第二节 反应热的计算（举一反三专项训练，北京专用）【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 键能与反应热的互算 题型02 盖斯定律的理解 题型03 盖斯定律的应用 题型04 反应热的计算 题型05 反应热大小比较  题型01 键能与反应热的互算 1．反应热ΔH的基本计算公式 ΔH＝E(__________的总能量)－E(__________的总能量) ΔH＝E(__________的总键能)－E(__________的总键能) 2．规避失分点：旧化学键的__________和新化学键的__________是同时进行的，缺少任一个过程都不是化学变化。 3．常见物质中的化学键数目 物质 CO2 (C=O) CH4 (C-) P4 (P-) SiO2 (Si-) 石墨 金刚 石 S8 (S-) Si 键数 __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ 【典例1】(2026·北京房山高二期中)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。 下列说法不正确的是( ) A．N≡N键的键能大于O=O键的键能 B．完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1264 kJ能量 C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D．生成NO反应的热化学方程式为：N2(g) + O2(g) = 2NO(g)  ΔH = +180 kJ/mol 【变式1-1】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子时吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F 键、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为(　　)。 A．-1780 kJ·mol-1　 　B．+1220 kJ·mol-1 C．-1220 kJ·mol-1 D．+1780 kJ·mol-1 【变式1-2】(2026·北京三十五中高二期中)已知1mol X2(g)中的化学键断裂时需要吸收745 kJ的能量，1mol Y2(g)中的化学键断裂时需要吸收367 kJ的能量，1mol XY(g)中的化学键形成时释放513 kJ的能量，X2(g)与Y2(g)反应生成XY (g)的热化学方程式为( ) A．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = -86 kJ•mol-1 B．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = -599 kJ•mol-1 C．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = +599 kJ•mol-1 D．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = +86 kJ•mol-1 【变式1-3】】科研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) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2 mol H2O，则下列说法不正确的是(　　) A.总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 C.过程Ⅱ放出了574 kJ能量 D.过程Ⅲ属于放热反应 题型02 盖斯定律的理解 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__________的。 2．特点 (1)在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的__________无关。 (2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。 则ΔH＝__________＝____________________。 3．意义 有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。如：C(s)＋O2(g)===CO(g)反应的ΔH无法直接测得，但下列两个反应的ΔH可以直接测得： C(s)＋O2 (g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 CO(g)＋O2 (g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 上述三个反应具有如下关系： 则在此温度下C(s)＋O2 (g)===CO(g)反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝__________ kJ·mol－1。 【典例2】(2025·北京卷，11)为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A．NaCl固体溶解是吸热过程 B．根据盖斯定律可知：a+b=4 C．根据各微粒的状态，可判断a＞0，b＞0 D．溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关 【变式2-1】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．|ΔH1|＞|ΔH2| B．|ΔH1|＜|ΔH3| C．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 D．甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2 【变式2-2】发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【变式2-3】根据图示关系，下列说法错误的是 A．   B．一定条件下，化学反应的只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．表示(g)燃烧热的热化学方程式为   D．(g)与(g)的反应可以设计成原电池 题型03 盖斯定律的应用 1．应用盖斯定律的计算方法 (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＝_________________。 (2)加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 举例说明： 根据如下两个反应，选用上述两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。 Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393．5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283．0 kJ·mol－1 ①“虚拟路径”法 反应C(s)＋O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下： 则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 ②加合法 分析：找唯一：C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次 同侧加：C是Ⅰ中反应物，为同侧，则“＋Ⅰ” 异侧减：CO是Ⅱ中反应物，为异侧，则“－Ⅱ” 调计量数：化学计量数相同，不用调整，则Ⅰ－Ⅱ即为运算式。所以ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 2．根据盖斯定律计算ΔH的步骤 【典例3】(2026·北京大学附中高二期中)碱金属单质M和Cl2反应的能量变化如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．CsCl是离子化合物 B．若M分别为Na和K，则ΔH3：Na＞K C．ΔH＞0，ΔH6＜0 D．ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5 【变式3-1】已知在25℃、1.01×105Pa下，1 mol氮气和1 mol氧气生成2 mol一氧化氮的能量变化如下图所示，已知N2(g)+O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ/mol，下列有关说法正确的是( ) A．NO(g)分解为N2(g)和O2(g)时吸收热量 B．乙→丙的过程中若生成液态一氧化氮，释放的能量将小于1264 kJ C．O2(g)=2O(g) △H=+498 kJ/mol D．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为：乙＞甲＞丙 【变式3-2】已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ/mol；②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是(　　) A.2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol B.2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 000.3 kJ/mol C.N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol D.2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol 【变式3-3】已知室温下，将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。 则下列能量转化关系的判断不正确的是( ) A．△H1＞0 B．△H2＞△H3 C．△H3＞△H1 D．△H2=△H1+△H3 题型04 反应热的计算 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、生成物的键能计算 ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 3．根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。 4．根据盖斯定律计算 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＝_________________。 【典例4】烟气中SO2的去除及回收是一项重要的研究课题。 一定条件下，用CO与高浓度烟气中SO2反应回收硫，发生如下反应：反应1：4CO(g)＋2SO2(g)S2(g)＋4CO2(g) ΔH。 (2)已知CO和S2(g)的标准燃烧热(ΔH)为：-283 kJ/mol、-722 kJ/mol，计算反应1的ΔH= kJ/mol。 【变式4-1】尿素[CO(NH2)2]是常用的化肥与工业原料，其生产与应用有着重要的意义。 (1)尿素生产一般控制在180～200℃，15～25MPa下进行，主要涉及下列反应： 反应1 2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2COONH4(l) ∆H＝－100.4 kJ·mol－1 反应2 NH2COONH4(l)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ∆H＝27.6 kJ·mol－1 反应 2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的∆H＝_______________。 【变式4-2】“双碳”背景下，以CO2为原料合成CH3OH、H2C2O4等原料有重要的意义。涉及到的反应如下： 已知如下热化学方程式： 反应ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 反应ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2= -49.41kJ·mol−1 反应ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 (1)计算：ΔH3= kJ·mol−1。 【变式4-3】丙烯是一种重要的有机化工原料，可以制取聚丙烯、丙烯腈、丙酮等化工产品。工业上可采用丙烷催化脱氢法制备丙烯，反应如下： 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1 副反应： C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2=+81.7kJ·mol−1 C3H8(g)3C(s)＋4H2(g) ΔH3=+106kJ·mol−1； 请回答： (1)几种物质的燃烧热(25℃，101kPa)如下表所示：则ΔH1= kJ·mol−1。 化学式(状态) H2(g) C3H6(g) C3H8(g) ΔH/(kJ·mol−1) -286 -2058 -2220 题型05 反应热大小比较 几种ΔH大小比较方法 (1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 (2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 (3)根据反应进行的程度比较反应热大小 ①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 ②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 (4)中和反应中反应热的大小不同 ①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量) ②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热) ③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热) 【典例5】根据以下3个放热反应的热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)　ΔH3 对ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系的判断正确的是(　　) A.ΔH1<ΔH3<ΔH2 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3 C.ΔH3<ΔH2<ΔH1 D.ΔH2<ΔH1<ΔH3 【变式5-1】在相同条件下，两份质量相等、状态不同的硫与足量的氧气反应，生成二氧化硫气体，热化学方程式为：①S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1；②S(g)＋O2(g)=SO2(g)  ΔH2。下列叙述正确的是( ) A．ΔH1=ΔH1 B．ΔH1＞ΔH2＞0 C．ΔH2＜ΔH1＜0 D．ΔH1＞0；ΔH2＜0 【变式5-2】下列各组反应中关于反应热的比较正确的是(　　) ①CH3OH(g)＋O2(g)===CO (g)＋2H2O(l)　ΔH1；CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2；ΔH1<ΔH2 ②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1; 2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH2；ΔH1>ΔH2 ③H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1; H2(g)＋Cl2(g)===HCl (g)　ΔH2；ΔH1>ΔH2 ④C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2则ΔH1＞ΔH2。 A.①③ B.②④ C.③④ D.①④ 【变式5-3】下列各组热化学方程式中，Q1＜Q2的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 14 / 14 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 键能与反应热的互算 题型02 盖斯定律的理解 题型03 盖斯定律的应用 题型04 反应热的计算 题型05 反应热大小比较  题型01 键能与反应热的互算 1．反应热ΔH的基本计算公式 ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量) ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能) 2．规避失分点：旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任一个过程都不是化学变化。 3．常见物质中的化学键数目 物质 CO2 (C=O) CH4 (C-) P4 (P-) SiO2 (Si-) 石墨 金刚 石 S8 (S-) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 【典例1】(2026·北京房山高二期中)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。 下列说法不正确的是( ) A．N≡N键的键能大于O=O键的键能 B．完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1264 kJ能量 C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D．生成NO反应的热化学方程式为：N2(g) + O2(g) = 2NO(g)  ΔH = +180 kJ/mol 【答案】B 【解析】A项，由图可知，N≡N键键能大于O=O键，A正确；B项，2 mol NO的总键能为1264  kJ，则NO键能为632  kJ/mol，B错误；C项，由键能数据计算可知，生成 2 mol NO时为吸热180  kJ，则产物具有的总能量高于反应物所具有的总能量，C正确；D项，反应吸收能量为1444  kJ，放出能量为1264  kJ，故反应吸热180  kJ，D正确；故选B。 【变式1-1】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子时吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F 键、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为(　　)。 A．-1780 kJ·mol-1　 　B．+1220 kJ·mol-1 C．-1220 kJ·mol-1 D．+1780 kJ·mol-1 【答案】C 【解析】反应热就是断键吸收的能量和成键所放出的能量的差值，根据有关的键能和化学方程式可知，该反应的反应热ΔH=280 kJ·mol-1+3×160 kJ·mol-1-6×330 kJ·mol-1=-1220 kJ·mol-1。 【变式1-2】(2026·北京三十五中高二期中)已知1mol X2(g)中的化学键断裂时需要吸收745 kJ的能量，1mol Y2(g)中的化学键断裂时需要吸收367 kJ的能量，1mol XY(g)中的化学键形成时释放513 kJ的能量，X2(g)与Y2(g)反应生成XY (g)的热化学方程式为( ) A．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = -86 kJ•mol-1 B．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = -599 kJ•mol-1 C．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = +599 kJ•mol-1 D．X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)  ΔH = +86 kJ•mol-1 【答案】D 【解析】ΔH＝反应物的总键能减去生成物的总键能，根据题意该反应化学方程式为X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g)，则，因此热化学方程式为X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = +86 kJ•mol-1；故选D。 【变式1-3】】科研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) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2 mol H2O，则下列说法不正确的是(　　) A.总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 C.过程Ⅱ放出了574 kJ能量 D.过程Ⅲ属于放热反应 【答案】D 【解析】由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，该反应实现了光能转化为化学能，反应的方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，故A正确；由图可知，过程Ⅰ为2 mol水分子发生H—O键断裂变为2 mol H原子和2 mol羟基，H—O键断裂吸收的能量为463 kJ/mol×2 mol＝926 kJ，故B正确；由图可知，过程Ⅱ为2 mol H原子和2 mol羟基结合变为1 mol氢气和1 mol过氧化氢，形成H—H键和O—O键放出的能量为(436＋138) kJ/mol×1 mol＝574 kJ，故C正确；由图可知，过程Ⅲ为1 mol过氧化氢发生化学键的断裂变为1 mol氢气和1 mol氧气，断裂H—O键和O—O键吸收的能量为(463 kJ/mol×2 mol＋138 kJ/mol×1 mol)＝1 064 kJ，形成O===O键和H—H键放出的能量为(496 kJ/mol×1 mol＋436 kJ/mol×1 mol)＝932 kJ，吸收的能量大于放出的能量，则过程Ⅲ属于吸热反应，D错误。 题型02 盖斯定律的理解 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。 2．特点 (1)在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的途径无关。 (2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 3．意义 有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。如：C(s)＋O2(g)===CO(g)反应的ΔH无法直接测得，但下列两个反应的ΔH可以直接测得： C(s)＋O2 (g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 CO(g)＋O2 (g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 上述三个反应具有如下关系： 则在此温度下C(s)＋O2 (g)===CO(g)反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 【典例2】(2025·北京卷，11)为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A．NaCl固体溶解是吸热过程 B．根据盖斯定律可知：a+b=4 C．根据各微粒的状态，可判断a＞0，b＞0 D．溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关 【答案】C 【解析】由图可知，NaCl固体溶于水的过程分两步实现，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程；第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程。A项，由图可知，NaCl固体溶解过程的焓变为ΔH3＝+4kJ·mol−1，为吸热过程，A正确；B项，由图可知，NaCl固体溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知ΔH1=ΔH2+ΔH3，即a+b=4，B正确；C项，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，a＞0；第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程，b＜0，C错误；D项，溶解过程的能量变化，却决于NaCl固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关，即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关，D正确；故选C。 【变式2-1】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．|ΔH1|＞|ΔH2| B．|ΔH1|＜|ΔH3| C．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 D．甲→丙的ΔH=ΔH1+ΔH2 【答案】A 【解析】A项，在过程中ΔH1与ΔH2的大小无法判断，A错误；B项，因|ΔH3|=|ΔH1|+|ΔH2|，B正确；C项，因为甲→丙和丙→甲是两个相反的过程，所以ΔH1+ΔH2+ΔH3=0，C正确；D项，题述过程中甲为始态，乙为中间态，丙为终态，由盖斯定律可知：甲丙，ΔH=ΔH1+ΔH2＜0，D正确；故选A。 【变式2-2】发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三子级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将反应①－②－③×＋④可得目标反应的热化学方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ·mol－1。 【变式2-3】根据图示关系，下列说法错误的是 A．   B．一定条件下，化学反应的只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．表示(g)燃烧热的热化学方程式为   D．(g)与(g)的反应可以设计成原电池 【答案】C 【解析】S(s)转化为S(g)需要吸收能量，则S(g)能量高于S(s)，S(g)燃烧生成SO2(g)释放的热量更多，焓变更小，由图可知S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.9 kJ·mol-1，故S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH<-296.9 kJ·mol-1，A正确；由盖斯定律可知，一定条件下，ΔH只取决于反应体系的始态和终态，与反应途径无关，B正确；燃烧热要求1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物，其中H→H2O(l)，而选项中产物为H2O(g)，不符合燃烧热定义，C错误；H2S与O2的反应为自发的氧化还原反应(H2S被氧化，O2被还原)，可设计为原电池将化学能转化为电能，D正确；故选C。 题型03 盖斯定律的应用 1．应用盖斯定律的计算方法 (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)加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 举例说明： 根据如下两个反应，选用上述两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。 Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393．5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283．0 kJ·mol－1 ①“虚拟路径”法 反应C(s)＋O2(g)====CO2(g)的途径可设计如下： 则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 ②加合法 分析：找唯一：C、CO分别在Ⅰ、Ⅱ中出现一次 同侧加：C是Ⅰ中反应物，为同侧，则“＋Ⅰ” 异侧减：CO是Ⅱ中反应物，为异侧，则“－Ⅱ” 调计量数：化学计量数相同，不用调整，则Ⅰ－Ⅱ即为运算式。所以ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。 2．根据盖斯定律计算ΔH的步骤 【典例3】(2026·北京大学附中高二期中)碱金属单质M和Cl2反应的能量变化如下图所示。下列说法不正确的是( ) A．CsCl是离子化合物 B．若M分别为Na和K，则ΔH3：Na＞K C．ΔH＞0，ΔH6＜0 D．ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5 【答案】D 【解析】A项，Cs为碱金属，是活泼金属元素，Cl是活泼非金属元素，Cs与Cl形成的CsCl是离子化合物，A正确；B项，ΔH3为2M(g)失去电子形成2M+(g)时的反应热，失电子吸收能量，Na、K是同主族元素，原子核外最外层电子数相同，原子半径越小，其失去电子就越难，电离时吸收的能量就越大，由于原子半径：Na＜K，所以失去电子吸收的能量：Na＞K，即ΔH3(Na)＞ΔH3(K)，B正确；C项，ΔH4为Cl2(g)=2Cl(g)断裂化学键时的反应热，断裂化学键需吸收能量，故ΔH4＞0，ΔH6为2M+(g)+2Cl-(g)=2MCl(s)形成离子键过程的反应热，形成离子键时会放出热量，即ΔH6＜0，C正确；D项，根据盖斯定律，该反应的总反应焓变ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6，移项可得ΔH6=ΔH1-ΔH2-ΔH3-ΔH4-ΔH5，D错误；故选D。 【变式3-1】已知在25℃、1.01×105Pa下，1 mol氮气和1 mol氧气生成2 mol一氧化氮的能量变化如下图所示，已知N2(g)+O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ/mol，下列有关说法正确的是( ) A．NO(g)分解为N2(g)和O2(g)时吸收热量 B．乙→丙的过程中若生成液态一氧化氮，释放的能量将小于1264 kJ C．O2(g)=2O(g) △H=+498 kJ/mol D．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为：乙＞甲＞丙 【答案】C 【解析】A项，由热化学方程式N2(g)+O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ/mol可知：N2与O2反应产生NO是放热反应，NO(g)分解为N2(g)和O2(g)是该反应的逆反应，因此该反应是放热反应，A错误；B项，物质由气态变为液态会放出热量，由乙生成丙放出热量1264 kJ，则2 mol气态NO变为2 mol液态NO又会放出一部分热量，因此乙→丙的过程中若生成液态一氧化氮，释放的能量将大于1264 kJ，B错误；C项，反应热等于断裂反应物的化学键吸收的热量与形成生成物的化学键释放的能量差，则946 kJ/mol+a kJ/mol-1264 kJ/mol=+180 kJ/mol，解得a=498，故O2(g)=2O(g) △H=+498 kJ/mol，C正确；D项，反应N2(g)+O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ/mol是吸热反应，说明物质的能量：丙＞甲；由乙变为丙放出热量1264 kJ，说明乙的能量比丙高，故三种物质的能量高低顺序：乙＞丙＞甲，D错误；故选C。 【变式3-2】已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ/mol；②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是(　　) A.2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol B.2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 000.3 kJ/mol C.N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol D.2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将2×②－①得肼和NO2反应的热化学方程式为2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝2×(－534 kJ/mol)－67.7 kJ/mol＝－1 135.7 kJ/mol，D正确。 【变式3-3】已知室温下，将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。 则下列能量转化关系的判断不正确的是( ) A．△H1＞0 B．△H2＞△H3 C．△H3＞△H1 D．△H2=△H1+△H3 【答案】C 【解析】A项，将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，说明是吸热反应，△H1＞0，△H2＞0，A正确；B项，由CuSO4·5H2O(s)= CuSO4(s) +·5H2O(l)，知△H2＞△H3，B正确；C项，将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高说明是放热反应，△H3<0因为△H1＞0故△H3＞△H1 是错的；C错误；根据上述关系和盖斯定律知△H2=△H1+△H3，D正确。 题型04 反应热的计算 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、生成物的键能计算 ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 3．根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。 4．根据盖斯定律计算 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。 【典例4】烟气中SO2的去除及回收是一项重要的研究课题。 一定条件下，用CO与高浓度烟气中SO2反应回收硫，发生如下反应：反应1：4CO(g)＋2SO2(g)S2(g)＋4CO2(g) ΔH。 (2)已知CO和S2(g)的标准燃烧热(ΔH)为：-283 kJ/mol、-722 kJ/mol，计算反应1的ΔH= kJ/mol。 【答案】(2)−410 【解析】(2)根据CO和S2(g)的标准燃烧热(ΔH)为：-283 kJ/mol、-722 kJ/mol，可得①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-283 kJ/mol；②S2(g)+2O2(g)=2SO2(g) ∆H2=-722 kJ/mol；根据盖斯定律①×4-②得到：4CO(g)＋2SO2(g)S2(g)＋4CO2(g) ΔH，∆H=4∆H1-∆H2=4×(-283 kJ/mol)-( -722 kJ/mol)= −410 kJ/mol； 【变式4-1】尿素[CO(NH2)2]是常用的化肥与工业原料，其生产与应用有着重要的意义。 (1)尿素生产一般控制在180～200℃，15～25MPa下进行，主要涉及下列反应： 反应1 2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2COONH4(l) ∆H＝－100.4 kJ·mol－1 反应2 NH2COONH4(l)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ∆H＝27.6 kJ·mol－1 反应 2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的∆H＝_______________。 【答案】－72.8 kJ·mol－1 【解析】反应2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)＝反应1＋反应2，故∆H＝－100.4 kJ·mol－1＋27.6 kJ·mol－1＝－72.8 kJ·mol－1。 【变式4-2】“双碳”背景下，以CO2为原料合成CH3OH、H2C2O4等原料有重要的意义。涉及到的反应如下： 已知如下热化学方程式： 反应ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 反应ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2= -49.41kJ·mol−1 反应ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 (1)计算：ΔH3= kJ·mol−1。 【答案】(1)-90.6 【解析】(1)由盖斯定律可知，反应ⅱ－反应ⅰ=反应ⅲ，则△H3=△H2-△H1=(-49.4kJ/mol)-(+41.2kJ/mol)=-90.6kJ/mol； 【变式4-3】丙烯是一种重要的有机化工原料，可以制取聚丙烯、丙烯腈、丙酮等化工产品。工业上可采用丙烷催化脱氢法制备丙烯，反应如下： 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1 副反应： C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2=+81.7kJ·mol−1 C3H8(g)3C(s)＋4H2(g) ΔH3=+106kJ·mol−1； 请回答： (1)几种物质的燃烧热(25℃，101kPa)如下表所示：则ΔH1= kJ·mol−1。 化学式(状态) H2(g) C3H6(g) C3H8(g) ΔH/(kJ·mol−1) -286 -2058 -2220 【答案】(1)+124 【解析】(1)C3H8燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH=-2220kJ·mol-1 ①；C3H6燃烧热的热化学方程式：C3H6(g)＋O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=-2058kJ·mol-1 ②；H2燃烧热的热化学方程式：③。根据盖斯定律，①-②-③可得到反应Ⅰ，则ΔH=-2220kJ·mol-1-(-2058kJ·mol-1)-(-286kJ·mol-1)=＋124kJ·mol-1； 题型05 反应热大小比较 几种ΔH大小比较方法 (1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 (2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 (3)根据反应进行的程度比较反应热大小 ①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 ②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 (4)中和反应中反应热的大小不同 ①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量) ②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热) ③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热) 【典例5】根据以下3个放热反应的热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)　ΔH3 对ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系的判断正确的是(　　) A.ΔH1<ΔH3<ΔH2 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3 C.ΔH3<ΔH2<ΔH1 D.ΔH2<ΔH1<ΔH3 【答案】B 【解析】硫化氢与氧气反应转化为二氧化硫时反应充分，释放的热量最多，硫化氢与氧气反应生成S单质，此时S单质能进一步与氧气反应生成二氧化硫放热，因此第二、三两个热化学方程式的ΔH一定大于ΔH1，气态水变为液态水放热，因此ΔH2<ΔH3，故有ΔH3>ΔH2>ΔH1。 【变式5-1】在相同条件下，两份质量相等、状态不同的硫与足量的氧气反应，生成二氧化硫气体，热化学方程式为：①S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1；②S(g)＋O2(g)=SO2(g)  ΔH2。下列叙述正确的是( ) A．ΔH1=ΔH1 B．ΔH1＞ΔH2＞0 C．ΔH2＜ΔH1＜0 D．ΔH1＞0；ΔH2＜0 【答案】C 【解析】A项，ΔH1和ΔH2对应的反应物硫的状态不同(固态与气态)，焓变不可能相等，A错误；B项，硫燃烧生成SO2是放热反应，ΔH1和ΔH2均为负值，不可能大于0，B错误；C项，S(s)需先吸热升华为S(g)，再与O2反应生成SO2，因此反应②放出更多热量，则ΔH1＜ΔH1，故ΔH2＜ΔH1＜0，C正确；D项，两个反应均为放热反应，ΔH1和ΔH2均小于0，D错误；故选C。 【变式5-2】下列各组反应中关于反应热的比较正确的是(　　) ①CH3OH(g)＋O2(g)===CO (g)＋2H2O(l)　ΔH1；CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2；ΔH1<ΔH2 ②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1; 2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH2；ΔH1>ΔH2 ③H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1; H2(g)＋Cl2(g)===HCl (g)　ΔH2；ΔH1>ΔH2 ④C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2则ΔH1＞ΔH2。 A.①③ B.②④ C.③④ D.①④ 【答案】B 【解析】①CO能够燃烧放出热量，所以乙醇燃烧生成CO比生成二氧化碳放热少，放出的热量越多，ΔH越小，则ΔH1＞ΔH2，①错误；②H2O分解为吸热反应，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＞0；Na与H2O反应为放热反应，则2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH2＜0，所以ΔH1＞ΔH2，②正确；③氯气和氢气的化合为放热反应，所以焓变为负值，又焓变与系数成正比，所以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1；H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2；ΔH1＜ΔH2，③错误；④C与CO2的反应为吸热反应，故ΔH1＞0；C与O2的反应为放热反应，故ΔH2＜0，所以ΔH1＞ΔH2，④正确。 【变式5-3】下列各组热化学方程式中，Q1＜Q2的是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】A项，生成CO2放出热量多，Q1＞Q2；B项，气态硫燃烧放出热量多，Q1＞Q2；C项，HCl比HBr稳定，放出热量多，Q1＜Q2；D项，电离需吸热，Q1＞Q2。 14 / 14 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $