1.2 反应热的计算（6大题型，举一反三题型专练，广东专用）化学人教版选择性必修1

**基本信息** 以“概念-方法-应用”为主线，系统构建反应热计算的题型体系，融合宏观焓变与微观键能分析，通过典例变式实现方法迁移，培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |盖斯定律|1典例+3变式|反应热仅与始态终态相关，ΔH=ΔH₁+ΔH₂|从定律内涵到概念辨析，建立能量守恒认知| |盖斯定律的应用|1典例+3变式|方程式加减与ΔH运算规则（倍数、符号）|从理论到实际，解决难测反应热计算| |反应热与焓的关系|1典例+3变式|ΔH=生成物总焓-反应物总焓|宏观角度建立能量变化与物质稳定性关联| |反应热与键能的关系|1典例+3变式|ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和|微观角度揭示能量变化本质| |焓变的大小比较|1典例+3变式|状态/稳定性影响焓变，带符号比较|综合状态与反应程度，深化能量变化理解| |反应热计算的综合应用|1典例+3变式|热化学方程式书写与多方法综合计算|整合前5模块，提升复杂问题解决能力|

第二节 反应热的计算（题型突破·举一反三） 题型01 盖斯定律 题型02 盖斯定律的应用 题型03 反应热与焓的关系 题型04 反应热与键能的关系 题型05 焓变的大小比较 题型06 反应热计算的综合应用 ▌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】下列关于盖斯定律的理解不正确的是 A．不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的 B．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．可以直接测量任意反应的反应热 D．可以用已经精确测定的反应的热效应来计算难以测量或无法测量的反应的热效应 【答案】C 【解析】A．盖斯定律指出化学反应的反应热与反应途径无关，因此反应无论一步完成还是分几步完成，反应热相同，A正确； B．盖斯定律的核心内容即为化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，B正确； C．部分反应存在副反应多、反应难以控制等问题，无法直接测量其反应热，因此不能直接测量任意反应的反应热，C不正确； D．利用盖斯定律，可通过已精确测定的反应热效应计算难以测量或无法测量的反应的热效应，这是盖斯定律的重要应用，D正确； 故选C。 【变式1-1】（25-26高二上·广东·期中）设想冰醋酸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．根据中各微粒的状态，可判断冰醋酸不导电 B．过程的电离方程式为 C．根据盖斯定律可知： D．冰醋酸溶解过程的能量变化，与和醋酸溶液中微粒间作用力的强弱有关 【答案】B 【解析】A．根据中各微粒（分子）的状态——稳固整齐，排列有序，无自由移动离子，可判断冰醋酸不导电，A正确； B．表达电离过程的正确电离方程式应该是：，B错误； C．根据设想冰醋酸溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知：，C正确； D．冰醋酸溶解过程的能量变化就是克服或者削弱和醋酸溶液中微粒间作用力，故能量变化与微粒间作用力的强弱有关，D正确； 故选B。 【变式1-2】根据盖斯定律，下列对图中反应热关系的判断中不正确的是（  ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．由题可知，则 ，A 正确； B．为三个式子之和，根据盖斯定律，有：，B 正确； C．根据盖斯定律，为，总和为0，C 正确； D．为，根据盖斯定律， 的反应热为，D 错误； 故答案选D。 【变式1-3】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．根据盖斯定律，几个热化学方程式中ΔH直接相加即可得目标反应的反应热 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．反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关 【答案】B 【分析】一个反应，在定压或定容条件下，不论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，总反应方程式的焓变等于各部分分步反应按一定系数比加和的焓变，据此分析。 【解析】A．根据盖斯定律可知，不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，选项A正确； B．应用盖斯定律求反应热时可能涉及几个热化学方程式的四则运算，而不是几个热化学方程式中ΔH直接相加即可得目标反应的反应热，选项B不正确； 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，选项C正确； D．反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关，选项D正确。 答案选B。 ▌题型02 盖斯定律的应用 （一）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 （二）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2】（25-26高二上·安徽亳州·阶段检测）已知下列热化学方程式： 由此可知的反应热ΔH为 A．-260.4 kJ·mol-1 B．+260.4 kJ·mol-1 C．-441.8 kJ·mol-1 D．+441.8 kJ·mol-1 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，目标反应可由已知第一个反应减去第二个反应得到，计算得，故答案选A。 【变式2-1】在时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：             则计算的表达式正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，将第一个反应乘2、第二个反应乘2后相加，再减去3倍的第四个反应，所得总反应除以6恰好为第三个反应，推导得，是A选项所给表达式，故选A。 【变式2-2】酸催化下与混合溶液反应的离子方程式为用于石油开采中油路解堵。 已知： 则的 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】假设为①，为②，为③，为④，根据盖斯定律由可得，所以，答案选A． 【变式2-3】催化氢化是实现碳中和的重要途径之一，其反应原理如下： Ⅰ、 Ⅱ、 回答下列问题： 反应的______。 【答案】 【解析】依据盖斯定律，目标反应=反应Ⅱ-反应Ⅰ，则。 ▌题型03 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3】（25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测）肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1，已知200 ℃时： 反应Ⅰ：3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g)  ΔH1=-32.9 kJ·mol-1 反应Ⅱ：N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g)  ΔH2=-41.8 kJ·mol-1 下列说法不正确的是 A．图1所示过程①是放热反应，过程②是吸热反应 B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示 C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量 D．200 ℃时，1 mol N2H4(g)和1 mol H2(g)具有的能量大于2 mol NH3(g)具有的能量 【答案】C 【解析】A．过程①对应反应Ⅰ，，为放热反应；根据盖斯定律，由可得过程②反应，因此过程②为吸热反应，A正确； B．反应Ⅱ的，为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，与图2的能量变化一致，B正确； C．反应Ⅰ为放热反应，反应的焓变反应物总键能生成物总键能，即断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量，C错误； D．反应Ⅱ为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，因此和具有的总能量大于具有的总能量，D正确； 故选C。 【变式3-1】已知：2NO2(g)=N2O4(g)　 ΔH 1=a kJ·mol-1，N2O4(l)=2NO2(g)　 ΔH 2=b kJ·mol-1，又知“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，下列有关这两个反应的说法错误的是 A．ΔH 1<0 B．ΔH 1=-ΔH 2 C．能量关系如图所示 D．消耗2 mol NO2(g)生成1 mol N2O4(g)时，放出的热量为|a| kJ 【答案】B 【解析】A．已知2总能量高于的总能量，故该反应为放热反应，故，A正确； B．对应生成气态的焓变，对应液态分解的焓变，两个反应中的聚集状态不同，不互为逆反应，因此，B错误； C．同种物质气态能量高于液态，因此能量大小顺序为，与图示能量关系一致，C正确； D．反应为放热反应，，消耗生成气态时，放出热量为，D正确； 故选B。 【变式3-2】为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想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．半径大于的原因是最外层电子数多 B．固体溶解过程吸热 C．根据各微粒的状态，可判断，， D．溶解过程的能量变化，与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关，因此固体溶解过程可能吸热，也可能放热 【答案】A 【解析】A．半径大于的原因是的电子层数多，故A错误； B．由图可知，NaCl固体溶于水的过程ΔH3=+4kJ/mol，即NaCl固体溶解是吸热过程，故B正确； C．NaCl固体溶于水的过程分两步实现，第一步是离子键断裂过程，为吸热过程，a＞0，第二步是形成水合离子过程，为放热过程，b＜0，故C正确； D．NaCl固体溶于水的过程分两步实现，第一步是离子键断裂过程，第二步是形成水合离子过程，故溶解过程的能量变化与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关，固体溶解过程可能吸热，也可能放热，故D正确； 答案选A。 【变式3-3】已知一定温度下：①， ②， ③。下列说法正确的是（    ） A．反应②中的能量变化如图所示，则 B．完全燃烧生成液态水时放出的热量小于 C．一定温度下，在一恒容密闭容器中通入和，反应后放出的热量为，则 D．氨催化氧化反应的热化学方程式为 【答案】C 【解析】A．反应热=生成物的总能量一反应物的总能量，因此，故A错误； B．，所以完全燃烧生成液态水时放出的热量大于，故B错误； C．为生成氨气时放出的热量，可逆反应不能进行到底，因此，故C正确； D．①； ②； ③； 由盖斯定律可知，①②③得： ，故D错误； 选C。 ▌题型04 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4】（25-26高二上·河南驻马店·开学考试）在标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示： 化学键 键能 347.7 436 615.0 414 431 注：乙烯结构如图： 下列说法正确的是 A．稳定性： B．上表数据可计算甲烷与氯气发生一氯代反应的焓变 C．   D．   【答案】C 【解析】A．化学键的键焓越大，化学键越稳定，由表格可知，键焓：C-C（347.7 kJ/mol）<C-H（414 kJ/mol）<H-H（436 kJ/mol），故稳定性：C-C<C-H<H-H，A错误； B．甲烷和氯气发生一氯代反应为：，该反应断裂1 mol C-H键和1 mol Cl-Cl键，生成1 mol C-Cl键和1 mol H-Cl键，题中表格给出了C-H、H-Cl键的键能，缺少C-Cl和Cl-Cl键的键能，故无法计算该反应的焓变，B错误； C．对于反应，反应物的总键能为，生成物的总键能为，反应的焓变=断裂化学键的键焓总和-形成化学键的键焓总和，即，C正确； D．热化学方程式书写时一定要注明物质的状态，由C项分析可知，该反应为放热反应，焓变为负值，D错误； 故选C。 【变式4-1】（25-26高二上·广西·开学考试）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 键能/() H2O中H-O 463 O2中O=O 497 H2中H-H 436 H2O2中O-O 142 H2O2中O-H 463 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了926 kJ能量 C．过程II放出了578 kJ能量 D．过程III属于放热反应 【答案】D 【解析】A．水在光照和催化剂作用下分解生成氢气和氧气，总反应为，A正确； B．由图示可知，过程I为断裂水分子中的2 mol H-O键，断裂化学键吸收能量，吸收的能量为，B正确； C．由图示可知，过程II为形成H2分子中的1 mol H-H键和分子中的1 mol O-O键，形成化学键释放能量，放出的能量为，C正确； D．过程III中，由1 mol生成1 mol O2和1 mol H2，1 mol的总键能为，1 mol和1 mol的总键能为，故过程III的焓变，属于吸热反应，D错误； 故选D。 【变式4-2】（25-26高二上·安徽芜湖·期末）高纯硅是信息革命的催化剂。工业上可用制高纯硅：几种共价键的键能数据如下表所示。已知：1molSi含共价键。则的键能x的值为 共价键 键能 x 323 226 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】焓变ΔH=反应物总键能-生成物总键能。反应SiH4(g) ⇌ Si(s) + 2H2(g)中，反应物SiH4含4个Si-H键，键能总和为4 × 323 kJ/mol = 1292 kJ/mol；生成物中，1molSi(s)含2 mol Si-Si键，键能总和为2 × 226 kJ/mol = 452 kJ/mol，2molH2含2 mol H-H键，键能总和为2x kJ/mol。ΔH = -32 kJ/mol，则-32 = 1292 - (452 + 2x)，解得 x = 436 kJ/mol。故选A。 【变式4-3】是一种温室气体，其存储能量的能力是的倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能： 化学键 N—F 键能 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是 A．过程放出能量 B．过程放出能量 C．反应为吸热反应 D．吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应 【答案】B 【解析】A．为化学键的断裂过程，断键吸热，A错误； B．为形成化学键的过程，成键放热，B正确； C．焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，反应的，属于放热反应，C错误； D．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，则不能发生化学反应，D错误； 故选B。 ▌题型05 焓变的大小比较 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5】（25-26高二上·广东东莞·期中）  ΔH=-57.3 kJ/mol，下列说法正确的是 A．H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ/mol B．中和热的测定实验中，为了保证盐酸完全被中和，可采用稍过量的氢氧化钠溶液 C．98％的浓硫酸和NaOH溶液反应生成1 mol液态水时，反应热ΔH>-57.3 kJ/mol D．含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3 kJ的热量 【答案】B 【解析】A. 在稀溶液中，稀的强酸和强碱发生中和反应生成1mol液态水的反应热叫做中和热，因此2SO4和Ba(OH)2反应的中和热为ΔH=-57.3 kJ/mol，A错误； B. 中和热测定实验中，使用稍过量的NaOH溶液可确保HCl完全反应，避免因反应不完全导致测量误差，B正确； C. 98%浓硫酸稀释过程放热，与NaOH反应生成1 mol水时，总放热量大于稀溶液反应，故ΔH < -57.3 kJ/mol，C错误； D. 醋酸是弱酸，电离过程吸热，因此1 mol NaOH（即40g）稀溶液与稀醋酸中和放热量小于57.3 kJ，D错误； 故选B。 【变式5-1】（25-26高二上·广东·期中）下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．常见的放热反应有和水的反应、灼热的炭与二氧化碳的反应等 B．已知C(金刚石，s)=C(石墨，s)，则石墨比金刚石更稳定 C．，则的稀硫酸与稀氨水完全反应，放出的热量大于57.3kJ D．；，则 【答案】B 【解析】A．与水的反应是放热反应，但灼热的炭与的反应是吸热反应，A错误； B．C(金刚石，s)=C(石墨，s)，说明石墨的能量低于金刚石，物质能量越低越稳定，因此石墨比金刚石更稳定，B正确； C．稀氨水是弱碱，其电离过程为吸热过程，会抵消部分中和反应的放热。稀硫酸与稀氨水反应时，实际放出的热量小于57.3 kJ，C错误； D．转化为需要吸收热量，因此燃烧放出的热量更多，放热反应的为负值，放出热量越多，越小，故，D错误； 故选B。 【变式5-2】（25-26高二上·广东汕头·期中）如下图所示，H1=-393.5kJ•mol-1；H2=-395.4kJ•mol-1，下列正确的是 A．相同条件下，金刚石比石墨稳定 B．石墨和金刚石的相互转化是物理变化 C．C(s，石墨)=C(s，金刚石)H=+1.9kJ•mol-1 D．石墨和金刚石充分燃烧的产物均为CO 【答案】C 【解析】A．能量越低越稳定，C(s，石墨)比C(s，金刚石)能量低，所以石墨的稳定性强于金刚石，A错误； B．石墨和金刚石是不同物质，生成新物质的反应是化学变化，B错误； C．根据盖斯定律，由题干热化学方程式① C(s，石墨) + O2(g) = CO2(g)   ΔH1=−393.5 kJ⋅mol−1和 ② C(s，金刚石) + O2(g) = CO2(g)   ΔH2=−395.4kJ⋅mol−1 ，用反应① - 反应②可得 C(s，石墨) = C(s，金刚石)  ，C正确； D．石墨和金刚石在氧气中充分燃烧的产物均为二氧化碳()，而不是一氧化碳()，D错误； 故选C。 【变式5-3】（25-26高二上·广东肇庆·期中）（1）     （2）     （3）     （4）     下列关系式中不正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．由于反应（2）和反应（4）参加反应的氢气和氧气的物质的量相同，但是反应（4）生成液态水比反应（2）生成气态水释放更多热量，比更负，因此b > d，故A错误； B．由于反应（1）和反应（3）参加反应的氢气和氧气的物质的量相同，但是反应（3）生成液态水比反应（1）生成气态水释放更多热量，比 更负，因此a > c，B正确； C．由于反应（2）是反应（1）参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍，且产物状态相同，故焓变关系为b = 2a，C正确； D．由于反应（4）是反应（3）参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍，且产物状态相同，焓变关系为d = 2c，D正确； 故答案选A. ▌题型06 反应热计算的综合应用 【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6】（25-26高二上·广东广州·阶段检测）化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题： （1）下列反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量的是___________(填选项字母)。 A．Na2O2与H2O反应    B．乙醇的燃烧反应    C．盐酸与碳酸氢钠反应 （2）已知25℃时，下列物质的相对能量如表所示： 物质 H2(g) O2(g) H2O(g) H2O(l) 相对能量(kJ·mol-1) 0 0 -242 -286 ①表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为___________。 ②0.5 mol H2O(g)转化为H2O(l)___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ的热量。 ③36 g H2O(g)分解生成H2(g)和O2(g)___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ的热量。 （3）已知拆开1 mol H-H键，1 mol N-H键，1molNN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则反应N2+3H2=2NH3  =___________kJ·mol-1。 【答案】（1）C （2） 放出 22 吸收 484 （3）-92 【解析】（1）反应物总能量小于生成物总能量的反应为吸热反应：过氧化钠与水反应、乙醇燃烧均为放热反应，盐酸与碳酸氢钠反应是常见的吸热反应，因此选C。 （2）反应焓变生成物总相对能量反应物总相对能量： ① 燃烧热要求1 mol可燃物完全燃烧生成稳定产物，H2的稳定产物为液态水，根据表中数据可得，对应热化学方程式为 ； ② 1 mol气态水转化为液态水的焓变，为放热反应，因此0.5 mol气态水转化放出热量； ③ 36 g气态水为，分解反应的，因此吸收484 kJ热量。 （3）反应焓变反应物总键能生成物总键能，代入数据计算： 。 【变式6-1】CO2催化氢化制备甲酸是实现碳中和的重要途径之一，其反应原理如下： I．CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g) ΔH1=-31.2kJ·mol-1 Ⅱ．CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+49.5kJ·mol-1 反应CO(g)+H2O(g) ⇌HCOOH(g) 的ΔH3= ______。 【答案】-80.7kJ·mol-1 【解析】依据盖斯定律：反应Ⅰ-反应Ⅱ=目标反应，则。 【变式6-2】（25-26高二上·广东茂名·阶段检测）化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题： （1）已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=−238.6kJ/mol，CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=−akJ/mol，则a___________(填“＞”“＜”或“＝”)238.6。 （2）已知：H2(g)+O2(g)H2O(g)    ΔH=−241.8kJ/mol，该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为___________。 （3）Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________。 （4）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)    ΔH=−1176kJ/mol，则反应过程中，每转移1mol电子放出的热量为___________kJ。 （5）已知25℃、101kPa时，1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出38.0kJ热量，则该条件下反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH=___________kJ/mol。 （6）低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答： 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___________(用含a、b的式子表示)。又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的x=___________。 化学键 C=O H-H C=C C-H H-O 键能/ 800 430 x 410 450 ②用表示阿伏加德罗常数，在(气态)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有个电子转移时，放出650kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为___________。 【答案】（1）＜ （2）409.0kJ·mol−1 （3）2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=−290kJ·mol−1或其他合理形式 （4）98 （5）−1216 （6）-(b-a)kJ/mol 844 【解析】（1）燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，该反应中生成水为气态，故放出的热少于238.6kJ，所以a＜238.6。 （2）ΔH=正方向活化能-逆方向活化能，该反应的正方向活化能为167.2kJ/mol，则逆反应的活化能为409.0kJ/mol。 （3）Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，则该反应的热化学方程式为：2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=−290kJ·mol−1。 （4）由反应方程式可得反应过程中转移了12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为。 （5）1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出38.0kJ热量，则2molCH4即32g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出热量，所以反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH= kJ/mol。 （6）①由该反应体系的能量关系图可得，该反应为放热反应，则该反应的反应物的总能量-生成物的总能量=-(b-a)kJ/mol；上述反应的反应物的总键能-生成物的总键能，，则表中的x=844； ②(气态)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有个电子转移时，放出650kJ的热量，方程式 中C由-1价升至+4价，转移电子为10mol，则，因此燃烧热的热化学方程式为。 【变式6-3】（25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 已知：CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g)  ΔH=+206.2 kJ·mol-1     ① CH4(g)+CO2(g)=  2CO(g)+2H2(g)  ΔH=+247.4 kJ·mol-1                      ② 又知CH4的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1 （1）利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：___________。 （2）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。 （3）高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B分别表示___________，等物质的量的A、H2能量较低的是___________。 【答案】（1） （2） （3）H、O H2 【解析】（1）燃烧热定义为1 mol纯可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，甲烷完全燃烧的稳定产物为气态和液态，结合题给燃烧热数值即可写出热化学方程式：； （2）根据盖斯定律，将反应①乘以2再减去反应②，可消去中间产物得到目标反应，焓变对应计算为；故答案为：； （3）由图像可知，高温下水先分解为和，温度继续升高时，和的共价键断裂，分解为氢原子、氧原子；氢原子物质的量是氧原子的2倍，则体积分数更大的A为H，B为O；断裂键需要吸收能量，即转化为氢原子时要吸收能量，故等物质的量时能量更低；故答案为：H、O；H2。 / 学科网（北京）股份有限公司 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（题型突破·举一反三） 题型01 盖斯定律 【典例1】C 【变式1-1】B 【变式1-2】D 【变式1-3】B 题型02 盖斯定律的应用 【典例2】A 【变式2-1】A 【变式2-2】A 【变式2-3】 题型03 反应热与焓的关系 【典例3】C 【变式3-1】B 【变式3-2】A 【变式3-3】C 题型04 反应热与键能的关系 【典例4】C 【变式4-1】D 【变式4-2】A 【变式4-3】B 题型05 焓变的大小比较 【典例5】B 【变式5-1】B 【变式5-2】C 【变式5-3】A 题型06 反应热计算的综合应用 【典例6】(1)C (2) 放出 22 吸收 484 (3)-92 【变式6-1】-80.7kJ·mol-1 【变式6-2】(1)＜ (2)409.0kJ·mol−1 (3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) ΔH=−290kJ·mol−1或其他合理形式 (4)98 (5)−1216 (6) -(b-a)kJ/mol 844 【变式6-3】(1) (2) (3) H、O H2 / 学科网（北京）股份有限公司 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（题型突破·举一反三） 题型01 盖斯定律 题型02 盖斯定律的应用 题型03 反应热与焓的关系 题型04 反应热与键能的关系 题型05 焓变的大小比较 题型06 反应热计算的综合应用 ▌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】下列关于盖斯定律的理解不正确的是 A．不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的 B．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．可以直接测量任意反应的反应热 D．可以用已经精确测定的反应的热效应来计算难以测量或无法测量的反应的热效应 【变式1-1】（25-26高二上·广东·期中）设想冰醋酸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．根据中各微粒的状态，可判断冰醋酸不导电 B．过程的电离方程式为 C．根据盖斯定律可知： D．冰醋酸溶解过程的能量变化，与和醋酸溶液中微粒间作用力的强弱有关 【变式1-2】根据盖斯定律，下列对图中反应热关系的判断中不正确的是（  ） A． B． C． D． 【变式1-3】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．根据盖斯定律，几个热化学方程式中ΔH直接相加即可得目标反应的反应热 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．反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关 ▌题型02 盖斯定律的应用 （一）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= （二）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2】（25-26高二上·安徽亳州·阶段检测）已知下列热化学方程式： 由此可知的反应热ΔH为 A．-260.4 kJ·mol-1 B．+260.4 kJ·mol-1 C．-441.8 kJ·mol-1 D．+441.8 kJ·mol-1 【变式2-1】在时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：             则计算的表达式正确的是 A． B． C． D． 【变式2-2】酸催化下与混合溶液反应的离子方程式为用于石油开采中油路解堵。 已知： 则的 A． B． C． D． 【变式2-3】催化氢化是实现碳中和的重要途径之一，其反应原理如下： Ⅰ、 Ⅱ、 回答下列问题： 反应的______。 ▌题型03 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3】（25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测）肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1，已知200 ℃时： 反应Ⅰ：3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g)  ΔH1=-32.9 kJ·mol-1 反应Ⅱ：N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g)  ΔH2=-41.8 kJ·mol-1 下列说法不正确的是 A．图1所示过程①是放热反应，过程②是吸热反应 B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示 C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量 D．200 ℃时，1 mol N2H4(g)和1 mol H2(g)具有的能量大于2 mol NH3(g)具有的能量 【变式3-1】已知：2NO2(g)=N2O4(g)　 ΔH 1=a kJ·mol-1，N2O4(l)=2NO2(g)　 ΔH 2=b kJ·mol-1，又知“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，下列有关这两个反应的说法错误的是 A．ΔH 1<0 B．ΔH 1=-ΔH 2 C．能量关系如图所示 D．消耗2 mol NO2(g)生成1 mol N2O4(g)时，放出的热量为|a| kJ 【变式3-2】为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想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．半径大于的原因是最外层电子数多 B．固体溶解过程吸热 C．根据各微粒的状态，可判断，， D．溶解过程的能量变化，与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关，因此固体溶解过程可能吸热，也可能放热 【变式3-3】已知一定温度下：①， ②， ③。下列说法正确的是（    ） A．反应②中的能量变化如图所示，则 B．完全燃烧生成液态水时放出的热量小于 C．一定温度下，在一恒容密闭容器中通入和，反应后放出的热量为，则 D．氨催化氧化反应的热化学方程式为 ▌题型04 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4】（25-26高二上·河南驻马店·开学考试）在标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示： 化学键 键能 347.7 436 615.0 414 431 注：乙烯结构如图： 下列说法正确的是 A．稳定性： B．上表数据可计算甲烷与氯气发生一氯代反应的焓变 C．   D．   【变式4-1】（25-26高二上·广西·开学考试）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 键能/() H2O中H-O 463 O2中O=O 497 H2中H-H 436 H2O2中O-O 142 H2O2中O-H 463 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了926 kJ能量 C．过程II放出了578 kJ能量 D．过程III属于放热反应 【变式4-2】（25-26高二上·安徽芜湖·期末）高纯硅是信息革命的催化剂。工业上可用制高纯硅：几种共价键的键能数据如下表所示。已知：1molSi含共价键。则的键能x的值为 共价键 键能 x 323 226 A． B． C． D． 【变式4-3】是一种温室气体，其存储能量的能力是的倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能： 化学键 N—F 键能 941.7 154.8 283.0 下列说法中正确的是 A．过程放出能量 B．过程放出能量 C．反应为吸热反应 D．吸收能量后如果没有化学键的断裂与形成，仍可能发生化学反应 ▌题型05 焓变的大小比较 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5】（25-26高二上·广东东莞·期中）  ΔH=-57.3 kJ/mol，下列说法正确的是 A．H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ/mol B．中和热的测定实验中，为了保证盐酸完全被中和，可采用稍过量的氢氧化钠溶液 C．98％的浓硫酸和NaOH溶液反应生成1 mol液态水时，反应热ΔH>-57.3 kJ/mol D．含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3 kJ的热量 【变式5-1】（25-26高二上·广东·期中）下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．常见的放热反应有和水的反应、灼热的炭与二氧化碳的反应等 B．已知C(金刚石，s)=C(石墨，s)，则石墨比金刚石更稳定 C．，则的稀硫酸与稀氨水完全反应，放出的热量大于57.3kJ D．；，则 【变式5-2】（25-26高二上·广东汕头·期中）如下图所示，H1=-393.5kJ•mol-1；H2=-395.4kJ•mol-1，下列正确的是 A．相同条件下，金刚石比石墨稳定 B．石墨和金刚石的相互转化是物理变化 C．C(s，石墨)=C(s，金刚石)H=+1.9kJ•mol-1 D．石墨和金刚石充分燃烧的产物均为CO 【变式5-3】（25-26高二上·广东肇庆·期中）（1）     （2）     （3）     （4）     下列关系式中不正确的是 A． B． C． D． ▌题型06 反应热计算的综合应用 【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6】（25-26高二上·广东广州·阶段检测）化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题： （1）下列反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量的是___________(填选项字母)。 A．Na2O2与H2O反应    B．乙醇的燃烧反应    C．盐酸与碳酸氢钠反应 （2）已知25℃时，下列物质的相对能量如表所示： 物质 H2(g) O2(g) H2O(g) H2O(l) 相对能量(kJ·mol-1) 0 0 -242 -286 ①表示H2(g)燃烧热的热化学方程式为___________。 ②0.5 mol H2O(g)转化为H2O(l)___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ的热量。 ③36 g H2O(g)分解生成H2(g)和O2(g)___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ的热量。 （3）已知拆开1 mol H-H键，1 mol N-H键，1molNN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则反应N2+3H2=2NH3  =___________kJ·mol-1。 【变式6-1】CO2催化氢化制备甲酸是实现碳中和的重要途径之一，其反应原理如下： I．CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g) ΔH1=-31.2kJ·mol-1 Ⅱ．CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+49.5kJ·mol-1 反应CO(g)+H2O(g) ⇌HCOOH(g) 的ΔH3= ______。 【变式6-2】（25-26高二上·广东茂名·阶段检测）化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题： （1）已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=−238.6kJ/mol，CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=−akJ/mol，则a___________(填“＞”“＜”或“＝”)238.6。 （2）已知：H2(g)+O2(g)H2O(g)    ΔH=−241.8kJ/mol，该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为___________。 （3）Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________。 （4）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)    ΔH=−1176kJ/mol，则反应过程中，每转移1mol电子放出的热量为___________kJ。 （5）已知25℃、101kPa时，1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出38.0kJ热量，则该条件下反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH=___________kJ/mol。 （6）低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答： 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___________(用含a、b的式子表示)。又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的x=___________。 化学键 C=O H-H C=C C-H H-O 键能/ 800 430 x 410 450 ②用表示阿伏加德罗常数，在(气态)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有个电子转移时，放出650kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为___________。 【变式6-3】（25-26高二上·湖北黄冈·阶段检测）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 已知：CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g)  ΔH=+206.2 kJ·mol-1     ① CH4(g)+CO2(g)=  2CO(g)+2H2(g)  ΔH=+247.4 kJ·mol-1                      ② 又知CH4的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1 （1）利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：___________。 （2）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。 （3）高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B分别表示___________，等物质的量的A、H2能量较低的是___________。 / 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