第二节 反应热的计算（举一反三专项训练，江苏专用）【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 盖斯定律的理解 题型02 利用盖斯定律计算△H 题型03 利用键能计算△H 题型04 利用热化学方程式计算△H 题型05 利用能量图像计算△H 题型06 利用盖斯定律比较△H大小 题型01 盖斯定律的理解 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·江苏南京·月考）下列说法不正确的是（  ） A．利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 B．在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 C．如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓不变 D．当同一个化学反应以不同的过程完成时，反应的焓变是不同的，可由相关化学方程式的焓变相加减而得到 【答案】D 【解析】A.有些化学反应的焓变难以通过实验测得，根据盖斯定律，通过热化学方程式叠加可以求得，A正确；B.焓值与物质的状态有关，所以在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的，B正确；C.焓变的大小决定于反应物和生成物的能量差，和反应过程无关，C正确；D.焓变决定于反应物和生成物的能量差，与过程无关，D错误；故合理选项是D。 【变式1-1】（24-25高二上·江苏泰州·月考）下列说法或表示方法不正确的是 A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现 B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；△H = –57.3kJ/mol，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ C．由C(石墨)→C(金刚石)；△H = +73 kJ/mol，可知石墨比金刚石稳定 D．在101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；△H = –285.8kJ/mol 【答案】D 【解析】A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，选项A正确；B．浓硫酸稀释过程中也放出热量，所以放出的热量大于57.3 kJ，选项B正确；C．能量越低的物质，越稳定，选项C正确；D．热化学方程式表示的是4g氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，所以反应热应为△H = –571.6kJ/mol，选项D不正确；答案选D。 【变式1-2】（23-24高二下·江苏无锡·月考）运用盖斯定律分析碳及其氧化物的转化有重要意义。下列说法错误的是 A． B． C．实验中无法直接测定 D．化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关，与反应的途径无关 【答案】A 【解析】A．C燃烧生成CO2放出的热大于生成CO时放出的热，即|△H1|>|△H3|，且△H1、△H3为负值，故△H1<△H3，选项A错误；B．根据图中信息，由盖斯定律得，△H1=△H2+△H3，选项B正确；C．△H3是C不完全燃烧只生成CO时的焓变，不能直接由实验测得，选项C正确；D．反应热只与始终态有关，与途径无关，选项D正确；答案选A。 【变式1-3】（23-24高二上·江苏南京·月考）到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。 （1）化学反应中放出的热能（焓变，ΔH）与反应物和生成物的键能（E）有关。已知： ①H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)  ΔH=－a kJ/mol ②E(H-H)=b kJ/mol，E(Cl-Cl)=c kJ/mol 则：E(H-Cl)= 。 （2）实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷反应的反应热，但可测出CH4、石墨和H2燃烧反应的反应热，求由石墨生成甲烷的反应热。已知： ①CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l)  △H=－a kJ·mol-1 ②C(石墨)＋O2(g)==CO2(g)   △H=－b kJ·mol-1 ③H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l)  △H=－c kJ·mol-1 则反应C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g)的反应热△H= kJ·mol-1。 【答案】（1）(a+b+c)/2 kJ• mol－1 （2）(-2c-b+a) 【分析】本题主要考查了平衡常数计算式，注意不包括固体；同时考查了反应热的计算，包括与键能的关系和盖斯定律的应用。 【解析】(1)ΔH=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物合成化学键释放的能量=b＋c-2 E(H-Cl)＝－a，则E(H-Cl)= (a+b+c)/2 kJ• mol－1； (2)根据盖斯定律，反应C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g)的反应热△H=(-2c-b+a) kJ·mol-1； 题型02 利用盖斯定律计算△H 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 【典例2】（23-24高二上·江苏南京·月考）已知反应：①；② ③，则反应的为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将方程式①×3+②×2－2×③得2NH3 (g) +O2 (g) = 2NO2 (g) + 3H2O (g)，则△H=3△H1+2△H2－2△H3，故选D。 【变式2-1】（23-24高二下·江苏无锡·月考）已知：①   ②  ；③  ；则反应的等于 A．+753kJ/mol B．-753kJ/mol C．+3351kJ/mol D．-3351kJ/mol 【答案】C 【解析】由盖斯定律可知，将得，则该反应的反应热，综上所述，答案为C。 【变式2-2】（22-23高二上·江苏·月考）下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是 A．△H3＜0 B．△H1+△H2+△H3=0 C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol 【答案】B 【解析】A．形成化学键放出热量，即2H(g)+2X(g)=2HX(g) △H3＜0，A正确；B．由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同， 则△H1=△H2+△H3，所以△H1-△H2-△H3=0，B错误；C．原子半径： Cl＜Br＜I，Cl2、Br2、I2中键能：Cl-Cl键＞Br-Br键＞I-I键，由于断裂化学键吸热，则吸收的热量逐渐减小，所以途径II吸收的热量依次减小，即△H2依次减小，C正确；D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，即形成1 molHX放出热量是a kJ，因此形成2 mol HX放出热量为2a kJ，所以该条件下△H3=-2a kJ/mol，D正确；故合理选项是B。 【变式2-3】（22-23高二下·江苏扬州·开学考）依据图示关系，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．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 D．C(石墨)+ CO2( g) =2CO(g) ΔH =ΔH1-ΔH2 【答案】D 【分析】图中涉及反应为①C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol；②C（石墨）+O2（g）=CO（g）△H；③CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H2=-283.0kJ/mol，由盖斯定律可知△H+△H2=△H1，以此解答该题。 【解析】A．燃烧放出大量的热，为放热反应，故A正确；B．因C（石墨）燃烧生成CO可放出热量，则1mol C（石墨）和1mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放出的热量多，故B正确；C．反应途径不改变反应物、生成物的总能量，则化学反应的△H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故C正确；D．由盖斯定律可知：得C(石墨)+ CO2(g) =2CO(g)，△H=△H1-2△H3，故D错误；故选D。 题型03 利用键能计算△H 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3】（23-24高二下·江苏无锡·月考）已知：分子中每个原子最外层都达到8电子结构，  。键能通常指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，某些化学键的键能如下表所示： 共价键 键能/() 463 498 568 根据上述数据，估算等于 A．316.6 B．391.4 C．195.7 D．158.3 【答案】A 【解析】由反应热与反应物总键能之和与生成物总键能之和的差值相等可得：[2E(O—F) kJ/mol +463kJ/mol×2]—(498kJ/mol+568 kJ/mol×2)=—74.8 kJ/mol，解得E(O—F)= 316.6，故选A。 【变式3-1】（24-25高二上·江苏·月考）已知N≡N键的键能是946kJ•mol-1，H－H键的键能是436kJ•mol-1，N－H键的键能是391kJ•mol-1，则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H为 A．209kJ•mol-1 B．-209kJ•mol-1 C．92kJ•mol-1 D．-92kJ•mol-1 【答案】D 【解析】根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和可知，反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)= 946kJ•mol-1+3×436kJ•mol-1-6×391kJ•mol-1=-92 kJ•mol-1，故答案为：D。 【变式3-2】（21-22高二上·江苏徐州·期中）运载火箭“太空发射系统”于2018年执行首次飞行任务，其所需燃料为高能火箭燃料肼()。该物质燃烧过程中的能量变化如图所示。已知： 化学键 键能 159 498 943 460 a 下列判断不正确的是 A．表中的 B．图示中的 C．比稳定 D．在氧气中燃烧的热化学方程式为 【答案】A 【解析】A．根据表格数据可知，断裂1mol键吸收159KJ能量、断裂1mol键吸收498KJ能量、断裂1mol键吸收aKJ能量，根据燃烧过程中的能量变化图，可知断裂1mol键、1mol键、4mol键共吸收(2783-534) KJ的能量，所以，故A错误；B．根据盖斯定律，图示中的，故B正确；C．键能越大越稳定，比稳定，故C正确；D．根据图示，在氧气中燃烧的热化学方程式为  ，故D正确；选A。 【变式3-3】（23-24高二上·江苏南京·月考）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ① ② ③ 回答下列问题： (1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 436 343 1076 465 413 由此计算 ；已知，则 。 (2)已知在298K时的热化学方程式：，，。根据上面的热化学方程式完成下列问题： ①通过计算说明等质量的、C、完全燃烧时放出热量最多的是 。 ②根据以上反应，则的焓变 。 ③已知，试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式： 。 【答案】(1)-99 +41 (2)①H2 ②-74.8 ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3 【解析】（1）焓变ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，则ΔH1=E(C≡O)+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(O-H)=1076kJ⋅mol-1+2×436kJ⋅mol-1-3×413kJ⋅mol-1-343kJ⋅mol-1-465kJ⋅mol-1=-99kJ⋅mol-1；由盖斯定律可知，反应③=反应②-反应①，ΔH3=ΔH2-ΔH1= -58kJ⋅mol-1-(-99kJ⋅mol-1)=+41kJ⋅mol-1。 （2）①设、C、的质量都为mg，根据热化学方程式可知质量均为mg的、C、完全燃烧时，放出热量分别是、、，由此可知放出热量最多的是H2；②已知I.，II.，III.，由盖斯定律可知，I+III-II可得 =-74.8；③已知：II.、IV.。根据盖斯定律, II＋IV×2可得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=△H2+2△H4=-802.3。 题型04 利用热化学方程式计算ΔH 利用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。 【典例4】（23-24高二上·江苏扬州·月考）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1，下列说法正确的是 A．标准状况下，1molH2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molH2O放出的热量为241.8kJ B．在相同条件下，1molH2(g)与0.5molO2(g)的能量总和大于1molH2O(g)的能量 C．8g水蒸气完全分解成氢气和氧气吸收483.6kJ热量 D．常温下，2molH2与1molO2完全反应生成液态水放出的热量小于483.6kJ 【答案】B 【解析】A．气态水转化为液态水会放热,标准状况下，1molH2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molH2O放出的热量大于241.8kJ，A错误；B．反应放热说明反应物总能量高于生成物，即在相同条件下,，1molH2(g)与0.5molO2(g)的能量总和大于1molH2O(g)的能量，B正确；C．36g水蒸气完全分解成氢气和氧气吸收483.6kJ热量，C错误；D．气态水转化为液态水会放热，常温下，2molH2与1molO2完全反应生成液态水放出的热量大于483.6kJ ，D错误；故选B。 【变式4-1】（23-24高二上·江苏常熟·月考）水煤气是由和组成的混合气体，在工业上常用作燃料。 已知： 现取(标准状况)水煤气，使其完全燃烧生成和，测得反应放热，则水煤气中与的物质的量之比是 A．2∶3 B．1∶3 C．1∶4 D．1∶1 【答案】A 【解析】标况下112L氢气和CO的物质的量是112L÷22.4L/mol＝5mol，设氢气和CO的物质的量分别是xmol、ymol，则x+y＝5，0.5x×571.6+0.5y×566＝1423.4，解得x＝3、y＝2，则水煤气中与的物质的量之比是2∶3。答案选A。 【变式4-2】（24-25高一下·江苏南京·期中）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 H - O键 O= O键 H-H键 O-O键 键能/(kJ·mol-1) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2molH2O ，则下列说法不正确的是 A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程Ⅲ属于放热反应 C．总反应是吸热反应 D．有2mol水参与过程I吸收了926kJ能量 【答案】B 【解析】A．反应过程中分解了2 molH2O，由图可知，生成了2molH2和1molO2，总反应为：2H2O2H2↑+O2↑，故A正确；B．过程Ⅲ断裂2molH2O2中H-O键，吸收463kJ×2=926 kJ能量，生成1molH2中H-H键，释放436kJ能量，即总体上吸收了490kJ能量，为吸热反应，故B错误；C．总反应为2H2O2H2↑+O2↑，吸收热量463kJ×4=1852kJ能量，放出(496+436×2)kJ=1368kJ能量，则吸收的能量大于放出的热量，反应为吸热反应，故C正确；D．有2mol水参与过程I，断裂了2molH2O中H-O键，吸收能量(463×2)kJ=926kJ，故D正确；答案选B。 【变式4-3】（20-21高二上·江苏启东·期中）已知：与反应生成1 mol正盐时反应的；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热的。则在水溶液中电离的等于 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由题意知，生成1mol正盐，同时生成，由此可得．稀氨水与稀硫酸的中和热；而强酸与强碱的稀溶液反应的中和热，故电离时应吸收的热量为；故答案为：A。 题型05 利用能量图像计算△H 利用能量图像计算反应热 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5】（24-25高二上·江苏连云港·期中）反应：机理如下，下列说法正确的是 反应I： 反应II： A．反应I的 B． C．该反应速率主要由反应I决定 D．通入过量空气，可提高的平衡转化率 【答案】D 【解析】A．反应I的的情况下反应I可以发生，说明，则其，A错误；B．反应可由2反应I+反应II得到，由盖斯定律知，，B错误；C．反应的活化能越大，反应速率越慢，从图上可以看出反应II的活化能大于反应I的活化能，故反应速率由反应II决定，C错误；D．通入过量空气，氧气浓度增大，平衡向正反应方向移动，二氧化硫的转化率增大，D正确；故选D。 【变式5-1】（23-24高二上·江苏徐州·期中）时，与反应的能量变化曲线如图，下列叙述正确的是 A．形成键，吸收能量 B．也可以用键能计算该反应的，(E表示键能) C．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 D．使用高效催化剂不能改变该反应的焓变 【答案】D 【解析】A．形成化学键需要放出热量，A错误；B．N2的结构式为N≡N，所以反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)(E表示键能)，B错误；C．加入催化剂可降低反应的活化能，达到顶峰值较小，则a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线，C错误；D．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应的焓变，D正确；故选D。 【变式5-2】（24-25高二上·江苏苏州·月考）研究氮氧化物的相关反应对于减少环境污染有重要意义。 (1)汽车发动机工作时会引发和反应生成NO，其能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 ，图中对应反应的热化学方程式为 。 (2)和CO均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下：。有关化学反应能量变化过程如图所示。 图中反应的为 。 (3)已知：① ② ③ 则能表示汽车尾气CO、NO协同转化为的热化学方程式为 。 (4)用催化还原，可以消除氮氧化物的污染。已知： 反应I： 反应II： 若标准状况下用将一定量的完全反应生成和水蒸气，放出的热量为 。 【答案】(1)N2 N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180 kJ•mol-1 (2) (3) (4)173.4kJ = 【解析】（1）键能越大越稳定，图1中三种分子最稳定的是N2，该反应的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180 kJ•mol-1； （2）由图可知，N2O(g)和CO(g)具有的总能量大于CO2(g)和N2(g)具有的总能量，则反应放热，由图可知，；（3）根据盖斯定律，③×2-①-②，可得反应：，，则能表示汽车尾气CO、NO协同转化为的热化学方程式为； （4）根据盖斯定律，(①+②)×得：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-867kJ/mol，标准状况下4.48L CH4的物质的量为0.2mol，放出的热量为0.2mol×867kJ/mol =173.4kJ； 【变式5-3】（24-25高二上·江苏苏州·月考）已知：H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH。该反应分①②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A．反应①为吸热反应 B．H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218kJ / mol C．若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，则：ΔH=ΔH1-ΔH2 D．反应①为整个反应的决速步骤 【答案】BD 【解析】A．反应①生成物总能量小于反应物总能量，反应①为放热反应，故A错误；B．根据图示，1molH2(g)和2mol ICl(g)的总能量比1mol I2(g)和2mol HCl(g)的总能量多218kJ，H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218kJ / mol，故B正确；C．若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，根据盖斯定律①+②得H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)ΔH=ΔH1+ΔH2，故C错误；D．活化能越小反应速率越快，反应①的活化能大于反应②，反应①是慢反应，慢反应决定总反应速率，反应①为整个反应的决速步骤，故D正确；选BD。 题型06 利用盖斯定律比较△H的大小 ①同一反应，生成物状态不同时 如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0 C(g)===C(l)　ΔH3<0 ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH2<ΔH1。 ②同一反应，反应物状态不同时 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 S(g)===S(s)　ΔH3<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH1<ΔH2。 ③晶体类型不同，产物相同时 C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol－1 C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol－1 因为石墨能量低，则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。 ④两个有联系的不同反应相比较时 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 C(s)+（1/2）O2(g)===CO(g) ΔH2<0 C(s)CO2(g) C(s)CO(g)CO2(g) 因为ΔH2+ΔH3=ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。 【典例6】（22-23高二上·江苏南通·期末）Li/Li2O体系的能量循环如图所示。已知：。下列说法正确的是 A．△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6 B．△H2＜0 C．△H3＜0 D．△H5＞△H6 【答案】A 【解析】A．根据盖斯定律计算得到，反应过程中的焓变关系为：△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6，A正确；B．气态Li原子失去最外层的电子变为气态锂离子要吸收能量，则反应热△H2＞0，B错误；C．断裂化学键吸收能量，氧气断裂化学键变为氧原子过程中吸收热，△H3＞0，C错误；D．根据能量转化关系和盖斯定律的计算可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同，△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6，则△H6＞△H5，D错误；故合理选项是A。 【变式6-1】（24-25高二上·江苏连云港·月考）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 3H2(g)+ Fe2O3(s)=2Fe(s)+ 3H2O(g) ΔH2 2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3 2Al(s)+ 1.5O2(g)=A12O3(S) ΔH4 2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A．ΔH1＜0，ΔH3＞0 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3 C．ΔH1=ΔH2+ΔH3 D．ΔH3=ΔH4+ΔH5 【答案】B 【解析】A．2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s)为化合反应，属于放热反应，所以ΔH3＜0，A不正确；B．2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s)为铝热反应，属于放热反应，ΔH5＜0，由于Al的金属活动性比Fe强，所以燃烧放出的热量更多，但由于放热反应的ΔH＜０，所以ΔH4＜ΔH3，B正确；C．ΔH1为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放出的热量，ΔH2+ΔH3为3H2(g)+1.5O2(g)=3H2O(g)放出的热量，所以ΔH1≠ΔH2+ΔH3，C不正确；D．依据盖斯定律，ΔH3=ΔH4-ΔH5，D不正确；故选B。 【变式6-2】（21-22高二上·江苏宿迁·期中）化学反应过程中既有物质的变化，又有能量的变化。关于下列热化学方程式的说法中，正确的是 (1)2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)    △H1 (2)2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)    △H2 A．△H1 ＜ △H2 B．△H1 ＞ △H2 C．△H1 = △H2 D．不能判断△H1与△H2的相对大小 【答案】B 【解析】两个反应的反应物相同，生成物状态不同，并且两个反应均为放热反应，△H＜0，又已知同种物质的气态变成液态物质，要放出热量，即H2O(g)=2H2O(l) △H<0，根据盖斯定律，△H2-△H1 <0故△H1 ＞△H2，故选B。 【变式6-3】（25-26高二上·江苏·月考）根据以下3个热化学方程式： 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)  ∆H=-Q1 kJ·mol-1 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(l)   ∆H=-Q2 kJ·mol-1 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(g)   ∆H=-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】将已知反应依次编号为①②③，反应①为硫化氢完全燃烧，反应②③为不完全燃烧，则完全燃烧放出的热量大，Q1最大，反应②生成液态水，反应③生成气态水，气态水变成液态水要放出热量，即H2O(g)=2H2O(l) △H<0则根据盖斯定律，③-②为H2O(g)=2H2O(l)，-Q2-（-Q3）<0，则Q2>Q3，综上可知Q1、Q2、Q3三者关系为Q1>Q2>Q3，故选：A。 / 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 盖斯定律的理解 题型02 利用盖斯定律计算△H 题型03 利用键能计算△H 题型04 利用热化学方程式计算△H 题型05 利用能量图像计算△H 题型06 利用盖斯定律比较△H大小 题型01 盖斯定律的理解 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·江苏南京·月考）下列说法不正确的是（  ） A．利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 B．在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 C．如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓不变 D．当同一个化学反应以不同的过程完成时，反应的焓变是不同的，可由相关化学方程式的焓变相加减而得到 【变式1-1】（24-25高二上·江苏泰州·月考）下列说法或表示方法不正确的是 A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现 B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；△H = –57.3kJ/mol，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ C．由C(石墨)→C(金刚石)；△H = +73 kJ/mol，可知石墨比金刚石稳定 D．在101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；△H = –285.8kJ/mol 【变式1-2】（23-24高二下·江苏无锡·月考）运用盖斯定律分析碳及其氧化物的转化有重要意义。下列说法错误的是 A． B． C．实验中无法直接测定 D．化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关，与反应的途径无关 【变式1-3】（23-24高二上·江苏南京·月考）到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。 （1）化学反应中放出的热能（焓变，ΔH）与反应物和生成物的键能（E）有关。已知： ①H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)  ΔH=－a kJ/mol ②E(H-H)=b kJ/mol，E(Cl-Cl)=c kJ/mol 则：E(H-Cl)= 。 （2）实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷反应的反应热，但可测出CH4、石墨和H2燃烧反应的反应热，求由石墨生成甲烷的反应热。已知： ①CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l)  △H=－a kJ·mol-1 ②C(石墨)＋O2(g)==CO2(g)   △H=－b kJ·mol-1 ③H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l)  △H=－c kJ·mol-1 则反应C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g)的反应热△H= kJ·mol-1。 题型02 利用盖斯定律计算△H 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 【典例2】（23-24高二上·江苏南京·月考）已知反应：①；② ③，则反应的为 A． B． C． D． 【变式2-1】（23-24高二下·江苏无锡·月考）已知：①   ②  ；③  ；则反应的等于 A．+753kJ/mol B．-753kJ/mol C．+3351kJ/mol D．-3351kJ/mol 【变式2-2】（22-23高二上·江苏·月考）下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是 A．△H3＜0 B．△H1+△H2+△H3=0 C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol 【变式2-3】（22-23高二下·江苏扬州·开学考）依据图示关系，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．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 D．C(石墨)+ CO2( g) =2CO(g) ΔH =ΔH1-ΔH2 题型03 利用键能计算△H 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3】（23-24高二下·江苏无锡·月考）已知：分子中每个原子最外层都达到8电子结构，  。键能通常指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，某些化学键的键能如下表所示： 共价键 键能/() 463 498 568 根据上述数据，估算等于 A．316.6 B．391.4 C．195.7 D．158.3 【变式3-1】（24-25高二上·江苏·月考）已知N≡N键的键能是946kJ•mol-1，H－H键的键能是436kJ•mol-1，N－H键的键能是391kJ•mol-1，则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H为 A．209kJ•mol-1 B．-209kJ•mol-1 C．92kJ•mol-1 D．-92kJ•mol-1 【变式3-2】（21-22高二上·江苏徐州·期中）运载火箭“太空发射系统”于2018年执行首次飞行任务，其所需燃料为高能火箭燃料肼()。该物质燃烧过程中的能量变化如图所示。已知： 化学键 键能 159 498 943 460 a 下列判断不正确的是 A．表中的 B．图示中的 C．比稳定 D．在氧气中燃烧的热化学方程式为 【变式3-3】（23-24高二上·江苏南京·月考）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ① ② ③ 回答下列问题： (1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 436 343 1076 465 413 由此计算 ；已知，则 。 (2)已知在298K时的热化学方程式：，，。根据上面的热化学方程式完成下列问题： ①通过计算说明等质量的、C、完全燃烧时放出热量最多的是 。 ②根据以上反应，则的焓变 。 ③已知，试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式： 。 题型04 利用热化学方程式计算ΔH 利用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。 【典例4】（23-24高二上·江苏扬州·月考）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1，下列说法正确的是 A．标准状况下，1molH2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molH2O放出的热量为241.8kJ B．在相同条件下，1molH2(g)与0.5molO2(g)的能量总和大于1molH2O(g)的能量 C．8g水蒸气完全分解成氢气和氧气吸收483.6kJ热量 D．常温下，2molH2与1molO2完全反应生成液态水放出的热量小于483.6kJ 【变式4-1】（23-24高二上·江苏常熟·月考）水煤气是由和组成的混合气体，在工业上常用作燃料。 已知： 现取(标准状况)水煤气，使其完全燃烧生成和，测得反应放热，则水煤气中与的物质的量之比是 A．2∶3 B．1∶3 C．1∶4 D．1∶1 【变式4-2】（24-25高一下·江苏南京·期中）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 H - O键 O= O键 H-H键 O-O键 键能/(kJ·mol-1) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2molH2O ，则下列说法不正确的是 A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程Ⅲ属于放热反应 C．总反应是吸热反应 D．有2mol水参与过程I吸收了926kJ能量 【变式4-3】（20-21高二上·江苏启东·期中）已知：与反应生成1 mol正盐时反应的；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热的。则在水溶液中电离的等于 A． B． C． D． 题型05 利用能量图像计算△H 利用能量图像计算反应热 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5】（24-25高二上·江苏连云港·期中）反应：机理如下，下列说法正确的是 反应I： 反应II： A．反应I的 B． C．该反应速率主要由反应I决定 D．通入过量空气，可提高的平衡转化率 【变式5-1】（23-24高二上·江苏徐州·期中）时，与反应的能量变化曲线如图，下列叙述正确的是 A．形成键，吸收能量 B．也可以用键能计算该反应的，(E表示键能) C．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 D．使用高效催化剂不能改变该反应的焓变 【变式5-2】（24-25高二上·江苏苏州·月考）研究氮氧化物的相关反应对于减少环境污染有重要意义。 (1)汽车发动机工作时会引发和反应生成NO，其能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 ，图中对应反应的热化学方程式为 。 (2)和CO均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下：。有关化学反应能量变化过程如图所示。 图中反应的为 。 (3)已知：① ② ③ 则能表示汽车尾气CO、NO协同转化为的热化学方程式为 。 (4)用催化还原，可以消除氮氧化物的污染。已知： 反应I： 反应II： 若标准状况下用将一定量的完全反应生成和水蒸气，放出的热量为 。 【变式5-3】（24-25高二上·江苏苏州·月考）已知：H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH。该反应分①②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A．反应①为吸热反应 B．H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218kJ / mol C．若ΔH1和ΔH2分别为反应①和②的焓变，则：ΔH=ΔH1-ΔH2 D．反应①为整个反应的决速步骤 题型06 利用盖斯定律比较△H的大小 ①同一反应，生成物状态不同时 如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0 C(g)===C(l)　ΔH3<0 ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH2<ΔH1。 ②同一反应，反应物状态不同时 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 S(g)===S(s)　ΔH3<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH1<ΔH2。 ③晶体类型不同，产物相同时 C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol－1 C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol－1 因为石墨能量低，则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。 ④两个有联系的不同反应相比较时 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 C(s)+（1/2）O2(g)===CO(g) ΔH2<0 C(s)CO2(g) C(s)CO(g)CO2(g) 因为ΔH2+ΔH3=ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。 【典例6】（22-23高二上·江苏南通·期末）Li/Li2O体系的能量循环如图所示。已知：。下列说法正确的是 A．△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6 B．△H2＜0 C．△H3＜0 D．△H5＞△H6 【变式6-1】（24-25高二上·江苏连云港·月考）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1 3H2(g)+ Fe2O3(s)=2Fe(s)+ 3H2O(g) ΔH2 2Fe(s)+ 1.5O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3 2Al(s)+ 1.5O2(g)=A12O3(S) ΔH4 2Al(s)+ Fe2O3(s)=Al2O3(s)+ 2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A．ΔH1＜0，ΔH3＞0 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3 C．ΔH1=ΔH2+ΔH3 D．ΔH3=ΔH4+ΔH5 【变式6-2】（21-22高二上·江苏宿迁·期中）化学反应过程中既有物质的变化，又有能量的变化。关于下列热化学方程式的说法中，正确的是 (1)2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)    △H1 (2)2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)    △H2 A．△H1 ＜ △H2 B．△H1 ＞ △H2 C．△H1 = △H2 D．不能判断△H1与△H2的相对大小 【变式6-3】（25-26高二上·江苏·月考）根据以下3个热化学方程式： 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)  ∆H=-Q1 kJ·mol-1 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(l)   ∆H=-Q2 kJ·mol-1 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(g)   ∆H=-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 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $