第02讲 摩尔燃烧焓、盖斯定律、焓变的计算 -2026年暑假新高二化学自学提升讲义（全国通用）

第02讲 摩尔燃烧焓、盖斯定律、焓变的计算 学习目标 1、了解摩尔燃烧焓的概念及燃料的合理利用。 2、了解盖斯定律的概念和意义，并能运用盖斯定律计算反应热。 3、掌握ΔH的大小比较方法。 4、掌握综合利用热化学方程式、盖斯定律等进行有关反应热的相关计算方法。 知识导图 新知精讲 【知识点1】能源、摩尔燃烧焓 1、能源 2、摩尔燃烧焓 (1)概念：在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。 (2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物 元素 C H S N 指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) (3)意义 甲烷的摩尔燃烧焓为-890.3 kJ·mol-1，它表示298 K、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量。 C的摩尔燃烧焓为-393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1 mol C完全燃烧生成CO2气体放出393.5 kJ的热量，用热化学方程式表示为C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1。 【典例分析】 【例1】能源是现代社会正常运转的基础。下列有关能源的认识错误的是 A.煤的气化、液化可提高能源的利用效率 B.天然气的主要成分是CH4，属于可再生能源 C.开源节流、提高能源的利用效率是解决能源危机的措施 D.核能、风能、太阳能均属于新能源 【答案】B 【例2】已知：在标准压强(101 kPa)、298 K下，由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用ΔH表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。某些物质的ΔH如图所示，下列有关判断正确的是 A.相同状况下，N2H4比NH3稳定 B.H2O(l)的ΔH>-241.8 kJ·mol-1 C.标准状况下，1 mol N2H4(l)完全燃烧放出的热量为534.2 kJ·mol-1 D.2 mol NH3(g)的键能大于1 mol N2(g)与3 mol H2(g)的键能之和 【答案】D 【解析】物质的摩尔生成焓越低，其能量越低，该物质越稳定，根据图中数据，相同条件下，NH3的摩尔生成焓更低，其更稳定，A错误；由气态水转变为液态水的焓变小于零，根据盖斯定律，液态水的摩尔生成焓等于气态水的摩尔生成焓加上气态水转变为液态水的焓变(液化热)，两者焓变均小于零，所以相加后得到液态水的摩尔生成焓小于-241.8 kJ·mol-1，B错误；反应N2H4(l)+O2(g)===2H2O(g)+N2(g)的焓变为反应产物的摩尔生成焓减去反应物的摩尔生成焓，其中气态氮气和气态氧气为稳定单质，摩尔生成焓为0，该反应的摩尔生成焓为2×(-241.8 kJ·mol-1)-50.6 kJ·mol-1=-534.2 kJ·mol-1，但该反应中的水为气态水，标准状况下，1 mol N2H4(l)完全燃烧生成的水为液态水，所以放出的热量大于534.2 kJ·mol-1，C错误；由图中数据得1 mol N2(g)与3 mol H2(g)生成2 mol NH3(g)的反应放热，该反应的焓变为反应物的键能总和减去反应产物的键能总和，且小于零，所以1 mol N2(g)与3 mol H2(g)的键能之和小于2 mol NH3(g)的键能，D正确。 【例3】打火机使用的燃料一般是丙烷(C3H8)。已知11 g丙烷(C3H8)在298 K和101 kPa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555 kJ，表示丙烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为______________________。  【答案】C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220 kJ·mol-1 【解析】11 g丙烷(C3H8)在298 K和101 kPa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555 kJ，则1 mol丙烷完全燃烧放出的热量为2 220 kJ，表示丙烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=== 3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220 kJ·mol-1。 【知识点2】盖斯定律的内容与理解 1、内容：一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热都是一样的。 2、特点 盖斯定律遵循能量守恒定律，在一定条件下，一个化学反应的焓变只取决于反应体系的始态和终态，与反应的途径无关。 例如，一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。 ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。 3、意义：对于很难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。 例如，C不完全燃烧反应C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可利用1 mol C(s)和1 mol CO(g)完全燃烧的焓变分别为-393.5 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1计算，分析过程如下。 第一步：分别写出二者完全燃烧的热化学方程式： C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1， CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1。 第二步：设计虚拟路径 反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的物质转化与能量变化表示如下： 则C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。  4、利用盖斯定律计算反应热的一般方法 利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。 【思考】目前汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成CO2和N2。 已知：N2(g)+O2(g)⥫⥬2NO(g)　ΔH1=+180.5 kJ·mol-1　① C(s)+O2(g)⥫⥬CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1　 ② 2C(s)+O2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH3=-221.0 kJ·mol-1　 ③ 则反应2NO(g)+2CO(g)⥫⥬2CO2(g)+N2(g)的ΔH为__________kJ·mol-1。  【答案】-746.5 【解析】根据盖斯定律，②×2-①-③得2NO(g)+2CO(g)⥫⥬2CO2(g)+N2(g) ΔH=(-393.5kJ·mol-1)×2-180.5kJ·mol-1-(-221.0kJ·mol-1)=-746.5 kJ·mol-1。 【典例分析】 【例1】下列说法不正确的是 A.ΔH1=ΔH2+ΔH3 B.ΔH1<0、ΔH2>0、ΔH3<0 C.将煤转化为H2(g)和CO(g)后燃烧与煤直接燃烧放出热量一样多 D.将煤转化为水煤气后再燃烧，从提高煤燃烧利用率看是得不偿失 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，反应热与反应路径无关，只与反应体系的始态和终态有关，所以ΔH1=ΔH2+ΔH3，故A、C正确；反应①是碳的燃烧，属于放热反应，ΔH1<0；反应②是用碳还原水蒸气，属于吸热反应，ΔH2>0；反应③是CO、H2的燃烧反应，属于放热反应，ΔH3<0，故B正确。 【例2】如图所示，下列有关说法不正确的是 A.ΔH4=-112.4 kJ·mol-1 B.ΔH5>ΔH4 C.C(s，石墨)+CO2(g)===2CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1 D.1 mol石墨(s)和1 mol CO(g)分别完全燃烧，石墨(s)放出的热量多 【答案】C 【解析】由图可知，ΔH4=ΔH3-ΔH1-ΔH2=(-393.5-1.9+283.0) kJ·mol-1=-112.4 kJ·mol-1，A项正确；ΔH5=ΔH4+ΔH1，ΔH1>0，故ΔH5>ΔH4，B项正确；①C(s，石墨)+O2(g)===CO2(g)　ΔH3=-393.5 kJ·mol-1，②CO(g)+O2(g) ===CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1，由①-2×②可得C(s，石墨)+CO2(g)===2CO(g)　ΔH=+172.5 kJ·mol-1，C项错误；由图可知，|ΔH3|>|ΔH2|，故1 mol石墨(s)比1 mol CO(g)完全燃烧放出的热量多，D项正确。 【例3】已知： H2S(g)+O2(g)===S(s)+H2O(g)　ΔH=-221.2 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH=-296.8 kJ·mol-1 由H2S制SO2的热化学方程式为______________________。  【答案】H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g)　ΔH=-518 kJ·mol-1 【解析】根据盖斯定律将反应1+反应2得： H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g)　ΔH=-221.2 kJ·mol-1-296.8 kJ·mol-1=-518 kJ·mol-1。 【知识点3】ΔH的大小比较 1、ΔH大小比较的方法 ①看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下： ②看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 ③看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。 ④看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 2、ΔH大小比较的常考类型 （1）根据化学计量数比较反应焓变大小 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 （2）根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 ①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 反应②中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 （3）根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ①同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0， A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0， 因为C(g)===C(l)　ΔH3<0， 则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，所以ΔH2<ΔH1 ②同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2， 又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2 （4）根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1 ②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2 由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。 （5）与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0 所以ΔH1>ΔH2 【典例分析】 【例1】O2PtF6是一种深红色固体，属于离子化合物，其晶体可用(s)表示。该晶体形成过程中的能量变化如图所示(已知：ΔH<0)，下列说法正确的是 A.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4 B.ΔH4>ΔH1+ΔH2+ΔH3 C.ΔH3>0，ΔH4>0 D.ΔH1<0，ΔH2<0 【答案】B 【解析】根据盖斯定律，总反应焓变ΔH等于各分步反应焓变之和，对于反应O2(g)+PtF6(g)===(g)，由能量循环图可知，ΔH+ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3，且ΔH<0，则ΔH4>ΔH1+ΔH2+ΔH3，A错误，B正确；ΔH3是形成气态离子化合物过程的焓变，形成化学键时放热，则ΔH3<0；ΔH4是固态化合物变为气态化合物的焓变，升华吸热，则ΔH4>0，C错误；ΔH1是O2(g)失电子生成阳离子的焓变，失电子吸热，即ΔH1>0，ΔH2是PtF6(g)得电子生成阴离子的焓变，得电子放热，即ΔH2<0，D错误。 【例2】已知： C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH=-1.9 kJ·mol-1 C(s，金刚石)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2 根据上述反应所得出的结论正确的是(　　) A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH=-1.9 kJ·mol-1，则等量的金刚石和石墨，金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则ΔH1<ΔH2<0，能量越高越不稳定，则石墨比金刚石稳定。 【例3】下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是 ①C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1； C(s)+O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH3； 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH4 ③CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH5； CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH6 A.① B.③ C.②③ D.①②③ 【答案】C 【解析】①C完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放更多热量，ΔH为负值，放热越多，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2，不符合题意；②H2与O2反应放热，ΔH3=ΔH4，故ΔH3>ΔH4，符合题意；③CaCO3分解吸热(ΔH5>0)，CaO与水反应放热(ΔH6<0)，ΔH5>ΔH6，符合题意。 【知识点4】几种常见反应热的计算类型 【类型一】已知键能或摩尔燃烧焓计算型 例如，已知反应CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g)中相关化学键的键能数据如下： 化学键 C—H C==O H—H C≡O(CO) 键能/(kJ·mol-1) 413 745 436 1 075 该反应的ΔH=________kJ·mol-1。  【答案】+120 【解析】ΔH=(413 kJ·mol-1×4+745 kJ·mol-1×2)-(2×1 075 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)=+120 kJ·mol-1。 【类型二】多步方程式叠加型 例如，已知热化学方程式： ①C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)　ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1 则反应④2C(s)+H2(g)===C2H2(g)的ΔH4为(　　) A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1 C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】热化学方程式①②③和④之间存在如下关系：2×②+③-①=④，所以根据盖斯定律，得ΔH4=2ΔH2+ΔH3-ΔH1=2×(-393.5 kJ·mol-1)+(-285.8 kJ·mol-1)-(-1 301.0 kJ·mol-1)=+228.2 kJ·mol-1。 【类型三】反应进(流)程图型 例如，在微生物作用的条件下，N经过两步反应被氧化成N。两步反应的能量变化示意图如下： (1)第一步反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是____________。  (2)1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq)的热化学方程式是___________________。  【答案】(1)放热　ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) (2)N(aq)+2O2(g)===N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)　ΔH=-346 kJ·mol-1 【典例分析】 【例1】乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： 乙酸、乙醇和乙酸乙酯的摩尔燃烧焓分别为-874 kJ·mol-1、-1 367 kJ·mol-1和-2 238 kJ·mol-1，则酯化反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)===CH3COOC2H5(l)+H2O(l)的ΔH=____kJ·mol-1。  【答案】-3 【解析】由题意得①CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-874 kJ·mol-1，②CH3CH2OH(l)+3O2(g) ===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH2=-1 367 kJ·mol-1, ③CH3COOCH2CH3(l)+5O2(g)===4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH3=-2 238 kJ·mol-1，根据盖斯定律①+②-③得CH3COOH(l)+C2H5OH(l)===CH3COOC2H5(l)+H2O(l)　ΔH=-874 kJ·mol-1 -1 367 kJ·mol-1-(-2 238 kJ·mol-1)=-3 kJ·mol-1。 【例2】肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应： ①2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1 ②N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1 ③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l)　ΔH3=c kJ·mol-1 则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为 A.(a+3b-c) B.(a-3b+c) C.(a-3b+c) D.(a+3b-c) 【答案】B 【解析】根据盖斯定律，将原方程式进行(①-3×②+③)变换，可得目标方程式，ΔH数值应为(a-3b+c)。 【例3】直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛，总反应为CO2(g)+2H2(g)⥫⥬HCHO(g)+H2O(g)　ΔH，转化步骤如图所示： 已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH4，则总反应的ΔH=____(用图中焓变以及ΔH4表示)。  【答案】ΔH1+ΔH2+- 【解析】根据题图及盖斯定律，总反应CO2(g)+2H2(g)⥫⥬HCHO(g)+H2O(g)是①+②+×③-×④得到的，则反应热ΔH=ΔH1+ΔH2+-。 课后精练 1、N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A.1 mol N2断裂化学键时放出的能量是946 kJ B.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO C.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的总能量小于2 mol NO(g)的总能量 D.理论上1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol NO放出的能量为180 kJ 【答案】C 【解析】N2化学键牢固，不易断裂，所以N2(g)和O2(g)在放电或高温条件下才能反应生成NO，通常情况下不反应，故B错误；反应N2(g)+O2(g)===2NO(g)的焓变ΔH=反应物总键能-反应产物总键能=946 kJ·mol-1+ 498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1，其为吸热反应，即1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的总能量小于2 mol NO(g)的总能量，故C正确。 2、已知：断开1 mol H—H键、O==O键和O—H键需要吸收的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ； 2C(s)+O2(g)===2CO(g)　ΔH=-220 kJ·mol-1； C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=a kJ·mol-1。则a为 A.-332 B.-118 C.+130 D.+350 【答案】C 【解析】①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=a kJ·mol-1，②2C(s)+O2(g)===2CO(g)　ΔH=-220 kJ·mol-1，由盖斯定律可知，①×2-②得2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)　ΔH=(2a+220)kJ·mol-1，由ΔH=断裂反应物中化学键所吸收的能量-形成反应产物中化学键所释放的能量=4×462 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-2×436 kJ·mol-1= (2a+220)kJ·mol-1，解得a=+130，C项正确。 3、“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如图所示。 下列有关描述正确的是 A.历程Ⅰ、Ⅲ是吸热反应 B.历程Ⅱ的热化学方程式是SiHCl3(g)+H2(g)===SiHCl3(l)+H2(g)　ΔH=+28 kJ·mol-1 C.历程Ⅲ的热化学方程式是SiHCl3(l)+H2(g)===Si(s)+3HCl(g)　ΔH=+238 kJ·mol-1 D.实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中能量不损耗 【答案】C 【解析】由题图可知，历程Ⅰ、Ⅱ中反应物总能量高于生成物总能量，均为放热反应，ΔH<0，A、B错误；实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中，伴随着能量的损耗，D错误。 4、2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是 A.ΔH2>0 B.ΔH4+ΔH5+ΔH8=ΔH1 C.在相同条件下，2K(g)—→2K+(g)的ΔH<ΔH3 D.ΔH6+ΔH7=ΔH8 【答案】B 【解析】Na(s)的能量低于Na(g)，则ΔH2>0，A正确；根据盖斯定律，ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH8，B不正确；Na的活泼性小于K，故K比Na更易失电子，失电子吸收的能量更小，在相同条件下，2K(g)—→2K+(g)的ΔH<ΔH3，C正确；根据盖斯定律，ΔH6+ΔH7=ΔH8，D正确。 5、已知：2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 214.6 kJ·mol-1，CO的摩尔燃烧焓为-283 kJ·mol-1。下列说法正确的是 A.表示CH4摩尔燃烧焓的热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 B.2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(g)　ΔH<-1 214.6 kJ·mol-1 C.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1 D.CH4燃烧生成CO的反应中反应物的总键能高于反应产物的总键能 【答案】A 【解析】①2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 214.6 kJ·mol-1，CO的摩尔燃烧焓为-283 kJ·mol-1，其热化学方程式为②CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1，依据盖斯定律，①×+②得甲烷燃烧的热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=(-1 214.6 kJ·mol-1)×+(-283 kJ·mol-1)=-890.3 kJ·mol-1，A正确；若生成的H2O为气态，生成气态水释放的热量比生成液态水少，则ΔH>-1 214.6 kJ·mol-1，B错误；CO的摩尔燃烧焓为-283 kJ·mol-1，则2 mol CO燃烧的ΔH应为-566 kJ·mol-1，C错误；ΔH<0说明反应产物的总能量低于反应物的总能量，则反应物的总键能低于反应产物的总键能，D错误。 6、镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是 A.热稳定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2 B.22.4 L F2(g)与足量的Mg充分反应，放热1 124 kJ C.工业上可用电解MgCl2溶液的方法冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量 D.由图可知，MgBr2(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(l)　ΔH=-117 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】A项，物质的能量越低越稳定，根据图像数据分析，化合物的热稳定性由强到弱的顺序为MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2，正确；B项，没有说明是否在标准状况下，22.4 L F2(g)不一定为1 mol，错误；C项，工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属Mg，而不是电解MgCl2溶液，错误；D项，①Mg(s)+Cl2(g) ===MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1，②Mg(s)+Br2(g)===MgBr2(s)　ΔH=-524 kJ·mol-1，由①-②得MgBr2(s)+ Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=-117 kJ·mol-1，而Br2(g)变成Br2(l)会放出热量，则MgBr2(s)+Cl2(g)=== MgCl2(s)+Br2(l)的ΔH<-117 kJ·mol-1，错误。 7、已知断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量称为键能，部分物质的键能如表所示： 化学键 C—H C==O N—H C—N H—O 键能/(kJ·mol-1) a b c d e 甲醛的结构式为，甲醛制备乌洛托品(C6H12N4)的反应：+4NH3(g)—→(s) +6H2O(l)，该反应的ΔH为 A.6(a+b+c-d+e) kJ·mol-1 B.6(d+e-a-b-c) kJ·mol-1 C.6(b+2c-2d-2e) kJ·mol-1 D.6(2d+2a+2e-b-3c) kJ·mol-1 【答案】C 【解析】该反应中要断裂12 mol C—H键、6 mol C==O键和12 mol N—H键，形成12 mol C—N键、12 mol C—H键和12 mol O—H键，所以该反应的ΔH=(a×12+b×6+c×12-d×12-a×12-e×12)kJ·mol-1=6(b+2c-2d-2e) kJ·mol-1。 8、已知N2制取NO2的反应过程如下： ①N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH=+179.5 kJ·mol-1； ②2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)　ΔH=-112.3 kJ·mol-1。 下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是 【答案】B 【解析】已知N2制取NO2的反应过程如下：①N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH=+179.5 kJ·mol-1，故第一步反应为吸热反应，这一步的反应物总能量低于反应产物总能量，D项错误；②2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)　ΔH=-112.3 kJ·mol-1，故第二步反应为放热反应，这一步的反应物总能量高于反应产物总能量，C项错误；根据盖斯定律,将①+②可得总反应N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)的ΔH=(+179.5-112.3)kJ·mol-1=+67.2 kJ·mol-1>0，总反应为吸热反应，总反应的反应物总能量低于反应产物总能量，A项错误。 9、(g)、(g)、(g)三者的相对能量如图所示： 已知：化学上，可用相对能量代表物质的能量，H2的相对能量为0。下列说法错误的是 A.三种气体中最稳定的是 B.能使酸性KMnO4溶液褪色 C.1 mol 最多可与2 mol Br2发生加成反应 D.(g)生成(g)的热化学方程式：(g)===(g)+H2(g)　ΔH=-110 kJ·mol-1 【答案】D 【解析】据相对能量关系，环戊烷能量最低，1，3⁃环戊二烯能量最高，环戊烯能量居中，物质能量越低越稳定，三种气体中最稳定的是，A正确；环戊烯含碳碳双键，可被酸性KMnO4溶液氧化，使KMnO4溶液褪色，B正确；ΔH=反应产物总能量-反应物总能量，已知H2的相对能量为0，且(g)的能量较(g)低，(g)生成(g)的热化学方程式：(g)===(g)+H2(g)　ΔH=+110 kJ·mol-1-0 kJ·mol-1=+110 kJ·mol-1，D错误。 10、已知：2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图。 过程Ⅰ：…… 过程Ⅱ：3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1 下列说法不正确的是 A.该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能 B.过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)===3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1 C.氢气的摩尔燃烧焓ΔH=-285.8 kJ·mol-1 D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 【答案】A 【解析】过程Ⅰ中Fe3O4分解为FeO、O2，该反应为吸热反应，由题意知过程Ⅱ中发生的反应也是吸热反应，因此不存在化学能→热能的转化，A项错误；已知反应①2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1和反应②3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1，根据盖斯定律，由①×-②得Fe3O4(s)=== 3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1，B项正确。 11、(1)用O2将HCl转化为Cl2的过程如图所示。 其中，过程①的热化学方程式为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1，过程②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则由HCl(g)生成Cl2(g)的热化学方程式为________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。  (2)已知： ①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206 kJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802 kJ·mol-1 写出由CO2(g)和H2O(g)生成CO(g)的热化学方程式：__________________________。  【答案】(1)2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2 (2)CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g)　ΔH=+1 008 kJ·mol-1 【解析】(1)过程②的热化学方程式为CuCl2(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g)　ΔH2，由盖斯定律可知，由HCl(g)生成Cl2(g)的热化学方程式为2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2。(2)根据盖斯定律，由①-②得CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206 kJ·mol-1-(-802 kJ·mol-1)=+1 008 kJ·mol-1。 12、研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 (1)历史上曾用“地康法”制氯气，反应为4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 Cl—Cl O2中的化学键 O—H H—Cl E/(kJ·mol-1) 247 497 463 431 ①该反应的ΔH为__________。  ②该反应转移0.4 mol电子时，放出__________kJ热量。  (2)一定条件下在水溶液中1 mol Cl-、(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示，用离子符号表示B—→A+C的热化学方程式为______________________。  (3)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如图所示，主要热化学方程式如下： 2Ni(s)+O2(g)===2NiO(s)　ΔH=-479.8 kJ·mol-1 CH4(g)+4NiO(s)===CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s)　ΔH=+68.9 kJ·mol-1 ①甲烷的摩尔燃烧焓为__________。  ②CH4的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧相比__________(填“前者大”“后者大”或“相同”)。  [总结] ΔH的计算依据：__________。  (4)已知 C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1 C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1 H2O(g)===H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1 若使9.2 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出热量为__________。  【答案】(1)①-125 kJ·mol-1　②12.5 (2)3ClO-(aq)===(aq)+2Cl-(aq)　ΔH=-117 kJ·mol-1 (3)①-890.7 kJ·mol-1　②相同　盖斯定律 (4)0.2(a-b+3c) kJ 【解析】(1)①4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=反应物总键能-反应产物总键能=(431×4+497×1-247×2-463×4)kJ·mol-1=-125 kJ·mol-1。②结合上面分析可知，反应中每转移4 mol电子，放出125 kJ的热量，故该反应转移0.4 mol电子时，放出12.5 kJ热量。(2)由题干图示信息可知，A为Cl-、B为ClO-、C为,故根据转移电子守恒得反应B—→A+C为3ClO-===+2Cl-,反应热ΔH=(63 kJ·mol-1+2×0 kJ·mol-1)-3×60 kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1，热化学方程式为3ClO-(aq)===(aq)+2Cl-(aq)　ΔH=-117 kJ·mol-1。(3)①已知①2Ni(s)+O2(g)===2NiO(s)　ΔH1=-479.8 kJ·mol-1，②CH4(g)+4NiO(s)===CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s)　ΔH2=+68.9 kJ·mol-1,根据盖斯定律,将②+2×①可得CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)，则ΔH=68.9 kJ·mol-1 +2×(-479.8 kJ·mol-1)=-890.7 kJ·mol-1，即甲烷的摩尔燃烧焓为-890.7 kJ·mol-1。②一个反应无论是一步完成，还是分为几步完成，只要反应物的始态和终态相同，则反应的热效应是相同的，故CH4的“化学链燃烧”所放出的热量在相同条件下与CH4的直接燃烧相比是相同的。(4)已知反应①C2H5OH(g)+3O2(g)=== 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1，②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1，③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1，根据盖斯定律，①-②+3×③可得：C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)，该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2+3ΔH3=-(a-b+3c) kJ·mol-1，若使9.2 g(即0.2 mol)酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，即生成液态水，则放出热量为0.2(a-b+3c) kJ。 13、(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH= kJ·mol-1。  (2)CO、H2可用于合成甲醇和甲醚，其反应为(m、n均大于0)： 反应①：CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH=-m kJ·mol-1 反应②：2CO(g)+4H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-n kJ·mol-1 反应③：2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH<0 则m与n的关系为____________________。  (3)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得： CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________。  【答案】(1)-139 (2)n>2m　(3)CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1 【解析】(1)由题图可得，ΔH=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1。(2)根据盖斯定律，由反应②-反应①×2可得反应③：2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=(2m-n) kJ·mol-1<0，所以n>2m。 (3)根据题图所示能量变化可写出热化学方程式： ①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-846.3 kJ·mol-1 ②CO2(g)===CO(g)+O2(g)　ΔH=+282 kJ·mol-1 ③O2(g)+H2(g)===H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1 根据盖斯定律,①+②-③×3可得目标热化学方程式：CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1 kJ·mol-1。 14、回答下列问题： (1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)(M=32 g·mol-1)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知： N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-641.6 kJ·mol-1； H2O(l)===H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1， 若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为 。  (2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)(M=60 g·mol-1)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，1 mol液态偏二甲肼(C2H8N2)发生该反应的热化学方程式为_________________。 (3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。 已知：①N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.0 kJ·mol-1 ②H2(g)+F2(g)===HF(g)　ΔH=-269.0 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1 请写出1 mol液态肼和氟气反应的热化学方程式：________________________。  (4)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知： P4(s，白磷)+5O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-2 983.2 kJ·mol-1　① P(s，红磷)+O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-738.5 kJ·mol-1　② 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)。  (5)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。 已知：反应A：4HCl+O22Cl2+2H2O 此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。 ①写出此条件下反应A的热化学方程式：______________________。  ②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为__________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键__________(填“强”或“弱”)。  【答案】(1)163.52 kJ (2)C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 550 kJ·mol-1 (3)N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1 (4)P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=-29.2 kJ·mol-1　低 (5)①4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1　②31.9　强 【解析】(1)已知：①N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-641.6 kJ·mol-1，②H2O(l)===H2O(g)　ΔH= +44.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，①-4×②可得N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-817.6 kJ·mol-1，若用6.4 g(即0.2 mol)液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为0.2 mol ×817.6 kJ·mol-1=163.52 kJ。(2)已知10.0 g(即 mol)液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,则1 mol液态偏二甲肼反应放出热量为6×425 kJ=2 550 kJ,N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 550 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律，①+4×②-2×③可得N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1。(4)根据盖斯定律，由①-4×②得P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=ΔH1-4ΔH2=-29.2 kJ·mol-1；相同状况下，能量状态较低的是红磷，白磷的稳定性比红磷低。(5)①反应A：4HCl+O22Cl2+2H2O中，4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,则反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1。②焓变=反应物断键吸收的总能量-反应产物成键放出的总能量,则该反应的焓变ΔH=4×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1 -[243 kJ·mol-1×2+4×E(H—O)]=-115.6 kJ·mol-1，即4×E(H—O)-4×E(H—Cl)=(498-486+115.6)kJ·mol-1= 127.6 kJ·mol-1，整理可得E(H—O)-E(H—Cl)=31.9 kJ·mol-1，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 摩尔燃烧焓、盖斯定律、焓变的计算 学习目标 1、了解摩尔燃烧焓的概念及燃料的合理利用。 2、了解盖斯定律的概念和意义，并能运用盖斯定律计算反应热。 3、掌握ΔH的大小比较方法。 4、掌握综合利用热化学方程式、盖斯定律等进行有关反应热的相关计算方法。 知识导图 新知精讲 【知识点1】能源、摩尔燃烧焓 1、能源 2、摩尔燃烧焓 (1)概念：在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。 (2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物 元素 C H S N 指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) (3)意义 甲烷的摩尔燃烧焓为-890.3 kJ·mol-1，它表示298 K、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量。 C的摩尔燃烧焓为-393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1 mol C完全燃烧生成CO2气体放出393.5 kJ的热量，用热化学方程式表示为C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1。 【典例分析】 【例1】能源是现代社会正常运转的基础。下列有关能源的认识错误的是 A.煤的气化、液化可提高能源的利用效率 B.天然气的主要成分是CH4，属于可再生能源 C.开源节流、提高能源的利用效率是解决能源危机的措施 D.核能、风能、太阳能均属于新能源 【例2】已知：在标准压强(101 kPa)、298 K下，由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用ΔH表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。某些物质的ΔH如图所示，下列有关判断正确的是 A.相同状况下，N2H4比NH3稳定 B.H2O(l)的ΔH>-241.8 kJ·mol-1 C.标准状况下，1 mol N2H4(l)完全燃烧放出的热量为534.2 kJ·mol-1 D.2 mol NH3(g)的键能大于1 mol N2(g)与3 mol H2(g)的键能之和 【例3】打火机使用的燃料一般是丙烷(C3H8)。已知11 g丙烷(C3H8)在298 K和101 kPa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555 kJ，表示丙烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为______________________。  【知识点2】盖斯定律的内容与理解 1、内容：一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热都是一样的。 2、特点 盖斯定律遵循能量守恒定律，在一定条件下，一个化学反应的焓变只取决于反应体系的始态和终态，与反应的途径无关。 例如，一定条件下，某反应始态和终态相同，反应的途径有如图所示(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三种。 ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。 3、意义：对于很难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。 例如，C不完全燃烧反应C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可利用1 mol C(s)和1 mol CO(g)完全燃烧的焓变分别为-393.5 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1计算，分析过程如下。 第一步：分别写出二者完全燃烧的热化学方程式： C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1， CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1。 第二步：设计虚拟路径 反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的物质转化与能量变化表示如下： 则C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。  4、利用盖斯定律计算反应热的一般方法 利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。 【思考】目前汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成CO2和N2。 已知：N2(g)+O2(g)⥫⥬2NO(g)　ΔH1=+180.5 kJ·mol-1　① C(s)+O2(g)⥫⥬CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1　 ② 2C(s)+O2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH3=-221.0 kJ·mol-1　 ③ 则反应2NO(g)+2CO(g)⥫⥬2CO2(g)+N2(g)的ΔH为__________kJ·mol-1。  【典例分析】 【例1】下列说法不正确的是 A.ΔH1=ΔH2+ΔH3 B.ΔH1<0、ΔH2>0、ΔH3<0 C.将煤转化为H2(g)和CO(g)后燃烧与煤直接燃烧放出热量一样多 D.将煤转化为水煤气后再燃烧，从提高煤燃烧利用率看是得不偿失 【例2】如图所示，下列有关说法不正确的是 A.ΔH4=-112.4 kJ·mol-1 B.ΔH5>ΔH4 C.C(s，石墨)+CO2(g)===2CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1 D.1 mol石墨(s)和1 mol CO(g)分别完全燃烧，石墨(s)放出的热量多 【例3】已知： H2S(g)+O2(g)===S(s)+H2O(g)　ΔH=-221.2 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH=-296.8 kJ·mol-1 由H2S制SO2的热化学方程式为______________________。  【知识点3】ΔH的大小比较 1、ΔH大小比较的方法 ①看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下： ②看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 ③看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。 ④看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 2、ΔH大小比较的常考类型 （1）根据化学计量数比较反应焓变大小 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 （2）根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 ①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 反应②中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。 （3）根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ①同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0， A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0， 因为C(g)===C(l)　ΔH3<0， 则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，所以ΔH2<ΔH1 ②同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2， 又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2 （4）根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1 ②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2 由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。 （5）与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0 所以ΔH1>ΔH2 【典例分析】 【例1】O2PtF6是一种深红色固体，属于离子化合物，其晶体可用(s)表示。该晶体形成过程中的能量变化如图所示(已知：ΔH<0)，下列说法正确的是 A.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4 B.ΔH4>ΔH1+ΔH2+ΔH3 C.ΔH3>0，ΔH4>0 D.ΔH1<0，ΔH2<0 【例2】已知： C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH=-1.9 kJ·mol-1 C(s，金刚石)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2 根据上述反应所得出的结论正确的是(　　) A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.金刚石比石墨稳定 【例3】下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是 ①C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH1； C(s)+O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH3； 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH4 ③CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH5； CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH6 A.① B.③ C.②③ D.①②③ 【知识点4】几种常见反应热的计算类型 【类型一】已知键能或摩尔燃烧焓计算型 例如，已知反应CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g)中相关化学键的键能数据如下： 化学键 C—H C==O H—H C≡O(CO) 键能/(kJ·mol-1) 413 745 436 1 075 该反应的ΔH=________kJ·mol-1。  【类型二】多步方程式叠加型 例如，已知热化学方程式： ①C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)　ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1 ②C(s)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1 则反应④2C(s)+H2(g)===C2H2(g)的ΔH4为 A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1 C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1 【类型三】反应进(流)程图型 例如，在微生物作用的条件下，N经过两步反应被氧化成N。两步反应的能量变化示意图如下： (1)第一步反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是____________。  (2)1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq)的热化学方程式是___________________。  【典例分析】 【例1】乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回答下列问题： 乙酸、乙醇和乙酸乙酯的摩尔燃烧焓分别为-874 kJ·mol-1、-1 367 kJ·mol-1和-2 238 kJ·mol-1，则酯化反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)===CH3COOC2H5(l)+H2O(l)的ΔH=____kJ·mol-1。  【例2】肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应： ①2NH3(g)+3N2O(g)===4N2(g)+3H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1 ②N2O(g)+3H2(g)===N2H4(l)+H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1 ③N2H4(l)+9H2(g)+4O2(g)===2NH3(g)+8H2O(l)　ΔH3=c kJ·mol-1 则反应N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为 A.(a+3b-c) B.(a-3b+c) C.(a-3b+c) D.(a+3b-c) 【例3】直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛，总反应为CO2(g)+2H2(g)⥫⥬HCHO(g)+H2O(g)　ΔH，转化步骤如图所示： 已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH4，则总反应的ΔH=____(用图中焓变以及ΔH4表示)。  课后精练 1、N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A.1 mol N2断裂化学键时放出的能量是946 kJ B.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO C.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的总能量小于2 mol NO(g)的总能量 D.理论上1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol NO放出的能量为180 kJ 2、已知：断开1 mol H—H键、O==O键和O—H键需要吸收的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ； 2C(s)+O2(g)===2CO(g)　ΔH=-220 kJ·mol-1； C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=a kJ·mol-1。则a为 A.-332 B.-118 C.+130 D.+350 3、“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如图所示。 下列有关描述正确的是 A.历程Ⅰ、Ⅲ是吸热反应 B.历程Ⅱ的热化学方程式是SiHCl3(g)+H2(g)===SiHCl3(l)+H2(g)　ΔH=+28 kJ·mol-1 C.历程Ⅲ的热化学方程式是SiHCl3(l)+H2(g)===Si(s)+3HCl(g)　ΔH=+238 kJ·mol-1 D.实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中能量不损耗 4、2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是 A.ΔH2>0 B.ΔH4+ΔH5+ΔH8=ΔH1 C.在相同条件下，2K(g)—→2K+(g)的ΔH<ΔH3 D.ΔH6+ΔH7=ΔH8 5、已知：2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 214.6 kJ·mol-1，CO的摩尔燃烧焓为-283 kJ·mol-1。下列说法正确的是 A.表示CH4摩尔燃烧焓的热化学方程式：CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1 B.2CH4(g)+3O2(g)===2CO(g)+4H2O(g)　ΔH<-1 214.6 kJ·mol-1 C.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1 D.CH4燃烧生成CO的反应中反应物的总键能高于反应产物的总键能 6、镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是 A.热稳定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2 B.22.4 L F2(g)与足量的Mg充分反应，放热1 124 kJ C.工业上可用电解MgCl2溶液的方法冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量 D.由图可知，MgBr2(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(l)　ΔH=-117 kJ·mol-1 7、已知断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量称为键能，部分物质的键能如表所示： 化学键 C—H C==O N—H C—N H—O 键能/(kJ·mol-1) a b c d e 甲醛的结构式为，甲醛制备乌洛托品(C6H12N4)的反应：+4NH3(g)—→(s) +6H2O(l)，该反应的ΔH为 A.6(a+b+c-d+e) kJ·mol-1 B.6(d+e-a-b-c) kJ·mol-1 C.6(b+2c-2d-2e) kJ·mol-1 D.6(2d+2a+2e-b-3c) kJ·mol-1 8、已知N2制取NO2的反应过程如下： ①N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH=+179.5 kJ·mol-1； ②2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)　ΔH=-112.3 kJ·mol-1。 下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是 9、(g)、(g)、(g)三者的相对能量如图所示： 已知：化学上，可用相对能量代表物质的能量，H2的相对能量为0。下列说法错误的是 A.三种气体中最稳定的是 B.能使酸性KMnO4溶液褪色 C.1 mol 最多可与2 mol Br2发生加成反应 D.(g)生成(g)的热化学方程式：(g)===(g)+H2(g)　ΔH=-110 kJ·mol-1 10、已知：2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图。 过程Ⅰ：…… 过程Ⅱ：3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1 下列说法不正确的是 A.该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能 B.过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)===3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1 C.氢气的摩尔燃烧焓ΔH=-285.8 kJ·mol-1 D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 11、(1)用O2将HCl转化为Cl2的过程如图所示。 其中，过程①的热化学方程式为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1，过程②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则由HCl(g)生成Cl2(g)的热化学方程式为________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。  (2)已知： ①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206 kJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802 kJ·mol-1 写出由CO2(g)和H2O(g)生成CO(g)的热化学方程式：__________________________。  12、研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 (1)历史上曾用“地康法”制氯气，反应为4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 Cl—Cl O2中的化学键 O—H H—Cl E/(kJ·mol-1) 247 497 463 431 ①该反应的ΔH为__________。  ②该反应转移0.4 mol电子时，放出__________kJ热量。  (2)一定条件下在水溶液中1 mol Cl-、(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示，用离子符号表示B—→A+C的热化学方程式为______________________。  (3)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如图所示，主要热化学方程式如下： 2Ni(s)+O2(g)===2NiO(s)　ΔH=-479.8 kJ·mol-1 CH4(g)+4NiO(s)===CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s)　ΔH=+68.9 kJ·mol-1 ①甲烷的摩尔燃烧焓为__________。  ②CH4的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧相比__________(填“前者大”“后者大”或“相同”)。  [总结] ΔH的计算依据：__________。  (4)已知 C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1 C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1 H2O(g)===H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1 若使9.2 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出热量为__________。  13、(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH= kJ·mol-1。  (2)CO、H2可用于合成甲醇和甲醚，其反应为(m、n均大于0)： 反应①：CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH=-m kJ·mol-1 反应②：2CO(g)+4H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-n kJ·mol-1 反应③：2CH3OH(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH<0 则m与n的关系为____________________。  (3)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得： CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________。  14、回答下列问题： (1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)(M=32 g·mol-1)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知： N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-641.6 kJ·mol-1； H2O(l)===H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1， 若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为 。  (2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)(M=60 g·mol-1)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，1 mol液态偏二甲肼(C2H8N2)发生该反应的热化学方程式为_________________。 (3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。 已知：①N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.0 kJ·mol-1 ②H2(g)+F2(g)===HF(g)　ΔH=-269.0 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1 请写出1 mol液态肼和氟气反应的热化学方程式：________________________。  (4)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知： P4(s，白磷)+5O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-2 983.2 kJ·mol-1　① P(s，红磷)+O2(g)===P4O10(s)　ΔH=-738.5 kJ·mol-1　② 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)。  (5)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。 已知：反应A：4HCl+O22Cl2+2H2O 此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。 ①写出此条件下反应A的热化学方程式：______________________。  ②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为__________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键__________(填“强”或“弱”)。  第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $