第1章 第1节 第3课时 反应焓变的计算-（配套教参）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

本讲义聚焦反应焓变计算核心知识点，以盖斯定律（内容、特点、意义）为理论基础，通过问题探究构建“路径法”“加合”法计算思维模型，延伸至能源与摩尔燃烧焓应用，形成从理论到实践的学习支架。 资料特色在于用科学方法构建焓变计算模型培养科学思维，结合能源问题渗透科学态度与责任。课中例题解析辅助教学，课后习题帮助学生查漏补缺，强化知识应用与实际问题解决能力。

第3课时　反应焓变的计算 [学习目标]　1.了解盖斯定律及其应用。2.能进行反应焓变的简单计算，并构建其思维模型。3.知道能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。 知识点一　盖斯定律 1．内容 一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同(填“相同”或“不同”)的。 2．特点 (1)反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。如图的ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系。 ΔH 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 (2)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为另一种形式。 3．意义 因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难，此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。 1．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1<0，2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2。 试确定ΔH1和ΔH2的关系。 提示：ΔH1＋ΔH2＝0(或ΔH1＝－ΔH2)。 2．已知P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol-1　① P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)　ΔH2＝－738.5 kJ·mol-1　② 利用两种方法确定白磷转化为红磷的热化学方程式。 提示：方法一：“路径”法。 根据已知条件可以虚拟如下路径： 根据盖斯定律有：ΔH＝ΔH1＋(－ΔH2)×4＝－2 983.2 kJ·mol-1＋738.5 kJ·mol-1×4＝－29.2 kJ·mol-1。 白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－29.2 kJ·mol-1。 方法二：“加合”法。 根据盖斯定律，将方程式①－4×②得目标方程式：P4(白磷，s)===4P(红磷，s)。 所以ΔH＝ΔH1＋(－ΔH2)×4＝－2 983.2 kJ·mol-1＋4×738.5 kJ·mol-1＝－29.2 kJ·mol-1。 因此，热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－29.2 kJ·mol-1。 3．试比较下列三组ΔH的大小(填“>”“<”或“＝”)。 (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，则ΔH1________ΔH2。 (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，则ΔH1________ΔH2。 (3)两个有联系的不同反应相比。 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2<0，则ΔH1________ΔH2 。 提示：(1)将两反应依次编号为①、②，①－②得：C(l)===C(g)，ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，则ΔH1>ΔH2。 (2)将两反应依次编号为①、②，①－②得：S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2。 (3)将两反应依次编号为①、②，①－②整理得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2。 [注意]　在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。 1．利用盖斯定律计算反应热的解题模型 2．解题注意事项 (1)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变。 (2)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 (3)热化学方程式相加减时，反应热也随之相加减。 1．已知①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol-1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol-1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol-1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol-1 下列关系式正确的是(　　) A．a<c<0　　　　　 B．b>d>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0 解析　C　氢气燃烧是放热反应，ΔH<0；生成液态水比生成气态水时放出的热量多，ΔH更小，即c<a<0，0>b>d；②中各物质的物质的量是①中的2倍，则ΔH2＝2ΔH1，即b＝2a；④中各物质的物质的量是③中的2倍，则ΔH4＝2ΔH3，即d＝2c。 2．C(s)与O2(g)生成CO2(g)的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A．6 g C(s)完全燃烧放出热量为196.75 kJ B．ΔH＝ΔH1＋ΔH2 C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．在一定条件下，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 解析　B　由图可知1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5 kJ ，6 g C(s)(0.5 mol)完全燃烧放出热量为0.5 mol×393.5 kJ＝196.75 kJ，A正确；根据盖斯定律，反应热只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，应该是ΔH2＝ΔH＋ΔH1，即ΔH＝ΔH2－ΔH1＝(－393.5＋283.0)kJ·mol-1＝－110.5 kJ·mol-1，即1 mol碳与氧气反应生成CO放出热量110.5 kJ，1 mol碳完全燃烧放出热量393.5 kJ，B错误，C、D正确；故选B。 利用已知反应焓变求未知反应焓变的方法 若一个化学反应的热化学方程式可由另外几个化学反应的热化学方程式相加减得到，则该反应的焓变即为另外几个化学反应焓变的代数和。　 知识点二　能源　摩尔燃烧焓 1．能源 (1)概念：自然界中，能为人类提供能量的物质或物质运动统称能源。 (2)种类：太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。 (3)我国的能源结构：以煤为主，以石油、天然气为辅，以水能、核能、风能、太阳能为补充。 2．摩尔燃烧焓 (1)定义：在一定的温度和压强下，1_mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。 (2)意义：在298 K、101 kPa时，CH4的摩尔燃烧焓为890.3 kJ·mol-1，表示在298 K、101 kPa时，1_mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890.3_kJ的热量。 (3)表达形式(在298 K、101 kPa下，以甲烷为例) ①甲烷的摩尔燃烧焓为890.3_kJ·mol-1； ②甲烷的摩尔燃烧焓ΔH＝－890.3_kJ·mol-1。 1．(1)摩尔燃烧焓的ΔH一定为负值吗？为什么？ (2)在298 K、101 kPa下，1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量就是H2的摩尔燃烧焓，这种说法是否正确？ (3)如何理解“完全氧化为同温下的指定产物的焓变”？ 提示：(1)一定为负值，因为物质的燃烧均为放热反应。 (2)不正确，应生成液态水。 (3)是指可燃物燃烧后变为同温下最稳定物质。如在298 K、101 kPa下，H2(g)→H2O(l)；S(s)→SO2(g)；NH3(g)→N2(g)＋H2O(l)；CH4(g)→CO2(g)＋H2O(l)。 2．已知在298 K、101 kPa下0.25 mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出341.7 kJ的热量，则乙醇在该状况下的摩尔燃烧焓为________kJ·mol-1，表示摩尔燃烧焓的热化学方程式为_______________________________________________________。 提示：1 366.8　C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.8 kJ·mol-1 1．书写表示摩尔燃烧焓的热化学方程式的注意事项 (1)注意摩尔燃烧焓的符号，ΔH一定为负值，单位为kJ·mol-1。 (2)指定物质中含有的氮元素氧化为N2(g)、氢元素氧化为H2O(l)、碳元素氧化为CO2(g)。 (3)可燃物的化学计量数必须为1，据此配平其他物质的化学计量数。 2．摩尔燃烧焓的计算 由摩尔燃烧焓定义可知：可燃物完全氧化产生的热量＝可燃物的物质的量×其摩尔燃烧焓，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|；或变换一下求物质的摩尔燃烧焓：ΔH＝－。此公式中的ΔH是指物质的摩尔燃烧焓，而不是指一般反应的反应热。 1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源的是(　　) ①天然气　②煤　③核能　④石油　⑤太阳能 ⑥生物质能　⑦风能　⑧氢能 A．①②③④　　　　　　　 B．③④⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．⑤⑥⑦⑧ 解析　D　天然气、煤、石油属于化石燃料，不可再生，使用过程对环境有污染；核能使用过程会产生放射性污染；太阳能、生物质能、风能、氢能对环境无污染且可以再生，属于新能源。 2．已知完全燃烧7.8 g液态苯生成二氧化碳气体和液态水时，释放326.75 kJ的热量。下列表示液态苯摩尔燃烧焓的热化学方程式正确的是(　　) A．C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－326.75 kJ·mol-1 B．2C6H6(l)＋15O2(g)===12CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－653.5 kJ·mol-1 C．C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－3 267.5 kJ·mol-1 D．2C6H6(l)＋15O2(g)===12CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－6 535 kJ·mol-1 解析　C　7.8 g苯(摩尔质量78 g/mol)的物质的量为0.1 mol，对应放热326.75 kJ，故1 mol苯燃烧放热3 267.5 kJ，ΔH＝－3 267.5 kJ·mol-1，表示液态苯摩尔燃烧焓的热化学方程式为C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－3 267.5 kJ·mol-1，故选C。 3．在25 ℃、101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量。 (1)H2的摩尔燃烧焓为____________，表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)若1 g水蒸气转化为液态水放热2.444 kJ，则4 g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为__________。 解析　(1)H2的摩尔燃烧焓应以燃烧1 mol H2为标准，当H2完全燃烧生成2.00 mol H2O时，需燃烧2.00 mol H2，故H2的摩尔燃烧焓为＝285.8 kJ·mol-1。 (2)H2燃烧生成1 mol气态水时反应热为－285.8 kJ·mol-1＋×18 g·mol-1≈－241.8 kJ·mol-1，4 g氢气燃烧放出的热量为241.8 kJ·mol-1×＝483.6 kJ。 答案　(1)285.8 kJ·mol-1　H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1 (2)483.6 Kj [对应学生用书P13] 1．在压强为2.20×104 kPa、温度达到374 ℃时，水成为“超临界状态”，此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”，生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是(　　) A．二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应，属于放热反应 B．“水热反应”是一种复杂的物理化学变化 C．火力发电厂可望利用废热，将二氧化碳转变为能源物质 D．随着科技的进步，“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环 解析　A　高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源，属于吸热反应，A项错误；压强达到2.20×104 kPa、温度达到374 ℃时，水成为“超临界状态”，该过程为物理变化，此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，为化学变化，B项正确；利用废热，在高压条件下将CO2等含碳化合物转化为有机物，是将二氧化碳转变为能源物质，C项正确；充分利用地球上的碳资源，有利于碳资源的循环使用和碳资源的和谐循环，D项正确。 2．下列与化学反应能量变化相关的叙述错误的是(　　) A．燃烧热的数值与该物质燃烧时的热化学方程式中的计量数成正比 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．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 D．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 解析　A　燃烧热是指1 mol物质完全燃烧时生成指定物质的反应热，其数值固定，与热化学方程式的计量数无关。若方程式中物质计量数改变，ΔH会成比例变化，但燃烧热仍以1 mol为基准；故选A。 3．下列热化学方程式中(a、b、c、d均大于0)，ΔH能正确表示物质的摩尔燃烧焓的是(　　) A．H2S(g)＋O2(g)===S(s)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol-1 B．N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－b kJ·mol-1 C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－c kJ·mol-1 D．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－d kJ·mol-1 解析　D　摩尔燃烧焓要求1 mol物质完全燃烧生成指定产物。A.H2S应该生成SO2，正确写法为H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)，错误；B.H2O应为液态，正确写法为N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)，错误；C.H2O应为液态，正确写法为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)，错误；故选D。 4．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 解析　B　①中两个反应都是放热反应，后者生成液态水，所以放出的热量大于前者，而放热反应ΔH小于0，放热越多，焓变越小，故ΔH1＞ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和，都是放热反应，两个反应生成水的物质的量都是1 mol，但是CH3COOH是弱电解质，电离过程吸收一部分热量，所以后者放出的热量少，所以ΔH3＜ΔH4。 5．(双选)已知：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；有关物质的ΔH如图所示，下列有关判断不正确的是(　　) A．H2O(l)的摩尔生成焓ΔH<－241.8 kJ·mol-1 B．相同状况下，NH3比N2H4稳定 C．依据上表所给数据，可求得N2H4(l)的摩尔燃烧焓 D．0.5 mol N2(g)与1.5 mol H2(g)充分反应，放出45.9 kJ的热量 解析　CD　气态水变为液态水放出热量，所以由最稳定的单质合成1 mol H2O(l)时放出的热量更多，摩尔生成焓ΔH为负值，则H2O(l)的摩尔生成焓ΔH<－241.8 kJ·mol-1，A正确；由图可知，N2H4(l)的摩尔生成焓为正值，说明由最稳定的单质合成1 mol N2H4(l)的反应为吸热反应，NH3(g)的摩尔生成焓为负值，说明由最稳定的单质合成1 mol NH3(g)的反应为放热反应，能量越低越稳定，则相同状况下，NH3比N2H4稳定，B正确；燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，题中缺少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得N2H4(l)的摩尔燃烧焓，C错误；氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，不能完全转化，则0.5 mol N2(g)与1.5 mol H2(g)充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1 mol，放出的热量小于45.9 kJ，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $