热化学方程式为错误； 答案选A。 【变式5-3】根据以下热化学方程式，和的大小比较错误的是 A．  ，  ，则 B．  ，  ，则 C．  ，  ，则 D．  ，      则 【答案】B 【解析】A．已知 ，根据盖斯定律可得，即，故A正确； B．已知为放热反应，根据盖斯定律可得，即，故B错误； C．已知为吸热反应，，为放热反应，，即，故C正确； D．已知氯元素的非金属性强于溴元素，因此氯气与氢气反应放出的热量多余溴与氢气，又因放热焓变为负值，放热越多焓变值越小，即，故D正确； 故答案选B选项。 题型06 反应热的计算的综合应用 【例题】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+11O2======2Fe2O3+8SO2 在25℃和101kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“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1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。 【解】（1）根据题意，FeS2燃烧的热化学方程式为： FeS2(s)+ 11/4 O2(g) ≜ 1/2Fe2O3(s)+ 2 SO2(g) ∆H=-853 kJ/mol （2）FeS2的摩尔质量为120g·mol-1。 1kg黄铁矿含FeS2的质量为：1000g×90%=900g 900gFeS2的物质的量为：900g/120g·mol−1=7.5mol 理论上1kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为:7.5mol×853kJ/mol=6398kJ 【典例6】氢能是理想的清洁能源，人类研究氢能源从未间断过。热化学循环分解水制是在水反应体系中加入一种中间物，经历不同的反应阶段，最终将水分解为和，这是一种节约能源、节省反应物料的技术，如图是热化学循环制氢气的流程： （1）实验测得，燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。 已知：键能为键能为，计算键能为 。 （2）整个流程参与循环的物质是 和 。(填化学式) （3）汞虽然有毒，但用途广泛。用汞和溴化钙作催化剂，可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气： ①； ②…… ③； ④。 反应②的化学方程式为 。 （4）也可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示，则与反应生成和的热化学方程式为 。 【答案】（1） 435.2 （2）SO2 I2 （3）Hg+2HBr=HgBr2+H2↑ （4） 【分析】根据图示，反应①为A、B与H2O反应生成H2SO4和HI，反应②为H2SO4分解成A、H2O和O2，反应③为HI分解成H2和I2，根据原子守恒和得失电子守恒，A为SO2，B为I2。 【解析】（1）1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量，则2g氢气即1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，表示氢气燃烧热的热化学方程式为；利用盖斯定律，将减去可得；设H—H键能为xkJ/mol，则有，解得x=435.2，故H—H键能为。 （2）反应①为二氧化硫与碘单质和水反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，反应②为硫酸分解生成二氧化硫、水、氧气：2H2SO4=2SO2↑+O2↑+2H2O，反应③为碘化氢分解2HI=H2+I2，整个流程参与循环的物质是SO2、I2。 （3）根据反应③知反应②有HgBr2生成，根据HgBr2知反应①的产物HBr参与反应②，所以反应②为Hg+2HBr=HgBr2+H2↑。 （4）由三个图可写出相应的热化学方程式：CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-282kJ/mol①，H2(g)+O2(g)=H2O(g) ∆H=-241.8kJ/mol②，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-846.3kJ/mol③，由盖斯定律，将③-(①+②×3)得CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H=-846.3kJ/mol-[-282kJ/mol+(-241.8kJ/mol)×3]=+161.1kJ/mol，则与反应生成和的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H=+161.1kJ/mol。 【变式6-1】已知丙烷的燃烧热，    ，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水蒸气，则放出的热量为 A．2039kJ B．509.75kJ C．553.75kJ D．597.75kJ 【答案】B 【解析】已知丙烷的燃烧热，    ，则C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(g)  ，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水蒸气(即物质的量为1mol)，则放出的热量为，故B符合题意。 综上所述，答案为B。 【变式6-2】已知：、、的标准燃烧热依次为，、。下列说法正确的是 A．三种物质中，热值最大 B． C．断裂1molH—H键放出285.8kJ能量 D．乙炔燃烧的热化学方程式为 【答案】A 【解析】A．单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量称为热值，1g的H2完全燃烧放出kJ，1g的C2H2完全燃烧放出的热量为kJ，1g的C2H4完全燃烧放出的热量为kJ，故三种物质中，H2热值最大，A正确； B．根据题意可知，，，，则①+②-③得，ΔH=-1299.6-285.8+1411.0=-174.4kJ⋅mol−1，B错误； C．断开H-H键要吸热，且数值也不是285.8kJ，C错误； D．乙炔燃烧的热化学方程式为ΔH=−1299.6kJ⋅mol−1，D错误； 故选A。 【变式6-3】2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。根据所学知识回答下列问题： I．2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，气态燃料M（仅由两种元素组成）质量为在常温常压下完全燃烧生成和时，放出的热量。 （1）M的分子式为 。该气体的燃烧热 。（保留一位小数） Ⅱ．长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在下， （2）下，与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。 Ⅲ．火箭发射常用（肼）作燃料，与氧化剂反应生成和水蒸气。 已知： （3）请写出作为火箭燃料与反应的热化学方程式： 。 （4）与足量反应生成和液态水时，放出的热量是 。 （5）上述与反应能够成功用于火箭推进器的原因：①反应释放大量的热；② 。 【答案】（1） （2） （3） （4）655.2 （5）能快速产生大量气体 【解析】（1）标准状况下，气态燃料的物质的量为，其摩尔质量。该燃料仅由元素组成，则其分子式为。根据题干可知完全燃烧生成和放出热量，则完全燃烧放出的热量为，则其燃烧热为。 （2）设题述热化学方程式分别为反应，则即得到反应iV：，根据盖斯定律可知。 （3）根据图像可写出如下热化学方程式： ① ② 根据盖斯定律，即可得到反应式③：则。 （4）已知反应④：，用上述反应即可得到目标式：。根据热化学方程式的含义可知：与足量反应生成和液态水时，放出的热量为。 （5）根据上述与反应，该反应能够成功用于火箭推进剂的原因除了反应释放大量的热之外，还能快速产生大量气体。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $