第二节 反应热的计算（举一反三专项训练，天津专用） 【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 利用盖斯定律计算△H 题型03 利用盖斯定律比较△H大小 题型04 反应热与焓的关系 题型05 反应热与键能的关系 题型06 盖斯定律的应用 题型07 热化学方程式中的反应热的计算 题型08 反应热知识综合应用 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高三上·天津·期末）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．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 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．根据盖斯定律，热化学方程式中△H直接相加即可得总反应热 【变式1-1】（24-25高二上·天津·期末）下列关于化学反应与热能的说法中，正确的是 A．与反应放出的热就是的燃烧热 B．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于放热反应 C．已知(红磷，s)(白磷，s)  ，吸热反应，则白磷比红磷稳定 D．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 【变式1-2】（24-25高二上·天津·期末）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同 B．应用盖斯定律，可以计算某些难以直接测量的反应焓变 C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 D．需要加热才能发生的反应的△H＞0 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 = ________ ΔH3= ________ = ________________________________ = ________________ 即 C(s) + 1/2O2(g) ＝ CO(g) ΔH3= ________ 【典例2】（25-26高二上·天津河西·期中）一定条件下，几种物质转化时的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．该条件下，的燃烧热 B．在一定条件下，化学反应的反应热与反应的途径无关 C． D．反应1中，反应物的总能量大于生成物的总能量 【变式2-1】（25-26高二上·天津和平·期中）在25℃、101kPa时，、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol，则的反应热为 A． B． C． D． 【变式2-2】（24-25高二上·天津·期末）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 总反应：的 。 【变式2-3】（22-23高二上·天津河西·期末）结合图关系，判断如下说法正确的是 A． B． C． D． 题型03 利用盖斯定律比较△H的大小 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3】（25-26高二上·天津南开·期中）下列说法正确的是 A．已知  ，则单斜硫比正交硫稳定 B．已知  ；  ，则 C．已知  ，  ，则 D．一定条件下，将气体置于密闭容器中充分反应生成和，吸收热量，其热化学方程式可以表示为   【变式3-1】（24-25高一下·天津河北·期中）在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H2>△H1的是 A． B． C． D． 【变式3-2】（23-24高一下·天津南开·期中）以下变化中，大于的是 A．  ；   B．  ；   C．NaOH固体溶解于水；固体溶解于水 D．  ；   【变式3-3】（23-24高二上·广东广州·期中）根据以下3个放热反应的热化学方程式：          、、三者大小关系的判断正确的是 A． B． C． D． 题型04 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4】（24-25高二上·天津蓟州·期中）反应  ，经过两步基元反应完成，第一步反应热为，第二步反应为：  ，反应过程的能量变化如图所示，下列有关说法错误的是 A．第一步反应为： B．反应热的关系为： C．总能量： D．因为第一步反应为吸热反应，第二步反应为放热反应，所以第一步反应速率大于第二步 【变式4-1】（24-25高三上·天津西青·期末）苯在浓和浓作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是 A．反应过程中碳原子的杂化方式发生了改变 B．经两步反应生成产物I的反应热 C．加入选择性高的催化剂，短时间内可以提高单位时间内产物I的产率 D．对比进程图，苯更易生成硝基苯的主要原因是该反应速率更快、产物更稳定 【变式4-2】（24-25高二上·天津·期末模拟）羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业，由和CO合成COS的反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂可以降低反应的焓变 B．①②步反应的焓变和小于总反应的焓变 C．总反应的速率由①步反应决定 D．反应过程中只有化学键的形成，没有化学键的断裂 【变式4-3】（24-25高一下·天津·期末）下列反应中，一定可以用如图表示能量变化的有 ①化合反应 ②与在高温下反应生成 ③甲烷在空气中燃烧 ④需要加热才能发生的反应 ⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应 ⑥反应物总能量比生成物总能量低的反应 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 题型05 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5】（24-25高二上·天津·期末）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，其主要过程如下图所示。 已知：若键能是断裂1 mol键所吸收的能量或形成1 mol键所放出的能量， 几种物质中化学键的键能如下表所示。 化学键 H2O中H-O键 O2中O=O键 H2中H-H键 H2O2中O-O键 H2O2中O-H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程Ⅰ吸收了926kJ能量 C．过程Ⅱ放出了574kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应 【变式5-1】（22-23高一下·安徽池州·期中）化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是 A．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量 B．加入催化剂，该反应放出热量增大 C．断裂2molAB中化学键需要吸收y kJ能量 D．1molA2和1molB2的总能量低于2molAB的总能量 【变式5-2】（20-21高二上·天津·期中）下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开2molH2 (g)和1 molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368 kJ能量 B．由H、O原子形成2 molH2O(g)，共吸收1852 kJ能量 C．2 molH2(g)和1 molO2 (g)反应生成2 mol H2O(1)，共吸收484 kJ能量 D．2 molH2 (g)和1 molO2(g)反应生成2 molH2O(g)，共放出484 kJ能量 【变式5-3】（22-23高二上·天津·期末模拟）已知一定条件下1mol完全燃烧生成与水蒸气时放出802kJ的能量，根据下表的键能(断开1mol化学键或形成1mol化学键时吸收或放出的能量叫键能)数据，则x的数值为 化学键 C—H O—H 键能/() 498 463 803 A．415 B．425 C．440 D．450 题型06 盖斯定律的应用 利用盖斯定律，可以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。 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6】（24-25高一下·天津河北·期中）在36g碳不完全燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积。且有： 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是 A．172.5kJ B．1149kJ C．283kJ D．424.5kJ 【变式6-1】（22-23高二上·天津河西·期末）已知可分别通过如下两个反应制取氢气： a.   b.   则下列说法正确的是 A．乙醇的燃烧热 B．升高反应a的反应温度，乙醇的平衡转化率减小 C．   D．制取等量的氢气，反应b吸收的能量更少 【变式6-2】（24-25高二上·天津·期末）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 回答下列问题： (1)总反应：的 。 (2)一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是 (填字母代号)。 a．高温高压　 b．加入催化剂 　c．减少的浓度 　d．增加CO的浓度 　e．分离出二甲醚 【变式6-3】（25-26高二上·天津蓟州·期中）完成下列问题。 (1)在25℃和101kPa下，燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则完全燃烧生成液态水放出 的热量。的燃烧热是 。 (2)已知：  ，则   。 (3)在中完全燃烧生成和液态水，放出1299.6kJ的热量。写出这个反应的热化学方程式 。 (4)下述反应中属于吸热反应的是 (填序号)。 已知：①   ②   ③   根据上述反应写出燃烧的热化学方程式： 。 题型07 热化学方程式中的反应热的计算 【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7】（24-25高二上·天津·期末）I.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1mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式： 。 (2)若已知下列数据： 化学键 H-H N≡N 键能/kJ·mol-1 435 943 试根据表中及图中数据计算N-H的键能 kJ·mol-1。 (3)用NH3催化还原NOX还可以消除氮氧化物的污染。例如 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H1= akJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) H2= bkJ/mol 若1mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热H3= kJ/mol。(用含a、b的式子表示)。 【变式7-1】（24-25高二上·天津·期末）已知：时， 请回答下列问题： (1)与反应生成无水的热化学方程式是 。 (2)请画出该反应的能量变化示意图： 。 【变式7-2】（24-25高二上·天津·期末）化学反应是人类获得能量的重要途径。请结合所学知识解决以下问题。 I.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)如图是和反应生成的过程中能量变化示意图，请写出和反应的热化学方程式 。 (2)用催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知： ① ② 若还原NO至，则该反应过程中的反应热 kJ/mol(用含a、b的式子表示)。 【变式7-3】（22-23高二上·天津南开·期末）按照要求回答下列问题： (1)已知：①   ②   请写出C与反应生成CO的热化学方程式： 。 (2)已知  ，该反应的熵如何变化？ (填“增大”、“减小”或“不变”)，该反应在什么温度下可以自发进行？ (填“低温”、“高温”或“任何温度”)。 (3)盐碱地(含较多、NaCl)不利于植物生长，盐碱地产生碱性的原因： (用离子方程式表示)；农业上用石膏降低其碱性的反应原理： (用化学方程式表示)。 (4)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍，稀释后pH仍相等，则m n(填“＞”、“＜”或“=”)。 题型08 反应热知识综合应用 键能：1mol化学键断裂需要吸收的能量 能量越________，键能越________ ，物质越稳定。 吸热反应：反应物总能量 ________ 生成物总能量，反应物总键能 ________ 生成物总键能； 放热反应：反应物总能量 ________ 生成物总能量，反应物总键能 ________ 生成物总键能 【典例8】（23-24高一下·天津·期末）盖斯说：“地球在流浪，学习不能忘。”回答下列问题 (1)把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ： ① 途径Ⅱ：先制成水煤气： ②；再燃烧水煤气： ③； ④；则途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量；、、、的数学关系式是 。 (2)火箭发射时可用肼()为燃料。已知： ； ； ；请写出燃烧热的热化学方程式： 。 (3)如表所示是部分化学键的键能参数： 化学键 P-P P-O O=O P=O 键能/kJ/mol a b c x 一定条件下1mol气态白磷完全燃烧生成气态产物的结构如图所示，放出热量为为dkJ，表中 kJ/mol(用含a、b、c、d的代表数式表示)。 【变式8-1】（21-22高二上·天津东丽·期末）完成下列问题 (1)已知1mol石墨转化为1mol金刚石要吸收能量，则石墨比金刚石 (填“ 稳定”或“不稳定”)。 (2)工业合成氨中氢气的重要来源是水煤气，主要发生两个反应，它们的能量变化如图所示。 从宏观角度分析两个反应中反应物和生成物之间的能量关系 。 (3)25℃和101 kPa下， H2(g) +Cl2(g) =2HCl (g)能量变化如图，根据图示回答下列问题： 图示中，431kJ·mol -1表示的含义是 ； 反应H2(g) +Cl2(g) = 2HC1(g)的焓变 ΔH= 。 (4)已知：①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH= +241. 8kJ/mol； ②H2O(g)=H2O(1) ΔH =-44. 0kJ/mol； ③C(s)+O2(g) =CO(g) ΔH =-110. 5kJ/mol； ④C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH = -393.5kJ/mol。 请回答：碳的燃烧热是 ； 10gH2完全燃烧生成液态水，放出的热量为 ；写出CO燃烧热的热化学方程式 。 (5)50mL 0. 50mol·L-1盐酸与50mL 0. 55mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过实验可测定中和反应过程中放出的热量。回答下列问题： ①实验装置上看，尚缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称是 。 ②实验中，NaOH 溶液过量的目的是 。 ③若操作时忘记盖上杯盖，测得的中和反应热的数值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)。用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和反应热的数值会 。 【变式8-2】（25-26高二上·湖北·阶段练习）化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题： (1)用催化加氢可以制取乙烯：。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的∆H= (用含a、b的式子表示)；该反应为 反应。 (2)已知25℃、101 kPa时，相关物质的相对能量如表所示： 物质 (g) (g) (g) (l) 相对能量() 0 0 -242 -286 表示(g)燃烧热的热化学方程式为 。 (3)二甲醚()是重要的化工原料，也可用CO和制得，总反应的热化学方程式如下：    ∆H= -206.0  。 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行： ⅰ.甲醇合成反应：___________。 ⅱ.甲醇脱水反应：    ∆H= -24.0   ①补全甲醇合成反应的热化学方程式： 。 ②若起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol ，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5 kJ，此时CO的转化率为 。 (4)实验室用50 mL 0.50 盐酸与50 mL 0.50 NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器，该仪器名称为 ；25℃、101 kPa时，稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量为57.3 kJ，则0.1的醋酸溶液与0.1的NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)57.3 kJ。 【变式8-3】（24-25高二上·天津北辰·期中）化学反应伴随着能量变化，根据所学知识，回答下列问题： (1)2g (g)燃烧生成(g)放热242kJ，1mol (l)蒸发吸热44kJ，燃烧热的热化学方程式为 。 (2)已知：           则反应     kJ/mol。 (3)下图是(g)和(g)反应生成1mol过程中能量变化示意图，合成氨反应的热化学方程式为 。 (4)已知：键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量，部分键能数据如上表所示。则    △H= 。 化学键 N≡N F—F N—F 键能/() 941.7 154.8 283.0 (5)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。 ①写出该温度下(s)分解的热化学方程式： 。 ②比较热稳定性： (填“>”或“<”)。 ③反应    △H= 。 / 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 利用盖斯定律计算△H 题型03 利用盖斯定律比较△H大小 题型04 反应热与焓的关系 题型05 反应热与键能的关系 题型06 盖斯定律的应用 题型07 热化学方程式中的反应热的计算 题型08 反应热知识综合应用 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高三上·天津·期末）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．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 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．根据盖斯定律，热化学方程式中△H直接相加即可得总反应热 【答案】D 【详解】A.盖斯定律指若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，A正确； B.反应物的总能量与产物的总能量决定反应热效应，所以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，B正确； C.有些反应很慢，有的反应有副反应，其反应热通过实验测定有困难，可以用盖斯定律间接计算出来，C正确； D.方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和，D错误. 答案选D。 【变式1-1】（24-25高二上·天津·期末）下列关于化学反应与热能的说法中，正确的是 A．与反应放出的热就是的燃烧热 B．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于放热反应 C．已知(红磷，s)(白磷，s)  ，吸热反应，则白磷比红磷稳定 D．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 【答案】D 【详解】A．H2的燃烧然应该是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热，A错误； B．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于吸热反应，B错误； C．能量越低越稳定， ，吸热反应，白磷能量高于红磷，白磷不稳定，C错误； D．根据盖斯定律，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，D正确； 答案选D。 【变式1-2】（24-25高二上·天津·期末）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同 B．应用盖斯定律，可以计算某些难以直接测量的反应焓变 C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 D．需要加热才能发生的反应的△H＞0 【答案】B 【详解】A.根据△H=生成物的焓-反应物的焓可知，焓变与反应条件无关，在光照和点燃条件下该反应的△H相同，故A错误； B. 化学反应的反应热大小取决于反应物和生成物的总能量大小，与反应途径无关，应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，故B正确； C. 反应速率与反应是吸热还是放热无关，反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关，故C错误； D. 有些反应需加热，却是放热反应，如红磷燃烧，要先点燃，但是放热的，故D错误； 故选B。 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】（25-26高二上·天津河西·期中）一定条件下，几种物质转化时的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．该条件下，的燃烧热 B．在一定条件下，化学反应的反应热与反应的途径无关 C． D．反应1中，反应物的总能量大于生成物的总能量 【答案】A 【分析】由图可知，反应1：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221.0 kJ·mol-1，反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1，反应3为2CO2(g)=2C(s)+2O2(g)，为反应1+反应2的逆反应，则ΔH3=-(ΔH1+ΔH2)=-(-221.0-566.0)=+787.0 kJ·mol-1，据此作答。 【详解】A．根据盖斯定律可知，该反应的，因此的燃烧热，故A错误； B．根据盖斯定律，化学反应的反应热只与始态和终态有关，与反应途径无关，故B正确； C．根据分析可知，ΔH3=-(ΔH1+ΔH2)=-(-221.0-566.0)=+787.0 kJ·mol-1，故C正确； D．反应1的ΔH1=-221.0 kJ·mol-1<0，为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故D正确； 故答案选A。 【变式2-1】（25-26高二上·天津和平·期中）在25℃、101kPa时，、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol，则的反应热为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】表示燃烧热的热化学方程式为①+O2（g）=CO2(g)   表示燃烧热的热化学方程式为②+ O2（g）=H2O(l)   表示燃烧热的热化学方程式为③+ 2O2（g）= 2CO2(g) +2H2O(l)   结合盖斯定律可知，目标反应可通过2①+2 ②-③得到，则反应热=2+2 -=2×(-393.5)+2×(-285.8)-1×(-870.3)=-488.3kJ/mol； 故选D。 【变式2-2】（24-25高二上·天津·期末）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 总反应：的 。 【答案】-246.4 kJ·mol-1 【详解】已知① kJ⋅mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) kJ⋅mol-1 ③ kJ⋅mol-1 根据盖斯定律可知，①×2+②+③得：  ΔH＝-246.4 kJ·mol-1，故答案为-246.4 kJ·mol-1。 【变式2-3】（22-23高二上·天津河西·期末）结合图关系，判断如下说法正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】根据图中信息得到，。 【详解】A．根据两个方程式相减得到，故A正确； B．根据两个方程式相减再乘以2得到，故B错误； C．减去的2倍，得到，故C错误； D．根据C分析得到，故D错误。 综上所述，答案为A。 题型03 利用盖斯定律比较△H的大小 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3】（25-26高二上·天津南开·期中）下列说法正确的是 A．已知  ，则单斜硫比正交硫稳定 B．已知  ；  ，则 C．已知  ，  ，则 D．一定条件下，将气体置于密闭容器中充分反应生成和，吸收热量，其热化学方程式可以表示为   【答案】C 【详解】A．单斜硫转化为正交硫的ΔH为负，说明正交硫能量更低更稳定，单斜硫不稳定，A项错误； B．生成CO2的燃烧反应比生成CO释放更多热量，ΔH1更负，则，B项错误； C．液态水比气态水能量更低，生成液态水放热更多，更负，因此，C项正确； D．热化学方程式的ΔH应为理论值，而实际反应可能未完全转化，吸收的热量a小于理论值，则的写法错误，D项错误； 答案选C。 【变式3-1】（24-25高一下·天津河北·期中）在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H2>△H1的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．气态硫S(g)比固态硫S(s)具有更高的能量，燃烧生成时，气态硫释放的热量更多，因此，A符合题意； B．液态水比气态水能量更低，生成液态水时释放的热量更多，因此，B不符合题意； C．完全燃烧生成释放的热量比不完全燃烧生成CO更多，因此，C不符合题意； D．第二个反应的系数是第一个反应的2倍，，由于都小于零，因此，D不符合题意； 故答案选A。 【变式3-2】（23-24高一下·天津南开·期中）以下变化中，大于的是 A．  ；   B．  ；   C．NaOH固体溶解于水；固体溶解于水 D．  ；   【答案】B 【详解】A．H2的燃烧是放热反应，转化为的过程中也要放热，则H2燃烧生成放出的热量更多，更小，<，A不符合题意； B．物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，固体硫变为气态硫需要吸收热量，所以△H1＞△H2，B符合题意； C．NaOH固体溶解于水是放热的，<0，固体溶解于水是吸热的，>0，则<，C不符合题意； D．浓硫酸稀释过程中也会放热，则浓硫酸和NaOH溶液反应会放出更多的热，则<，D不符合题意； 故选B。 【变式3-3】（23-24高二上·广东广州·期中）根据以下3个放热反应的热化学方程式：          、、三者大小关系的判断正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】依据反应的能量守恒可知反应都是放热反应，①；②；③ ；ΔH1、ΔH2、ΔH3均为负数，反应②③相比，生成气态水和生成液态水相比，生成液态水放出的热量多，所以 ΔH3>ΔH2；反应①②相比，②反应生成的单质硫转化为二氧化硫时放出热量，所以 ΔH2>ΔH1，综上所述，ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系为：； 故选 B。 题型04 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4】（24-25高二上·天津蓟州·期中）反应  ，经过两步基元反应完成，第一步反应热为，第二步反应为：  ，反应过程的能量变化如图所示，下列有关说法错误的是 A．第一步反应为： B．反应热的关系为： C．总能量： D．因为第一步反应为吸热反应，第二步反应为放热反应，所以第一步反应速率大于第二步 【答案】D 【详解】A．反应，经过两步基元反应完成，第二步反应为：，第一步反应＝总反应-第二步反应，则第一步反应：，故A正确； B．反应，经过两步基元反应完成，第一步反应+第二步反应＝总反应，由盖斯定律知，反应热的关系为：，故B正确； C．由能量-反应过程图可知，该反应为吸热反应，即反应物总能量低于生成物总能量，总能量：，故C正确； D．活化能小的反应速率大，活化能大的反应速率小，由图可知，第一步反应活化能更大，所以第一步反应速率小于第二步，故D错误； 故答案为：D。 【变式4-1】（24-25高三上·天津西青·期末）苯在浓和浓作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是 A．反应过程中碳原子的杂化方式发生了改变 B．经两步反应生成产物I的反应热 C．加入选择性高的催化剂，短时间内可以提高单位时间内产物I的产率 D．对比进程图，苯更易生成硝基苯的主要原因是该反应速率更快、产物更稳定 【答案】B 【详解】A．M的六元环中与-NO2相连的C为sp3杂化，而作为原料的苯，苯环上的碳原子为sp2杂化，因此反应过程中碳原子的杂化方式发生了改变，故A正确； B．E1是第一步反应的正反应的活化能，E2是第二步反应的逆反应的活化能，E1-E2只是两种活化能的差值，不是生成产物Ⅰ的反应热，故B错误； C．加入选择性高的催化剂，可以加快反应的速率，提高单位时间内产物Ⅰ的产率，故C正确； D．生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，因此反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故D正确； 故答案为B。 【变式4-2】（24-25高二上·天津·期末模拟）羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业，由和CO合成COS的反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂可以降低反应的焓变 B．①②步反应的焓变和小于总反应的焓变 C．总反应的速率由①步反应决定 D．反应过程中只有化学键的形成，没有化学键的断裂 【答案】C 【分析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢； 【详解】A．使用催化剂可以改变化学反应的历程，降低其活化能E，但不改变反应的焓变，A错误； B．根据盖斯定律①+②步反应=总反应，则①②步反应的焓变和等于总反应的焓变，B错误； C．决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢；由图可知，总反应的速率由步骤①决定，其活化能相对较大，C正确； D．化学反应的本质是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，反应过程中有化学键的形成，有化学键的断裂，D错误； 故选C。 【变式4-3】（24-25高一下·天津·期末）下列反应中，一定可以用如图表示能量变化的有 ①化合反应 ②与在高温下反应生成 ③甲烷在空气中燃烧 ④需要加热才能发生的反应 ⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应 ⑥反应物总能量比生成物总能量低的反应 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【详解】反应物能量低于生成物能量，反应为吸热反应。 ①大多数化合反应是放热反应，故①不符合； ②CO2与C在高温下反应生成CO为吸热反应，故②符合； ③甲烷在空气中燃烧为放热反应，故③不符合； ④反应的热效应与反应是否需要加热没有关系，不一定为吸热反应，故④不符合； ⑤化学键断裂吸收的能量比化学键生成放出的能量多的反应一定为吸热反应，故⑤符合； ⑥反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应，故⑥符合； 即②⑤⑥符合； 故选C。 题型05 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5】（24-25高二上·天津·期末）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，其主要过程如下图所示。 已知：若键能是断裂1 mol键所吸收的能量或形成1 mol键所放出的能量， 几种物质中化学键的键能如下表所示。 化学键 H2O中H-O键 O2中O=O键 H2中H-H键 H2O2中O-O键 H2O2中O-H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程Ⅰ吸收了926kJ能量 C．过程Ⅱ放出了574kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应 【答案】D 【详解】A．反应过程中分解了2 mol水，由图可知，生成了2molH2和1molO2，总反应为：，故A正确； B．过程Ⅰ中断裂了2mol中H-O键，吸收能量(463×2)kJ=926kJ，故B正确； C．过程Ⅱ中生成1mol中O-O键和1mol中H-H键，放出能量(138+436)kJ=574kJ，故C正确； D．过程Ⅲ断裂2mol中O-H键，吸收463×2=926 kJ能量，生成1mol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D错误； 故选D。 【变式5-1】（22-23高一下·安徽池州·期中）化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是 A．该反应断开化学键消耗的总能量大于形成化学键释放的总能量 B．加入催化剂，该反应放出热量增大 C．断裂2molAB中化学键需要吸收y kJ能量 D．1molA2和1molB2的总能量低于2molAB的总能量 【答案】C 【详解】A．由图可知该反应是放热反应，所以该反应断开化学键消耗的总能量应小于形成化学键释放的总能量，故A错误； B．催化剂不改变反应热，故B错误； C．化学键的断裂吸收能量，根据图象，断裂2molA-B键需要吸收ykJ能量，故C正确； D．根据图象，1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故D错误； 故选C。 【变式5-2】（20-21高二上·天津·期中）下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．拆开2molH2 (g)和1 molO2(g)中的化学键成为H、O原子，共放出1368 kJ能量 B．由H、O原子形成2 molH2O(g)，共吸收1852 kJ能量 C．2 molH2(g)和1 molO2 (g)反应生成2 mol H2O(1)，共吸收484 kJ能量 D．2 molH2 (g)和1 molO2(g)反应生成2 molH2O(g)，共放出484 kJ能量 【答案】D 【详解】A．拆开化学键吸收能量，故A错误； B．形成化学键放出能量，故B错误； C．由题干方程式可知应生成气态水，而不是液态水时，放出484 kJ能量，故C错误； D．依据图象数据分析计算，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，共放出484 kJ能量，故D正确； 故答案为D。 【变式5-3】（22-23高二上·天津·期末模拟）已知一定条件下1mol完全燃烧生成与水蒸气时放出802kJ的能量，根据下表的键能(断开1mol化学键或形成1mol化学键时吸收或放出的能量叫键能)数据，则x的数值为 化学键 C—H O—H 键能/() 498 463 803 A．415 B．425 C．440 D．450 【答案】A 【详解】1molCH4完全燃烧生成CO2和水蒸气放出802kJ热量，热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802kJ/mol，ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，则4x+498×2-803×2-463×4=-802，解得x=415kJ/mol，故答案选A。 题型06 盖斯定律的应用 利用盖斯定律，可以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。 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6】（24-25高一下·天津河北·期中）在36g碳不完全燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积。且有： 与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是 A．172.5kJ B．1149kJ C．283kJ D．424.5kJ 【答案】D 【详解】根据题意：，36g碳完全燃烧生成3molCO2，放出的总热量为3×393.5kJ =1180.5kJ。不完全燃烧产物：CO和CO2各占体积，对应物质的量均为1.5mol。生成1.5molCO释放热量：1.5×110.5kJ =165.75kJ；生成1.5mol CO2释放热量：1.5×393.5kJ =590.25kJ。损失热量：(1180.5-165.75-590.25)kJ =424.5kJ，故选D。 【变式6-1】（22-23高二上·天津河西·期末）已知可分别通过如下两个反应制取氢气： a.   b.   则下列说法正确的是 A．乙醇的燃烧热 B．升高反应a的反应温度，乙醇的平衡转化率减小 C．   D．制取等量的氢气，反应b吸收的能量更少 【答案】D 【详解】A．燃烧热指生成稳定的氧化物，应生成水、二氧化碳，根据题中信息，无法得到乙醇的燃烧热，A错误； B．反应a为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，乙醇的平衡转化率增大，B错误； C．根据盖斯定律，由反应b-反应a2得  ，C错误； D．由热化学方程式可知，生成1mol氢气，反应a吸收热量kJ，反应b吸收热量kJ，所以制取等量的氢气，反应b吸收的能量低于反应a，D正确； 答案选D。 【变式6-2】（24-25高二上·天津·期末）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 回答下列问题： (1)总反应：的 。 (2)一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是 (填字母代号)。 a．高温高压　 b．加入催化剂 　c．减少的浓度 　d．增加CO的浓度 　e．分离出二甲醚 【答案】(1)-246.4 kJ·mol-1 (2)ce 【详解】（1）已知① kJ⋅mo l-1、② kJ⋅mo l-1、③ kJ⋅mo l-1，根据盖斯定律可知，①×2+②+③得：  ΔH＝-246.4 kJ·mol-1，故答案为-246.4 kJ·mol-1。 （2）a．该反应为气体分子数减小的放热反应，则高温平衡会逆向移动，一氧化碳转化率减小，a错误； b．加入催化剂，平衡不移动，一氧化碳转化率不变，b错误； c．减少的浓度，平衡正向移动，一氧化碳转化率增大，c正确； d．增加CO的浓度，一氧化碳转化率减小，d错误； e．分离出二甲醚，则其浓度减小，平衡正向移动，一氧化碳转化率增大，e正确； 故选ce。 【变式6-3】（25-26高二上·天津蓟州·期中）完成下列问题。 (1)在25℃和101kPa下，燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则完全燃烧生成液态水放出 的热量。的燃烧热是 。 (2)已知：  ，则   。 (3)在中完全燃烧生成和液态水，放出1299.6kJ的热量。写出这个反应的热化学方程式 。 (4)下述反应中属于吸热反应的是 (填序号)。 已知：①   ②   ③   根据上述反应写出燃烧的热化学方程式： 。 【答案】(1) 1429kJ 285.8kJ/mol (2)+890.3kJ/mol (3)    (4) ①    【详解】（1）完全燃烧生成液态水放出的热量为：；燃烧生成液态水放出142.9kJ，1mol H2燃烧生成液态水放出的热量为：，则H2的燃烧热为285.8kJ/mol。 （2）目标反应为已知反应的逆反应，则。 （3）在中完全燃烧生成和液态水，放出1299.6kJ的热量，该反应的热化学方程式为。 （4）吸热反应焓变大于0，则反应①为吸热反应；反应③-反应②为CO燃烧的化学方程式，ΔH=ΔH3-ΔH2=-393.5kJ/mol-(-110.5kJ/mol)=-283kJ/mol，则燃烧的热化学方程式为：。 题型07 热化学方程式中的反应热的计算 【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7】（24-25高二上·天津·期末）I.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1mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式： 。 (2)若已知下列数据： 化学键 H-H N≡N 键能/kJ·mol-1 435 943 试根据表中及图中数据计算N-H的键能 kJ·mol-1。 (3)用NH3催化还原NOX还可以消除氮氧化物的污染。例如 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H1= akJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) H2= bkJ/mol 若1mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热H3= kJ/mol。(用含a、b的式子表示)。 【答案】(1) (2)390 (3) 【详解】（1）分析图形可知，反应物总能量大于生成物总能量，应为放热反应，生成1mol氨气放出300-254=46kJ热量，则反应的热化学方程式为： ，故答案为：； （2）反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N-H的键能为x，则943+3×435-6x=-92，x=390，故答案为：390； （3）已知①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H1= a kJ·mol-1，②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2= b kJ/mol，利用盖斯定律将 可得NH3(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g) =kJ/mol，故答案为:。 【变式7-1】（24-25高二上·天津·期末）已知：时， 请回答下列问题： (1)与反应生成无水的热化学方程式是 。 (2)请画出该反应的能量变化示意图： 。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）将题中三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律可知，③-①-②得，，所以与反应生成无水的热化学方程式为。 （2） 该反应为一个放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此能量变化示意图为。 【变式7-2】（24-25高二上·天津·期末）化学反应是人类获得能量的重要途径。请结合所学知识解决以下问题。 I.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)如图是和反应生成的过程中能量变化示意图，请写出和反应的热化学方程式 。 (2)用催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知： ① ② 若还原NO至，则该反应过程中的反应热 kJ/mol(用含a、b的式子表示)。 【答案】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) (2) 【详解】（1）由图像可知，该反应的反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，生成1molNH3(g)时，放出的热量为（300-254）kJ=46kJ，则生成2molNH3(g)时，放出的热量为2×46kJ=92 kJ，故和反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ，故答案为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ； （2）由盖斯定律可知，①-②×3可得4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)，则其反应热=(3b-a) kJ/mol，所以还原NO至的反应热kJ/mol，故答案为：。 【变式7-3】（22-23高二上·天津南开·期末）按照要求回答下列问题： (1)已知：①   ②   请写出C与反应生成CO的热化学方程式： 。 (2)已知  ，该反应的熵如何变化？ (填“增大”、“减小”或“不变”)，该反应在什么温度下可以自发进行？ (填“低温”、“高温”或“任何温度”)。 (3)盐碱地(含较多、NaCl)不利于植物生长，盐碱地产生碱性的原因： (用离子方程式表示)；农业上用石膏降低其碱性的反应原理： (用化学方程式表示)。 (4)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍，稀释后pH仍相等，则m n(填“＞”、“＜”或“=”)。 【答案】(1) (2) 减小 低温 (3) 、 (4)＜ 【详解】（1）已知：反应①  ；反应②  ；根据盖斯定律可知，由②-①可得。 （2）熵是指体系的混乱度，该反应体系混乱度减小，熵减小，若反应可以自发进行，该反应的、，低温下，则该反应低温下可以自发进行。 （3）因为易水解：、，使得盐碱地产生碱性，石膏(CaSO4)降低碱性的原理为发生反应：，碳酸根离子的浓度减小，使得水解平衡逆向移动，氢氧根离子浓度减小，土壤碱性减弱。 （4）等pH、等体积的NaOH溶液和氨水，若分别稀释相同的倍数，由于NaOH已经完全电离，氨水中存在一水合氨的电离平衡，则pH：NaOH＜氨水，故分别用水稀释m倍、n倍，稀释后pH仍相等，氨水加的水更多，则m＜n。 题型08 反应热知识综合应用 键能：1mol化学键断裂需要吸收的能量 能量越 低 ，键能越 大 ，物质越稳定。 吸热反应：反应物总能量 < 生成物总能量，反应物总键能 > 生成物总键能； 放热反应：反应物总能量 > 生成物总能量，反应物总键能 < 生成物总键能 【典例8】（23-24高一下·天津·期末）盖斯说：“地球在流浪，学习不能忘。”回答下列问题 (1)把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径Ⅰ： ① 途径Ⅱ：先制成水煤气： ②；再燃烧水煤气： ③； ④；则途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量；、、、的数学关系式是 。 (2)火箭发射时可用肼()为燃料。已知： ； ； ；请写出燃烧热的热化学方程式： 。 (3)如表所示是部分化学键的键能参数： 化学键 P-P P-O O=O P=O 键能/kJ/mol a b c x 一定条件下1mol气态白磷完全燃烧生成气态产物的结构如图所示，放出热量为为dkJ，表中 kJ/mol(用含a、b、c、d的代表数式表示)。 【答案】(1) 等于 ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4) (2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ⋅mol−1 (3)(6a+5c+d-12b) 【详解】（1）由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，与反应途径无关，故答案为：等于； 根据盖斯定律，反应①＝反应②+反应③×+反应④×，所以ΔH1＝ΔH2+(ΔH3+ΔH4)； （2）已知：反应I：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ⋅mol−1； 反应II：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=−534kJ⋅mol−1； 反应III：H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ⋅mol−1； N2H4燃烧的化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)，该反应可以由反应II-反应III×2得到，反应热也相应计算，ΔH=-534-44.0×2=-622kJ⋅mol−1，故表示N2H4燃烧热的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ⋅mol−1； （3）1mol气态白磷完全燃烧生成气态的P4O10放出热量为为dkJ，对应的热化学方程式为P4(g)+5O2(g)=P4O10(g) ΔH=-d kJ⋅mol−1，根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和，-d=6a+5c-4x-12b，解得x=(6a+5c+d-12b)。 【变式8-1】（21-22高二上·天津东丽·期末）完成下列问题 (1)已知1mol石墨转化为1mol金刚石要吸收能量，则石墨比金刚石 (填“ 稳定”或“不稳定”)。 (2)工业合成氨中氢气的重要来源是水煤气，主要发生两个反应，它们的能量变化如图所示。 从宏观角度分析两个反应中反应物和生成物之间的能量关系 。 (3)25℃和101 kPa下， H2(g) +Cl2(g) =2HCl (g)能量变化如图，根据图示回答下列问题： 图示中，431kJ·mol -1表示的含义是 ； 反应H2(g) +Cl2(g) = 2HC1(g)的焓变 ΔH= 。 (4)已知：①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH= +241. 8kJ/mol； ②H2O(g)=H2O(1) ΔH =-44. 0kJ/mol； ③C(s)+O2(g) =CO(g) ΔH =-110. 5kJ/mol； ④C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH = -393.5kJ/mol。 请回答：碳的燃烧热是 ； 10gH2完全燃烧生成液态水，放出的热量为 ；写出CO燃烧热的热化学方程式 。 (5)50mL 0. 50mol·L-1盐酸与50mL 0. 55mol·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过实验可测定中和反应过程中放出的热量。回答下列问题： ①实验装置上看，尚缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称是 。 ②实验中，NaOH 溶液过量的目的是 。 ③若操作时忘记盖上杯盖，测得的中和反应热的数值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)。用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和反应热的数值会 。 【答案】(1)稳定 (2)反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)中反应物的总能量低于生成物的总能量，反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量 (3) 1mol H和1mol Cl结合形成1mol H-Cl键释放出431kJ的能量 -183kJ•mol-1 (4) 393.5kJ/mol 1429kJ CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol (5) 环形玻璃搅拌棒 保证盐酸完全被中和 偏小 偏小 【详解】（1）已知1mol石墨转化为1mol金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨更稳定。 （2）由图可知，图1的反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)中反应物的总能量低于生成物的总能量，图2的反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量。 （3）431kJ•mol-1是指1mol H和1mol Cl结合形成1mol H-Cl键释放出431kJ的能量；反应H2(g)+Cl2(g)=2HC1(g)的焓变 ΔH=436kJ•mol-1+243kJ•mol-1-2×431kJ•mol-1=-183kJ•mol-1。 （4）表示碳的燃烧热的方程式为C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol，则碳的燃烧热是393.5kJ/mol；已知：①H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH=+241. 8kJ/mol；②H2O(g)=H2O(1) ΔH=-44. 0kJ/mol；由盖斯定律可知，①-②得：H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285. 8kJ/mol，10g H2的物质的量为5mol，其完全燃烧生成液态水，放出的热量为5mol×285. 8kJ/mol=1429kJ；已知：③C(s)+O2(g) =CO(g) ΔH=-110. 5kJ/mol；④C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol，由盖斯定律可知，④-③得：CO(g)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol+110. 5kJ/mol=-283 kJ/mol，CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-283 kJ/mol。 （5）①实验装置上看，尚缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称是环形玻璃搅拌棒； ②实验中，NaOH 溶液过量的目的是保证盐酸完全被中和； ③大烧杯上如不盖硬纸板，会使一部分热量散失，求得的中和热数值将会偏小；NH3·H2O是弱电解质，电离过程为吸热过程，所以用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行实验，测得的中和热的数值会偏小。 【变式8-2】（25-26高二上·湖北·阶段练习）化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题： (1)用催化加氢可以制取乙烯：。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的∆H= (用含a、b的式子表示)；该反应为 反应。 (2)已知25℃、101 kPa时，相关物质的相对能量如表所示： 物质 (g) (g) (g) (l) 相对能量() 0 0 -242 -286 表示(g)燃烧热的热化学方程式为 。 (3)二甲醚()是重要的化工原料，也可用CO和制得，总反应的热化学方程式如下：    ∆H= -206.0  。 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行： ⅰ.甲醇合成反应：___________。 ⅱ.甲醇脱水反应：    ∆H= -24.0   ①补全甲醇合成反应的热化学方程式： 。 ②若起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol ，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5 kJ，此时CO的转化率为 。 (4)实验室用50 mL 0.50 盐酸与50 mL 0.50 NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器，该仪器名称为 ；25℃、101 kPa时，稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量为57.3 kJ，则0.1的醋酸溶液与0.1的NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)57.3 kJ。 【答案】(1) 放热 (2)∆H= -286 (3) ∆H= -91 25% (4) 环形玻璃搅拌棒 小于 【详解】（1）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故反应放出热量，∆H = -(b-a) kJ/mol； （2）25℃ 和101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热，所以氢气的标准燃烧热∆H = -286 ，表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为 ∆H = -286 ； （3）①总反应减去反应 ⅱ 后再除以2 可得甲醇合成反应，故甲醇合成反应的热化学方程式 ∆H = -91 ； ②由总反应可知，2 mol CO反应放出热量206 kJ，则当放出热量为51.5 kJ时，反应了=0.5 mol CO，故CO转化率为； （4）酸碱混合反应需要搅拌，该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒； 醋酸是弱电解质，醋酸的电离过程吸热，所以0.1 mol/L醋酸溶液与0.1 mol/L NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量小于57.3 kJ。 【变式8-3】（24-25高二上·天津北辰·期中）化学反应伴随着能量变化，根据所学知识，回答下列问题： (1)2g (g)燃烧生成(g)放热242kJ，1mol (l)蒸发吸热44kJ，燃烧热的热化学方程式为 。 (2)已知：           则反应     kJ/mol。 (3)下图是(g)和(g)反应生成1mol过程中能量变化示意图，合成氨反应的热化学方程式为 。 (4)已知：键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量，部分键能数据如上表所示。则    △H= 。 化学键 N≡N F—F N—F 键能/() 941.7 154.8 283.0 (5)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。 ①写出该温度下(s)分解的热化学方程式： 。 ②比较热稳定性： (填“>”或“<”)。 ③反应    △H= 。 【答案】(1) (2)＋53.1 (3) (4)-291.9 (5) < -160 【详解】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；2g(g)（为1mol）燃烧生成1mol(g)放热242kJ，1mol(l)蒸发吸热44kJ，则1mol (g)液化变为1mol(l)放热44kJ，故1mol(g)燃烧生成1mol(l)放热242kJ+44kJ=286kJ，故燃烧热的热化学方程式为：； （2）已知： ①     ②     由盖斯定律，①-②得反应，故； （3）由图，生成物能量低于反应物，生成1mol放热300kJ-254kJ=46kJ，放热焓变为负值，则合成氨反应的热化学方程式为； （4）反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和；该反应ΔH=3×154.8+941.7-6×283.0=-291.9； （5）①根据化合反应生成卤化镁的相对能量变化图，0.5mol氟化镁固体的能量为0 kJ，0.5mol固态镁单质和0.5mol气态F2能量和为562kJ，故该温度下MgF2 (s)分解生成Mg和F2能量升高，是吸热反应，热化学方程式为； ②由图可知，等物质的量的MgBr2和MgCl2分解得到单质镁和卤素单质，MgCl2需要吸收的能量更多，说明其热稳定性更高，所以热稳定性：MgBr2(s)＜； ③由图，a： b： 由盖斯定律，a-b得反应，。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $