1.2 反应热的计算-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

本讲义聚焦“反应热的计算”核心知识点，先系统阐释盖斯定律的含义及应用，明确反应热与反应途径无关、仅由始态终态决定的原理，再通过虚拟路径法和加和法构建计算模型，进而延伸出基于热化学方程式、燃烧热、键能、能量图像的五种具体计算方法，形成从原理到应用的完整学习支架。 该资料突出科学思维与科学探究培养，通过白磷转化、SiCl₄制备等典型例题解析盖斯定律应用，结合可燃冰燃烧、工业催化反应等实际情境题，引导学生运用证据推理和模型建构解决问题。课中助力教师系统授课，课后分层练习帮助学生巩固计算方法，有效查漏补缺，体现化学学科联系实际的应用价值。

第二节　反应热的计算 【学习目标】　1.理解盖斯定律的含义，认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。 2．通过计算反应热，体会反应热与反应条件、能量利用的关系。 知识点一　盖斯定律 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。 (1)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，而与反应的途径无关。 (2)如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同。如下图所示： ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．应用：根据盖斯定律，利用已知反应的反应热可以计算未知反应的反应热。 例如，C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定： 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： 根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5_kJ·mol-1。 　已知： ①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1 ②P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)　ΔH2 请设计两种方法，计算P4(白磷，s)===4P(红磷，s)的ΔH。 答案：方法一：设计如下转化路径，则ΔH＝ΔH1－4ΔH2。 方法二：根据盖斯定律，由①－②×4可得P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝ΔH1－4ΔH2。 利用盖斯定律解题的常用方法 1．虚拟路径法 若反应物A变为生成物D有两种途径： (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。 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 2．加和法 (1)唯一入手：目标热化学方程式中的物质，在已知热化学方程式中仅出现一次。 (2)调整系数：热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘上该数。 (3)同加异减：目标热化学方程式中的物质与已知热化学方程式中的物质，若在热化学方程式的同侧，则相加，反之，则相减，同时ΔH带符号也相应加减。 1．(2026·苏州高二月考)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ΔH直接相加即可得总反应热 解析：选D。热化学方程式按一定系数比相加减时，反应热也要按该系数比相加减，D错误。 2．(2024·甘肃卷)由SiCl4制备SiHCl3： SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1＝＋74.22 kJ·mol-1(298 K) 已知：SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)　ΔH2＝＋219.29 kJ·mol-1(298 K) 298 K时，由SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)制备56 g硅____________(填“吸”或“放”)热____________kJ。 解析：将题给热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①＋②可得SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋74.22 kJ·mol-1＋(＋219.29 kJ·mol-1)＝＋293.51 kJ·mol-1，制备56 g (2 mol)Si，需要吸收的热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol＝587.02 kJ。 答案：吸　587.02 3．(2026·咸阳高二检测)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效率，减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl(g)＋CuO(s)===H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1，反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为 ______________________________________________________ (反应热用ΔH1和ΔH2表示)。 解析：由题图可知，反应②的热化学方程式为CuCl2(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)　ΔH2，根据盖斯定律，由反应①＋反应②得到总反应的热化学方程式为2HCl(g)＋O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 答案：2HCl(g)＋O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2 知识点二　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| 则有＝＝＝＝。 　1.已知：FeS2(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)＋2SO2(g)　ΔH＝－853 kJ·mol-1。计算理论上1 kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量为________。 答案：6 397.5 kJ 2．根据盖斯定律计算 可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到新的热化学方程式，从而进行反应热的有关计算。 　2.SCl2制备的有关转化关系为 则S(s)＋Cl2(g)===SCl2(l)的ΔH3＝________ kJ·mol-1。 答案：－50 3．根据燃烧热计算 可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×|燃烧热ΔH|。 　3.已知：甲烷气体燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1。320 g “可燃冰”(分子式为CH4·8H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为________。 答案：1 780.6 kJ 4．根据键能计算 反应热(焓变)等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，即ΔH＝∑E反－∑E生(E表示键能)。如反应3H2(g)＋N2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH＝3E(H—H)＋E(NN)－6E(N—H)。 　4.已知：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH反应中相关化学键的键能(E)见下表。 化学键 Cl—Cl O===O O—H H—Cl E/ (kJ·mol-1) 247 497 463 431 则该反应的ΔH为__________。 答案：－125 kJ·mol-1 5．根据能量图像计算 　5.Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应过程如下图所示，X(g)→Y(g)过程的焓变为______________________。 答案：(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4) 1．已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据见下表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) －285.8 －393.5 －3 267.5 25 ℃时，H2(g)和C(石墨，s)反应生成C6H6(l)的热化学方程式为______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：由题给燃烧热数据可得，①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol-1；②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol-1；③C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－3 267.5 kJ·mol-1。根据盖斯定律，由3×①＋6×②－③可得3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝(－285.8 kJ·mol-1)×3＋(－393.5 kJ·mol-1)×6－(－3 267.5 kJ·mol-1)＝＋49.1 kJ·mol-1。 答案：3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol-1 2．用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据见下表。该反应的ΔH＝__________。　 化学键 C—H H—H C—O C===O H—O E/(kJ ·mol-1) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8 解析：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×745.0 kJ·mol-1＋3×436.0 kJ·mol-1－(3×413.4 kJ·mol-1＋351.0 kJ·mol-1＋462.8 kJ·mol-1＋2×462.8 kJ·mol-1)＝－181.6 kJ·mol-1。 答案：－181.6 kJ·mol-1 3．(2026·合肥高二检测)有关研究需要得到反应C3H8(g)===3C(石墨，s)＋4H2(g)的ΔH，但测定实验难进行，设计下图可计算得到。 (1)ΔH________(填“>”或“<”)0。 (2)ΔH＝________________(用图中其他反应的反应热表示)。 解析：(1)由题图可知，反应物总能量低于生成物总能量，反应吸热，C3H8(g)===3C(石墨，s)＋4H2(g)　ΔH＞0。(2)由题图可知，①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH1，②3C(石墨，s)＋3O2(g)===3CO2(g)　ΔH2，③4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(l)　ΔH3。根据盖斯定律，由①－②－③可得C3H8(g)===3C(石墨，s)＋4H2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3。 答案：(1)>　(2)ΔH1－ΔH2 －ΔH3 1．(2026·聊城高二期末)已知一定温度下的热化学方程式：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180.5 kJ·mol-1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJ·mol-1。在该温度下H2催化还原22.4 L(标准状况下)NO以达到消除环境污染目的的能量变化为　(　　) A.放出376.05 kJ能量　 B.放出752.1 kJ能量 C.吸收376.05 kJ能量 D.吸收752.1 kJ能量 解析：选A。根据盖斯定律，由②－①得2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(l)＋N2(g)　ΔH＝ΔH2－ΔH1＝(－571.6 kJ·mol-1)－(＋180.5 kJ·mol-1)＝－752.1 kJ·mol-1，所以该温度下H2催化还原22.4 L(标准状况下)NO放出752.1 kJ÷2＝376.05 kJ能量。 2．(2026·周口高二阶段练习)已知：298 K时，1 mol相关物质的相对能量如下图所示。 则298 K时，28 g C2H4(g)完全燃烧生成气态水放出的热量为(　　) A.1 322 kJ B．2 644 kJ C.661 kJ D．1 366 kJ 解析：选A。C2H4完全燃烧生成气态水的热化学方程式为C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(－393 kJ·mol-1×2)＋(－242 kJ·mol-1)×2－52 kJ·mol-1＝－1 322 kJ·mol-1，故28 g (1 mol)C2H4(g)完全燃烧生成气态水放出的热量为1 322 kJ。 3．碳燃烧过程中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是　(　　) A.1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的总能量　 B.CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol-1 C.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol-1 D.等量的碳燃烧，C(s)→CO2(g)过程比C(s)→CO(g)→CO2(g)过程释放的能量多 解析：选B。由题图可知，C和O2反应生成CO2属于放热反应，热化学方程式为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1，同理可得②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1。根据盖斯定律，由①－②可得C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol-1，该反应为放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量，故A、C错误；因为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1，所以CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol-1，故B正确；根据盖斯定律可知，反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，故D错误。 4．(2026·柳州高二月考)在一定条件下，H2和O2发生反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol-1。已知：a、b、c均大于零。结合甲、乙两图，判断下列说法不正确的是(　　) A.反应物的总键能低于生成物的总键能 B.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 C.断开4 mol H—O所需能量约为(a＋2b＋c) kJ　 D.焓变的绝对值存在关系：>＝0.5a kJ·mol-1 解析：选B。该反应为放热反应，故反应物的总键能低于生成物的总键能，A正确；根据题图乙及盖斯定律可得－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，B错误；由反应热等于反应物断裂化学键吸收的能量－生成物形成化学键放出的能量可知，反应热ΔH＝2b kJ·mol-1＋c kJ·mol-1－4EH－O＝－a kJ·mol-1，故4EH－O＝(a＋2b＋c) kJ·mol-1，即断开4 mol H—O所需能量约为(a＋2b＋c) kJ，C正确；生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量，因此焓变的绝对值存在关系：>＝0.5a kJ·mol-1，D正确。 5．(2026·深圳高二期末)肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。 (1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时，产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为____________________________________________________， 消耗16 g液态肼放出的热量为__________________________。 (2)已知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－544 kJ·mol-1。各化学键的键能数据见下表： 化学键 N—N N—H O===O O—H 键能/(kJ·mol-1) 193 391 497 463 ①氮氮三键的键能为________。 ②若H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol-1，则N2H4(g)的燃烧热ΔH＝______________________________________________________。 ③已知N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol-1。N2H4(g)和NO2(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 ______________________________________________________。 解析：(2)①设氮氮三键的键能为x kJ·mol-1，193 kJ·mol-1＋4×391 kJ·mol-1＋497 kJ·mol-1－x kJ·mol-1－4×463 kJ·mol-1＝－544 kJ·mol-1，解得x＝946。②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ·mol-1　Ⅰ；H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol-1　Ⅱ；根据盖斯定律，由Ⅰ－Ⅱ×2可得N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－632 kJ·mol-1，即N2H4(g)的燃烧热ΔH＝－632 kJ·mol-1。③N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ·mol-1　Ⅰ；N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol-1　Ⅲ；根据盖斯定律，由Ⅰ－Ⅲ×可得N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－577.85 kJ·mol-1。 答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－642 kJ·mol-1　321 kJ (2)①946 kJ·mol-1　②－632 kJ·mol-1 ③N2H4(g)＋NO2(g)=== N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－577.85 kJ·mol-1 学科网（北京）股份有限公司 $