1.2 反应热的计算 课后达标素养提升-【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)
2026-08-27
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摘要:
**基本信息**
聚焦热化学核心知识,通过基础计算→规律应用→综合探究的三层设计,强化燃烧热、盖斯定律等概念理解与定量分析能力,适配新授课知识巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础|燃烧热计算、盖斯定律直接应用|以单一反应数据(如烷烃燃烧热)为载体,通过选择题巩固概念辨析与简单计算,培养化学观念|
|中档|能量循环图分析、弱碱电离焓变|结合多反应关联(如H₂O状态转化、催化剂对焓变影响),通过图表题深化科学思维,提升规律应用能力|
|综合|工业情境热化学计算|以硫化合物转化、磷燃烧等复杂反应为背景,通过填空题整合多步焓变计算,体现科学探究与实践素养|
内容正文:
1.(2026·三门峡高二月考)在101 kPa下,1 g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。已知101 kPa、25 ℃时,四种烷烃的燃烧热ΔH见下表:
化合物
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
ΔH/
(kJ·mol-1)
-890.3
-1 559.8
-2 219.9
-2 878.0
上述四种烷烃中热值最高的是( )
A.甲烷 B.乙烷
C.丙烷 D.丁烷
解析:选A。1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890.3 kJ,1 g 甲烷完全燃烧放出的热量约为55.6 kJ,所以甲烷的热值约为55.6 kJ,同理,乙烷的热值约为52.0 kJ,丙烷的热值约为50.5 kJ,丁烷的热值约为49.6 kJ,故热值最高的是甲烷。
2.(2026·长沙高二统考)工业上处理含CO、SO2烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为S和CO2。已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296 kJ/mol;则该条件下2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)的ΔH等于( )
A.-270 kJ/mol B.+26 kJ/mol
C.-582 kJ/mol D.+270 kJ/mol
解析:选A。已知:①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol;②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296 kJ/mol,根据盖斯定律,由①-②可得2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ/mol。
3.(2026·河北名校联盟高二期末)氢气是具有发展前景的绿色能源,科研人员研究通过多种途径获取氢气,以下是其中三种途径:
①光照催化水分解:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水高温反应:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水高温反应:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol-1
下列说法或热化学方程式正确的是( )
A.已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-659.6 kJ·mol-1
B.2CH4(g)+2H2O(g)===2CO(g)+6H2(g) ΔH=+206.1 kJ·mol-1
C.如果反应③使用催化剂,则ΔH3减小
D.反应C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1
解析:选D。根据反应①的逆反应和水的蒸发焓变计算,2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,A错误;根据盖斯定律,由2×反应③可得2CH4(g)+2H2O(g)===2CO(g)+6H2(g) ΔH=+412.2 kJ·mol-1,B错误;催化剂只改变反应速率,不改变反应焓变,故ΔH3不变,C错误;根据盖斯定律,由反应②-反应③可得C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1,D正确。
4.(2026·平顶山高二期末)已知CO(g)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热ΔH分别为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1和-c kJ·mol-1,则反应2CO(g)+2H2(g)===CH3COOH(l)的ΔH为( )
A.(c-2a-2b) kJ·mol-1
B.(2a+2b-c) kJ·mol-1
C.(c+2a-2b) kJ·mol-1
D.(c+2a+2b) kJ·mol-1
解析:选A。CO(g)燃烧热的热化学方程式为①CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1;H2(g)燃烧热的热化学方程式为②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1;CH3COOH(l)燃烧热的热化学方程式为③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①×2+②×2-③可得反应2CO(g)+2H2(g)===CH3COOH(l) ΔH=(-a kJ·mol-1)×2+(-b kJ·mol-1)×2-(-c kJ·mol-1)=(c-2a-2b) kJ·mol-1。
5.若存在A~F六种物质在一定条件下按如下图所示能量循环图进行相互转换。下列说法错误的是( )
A.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
B.ΔH7=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH5=ΔH7-ΔH4-ΔH6
D.│ΔH1+ΔH2+ΔH3│=│ΔH4+ΔH5+ΔH6│
解析:选B。根据盖斯定律并结合题图可知,-ΔH7=ΔH1+ΔH2+ΔH3,ΔH7=ΔH4+ΔH5+ΔH6,故ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,ΔH5=ΔH7-ΔH4-ΔH6,│ΔH1+ΔH2+ΔH3│=│ΔH4+ΔH5+ΔH6│,A、C、D正确,B错误。
6.(2026·德州高二月考)已知弱碱MOH的电离方程式为MOH⥫⥬M++OH-,MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的反应热ΔH=-24.2 kJ·mol-1,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。MOH在水溶液中电离的ΔH为( )
A.-69.4 kJ·mol-1 B.-45.2 kJ·mol-1
C.+69.4 kJ·mol-1 D.+45.2 kJ·mol-1
解析:选D。弱碱 MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成 1 mol 正盐的热化学方程式为2MOH(aq)+H2SO4(aq)===M2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2 kJ·mol-1,故①MOH(aq)+H+(aq)===M+(aq)+H2O(l) ΔH1=-12.1 kJ·mol-1;强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH2=-57.3 kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①-②可得MOH(aq)⥫⥬M+(aq)+OH-(aq) ΔH=ΔH1-ΔH2=(-12.1 kJ·mol-1)-(-57.3 kJ·mol-1)=+45.2 kJ·mol-1。
7.
(2026·温州高二联考)几种物质间的转化焓变如右图所示,下列说法不正确的是( )
A.ΔH3>ΔH4
B.ΔH1>ΔH6
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
D.H—H的键能为ΔH2
解析:选D。氧气分子转化为两个氧原子的过程需要断裂化学键,吸收能量,所以ΔH3>0,氢原子和氧原子生成水分子的过程有新化学键的形成,释放能量,所以ΔH4<0,故ΔH3>ΔH4,A正确;气态水的能量高于液态水,所以液态水分解为氢气和氧气的过程吸热更多,故ΔH1>ΔH6,B正确;ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5为反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的焓变,而ΔH1为其逆反应的焓变,二者数值相等,符号相反,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,C正确;ΔH2为2 mol 氢气断裂2 mol H—H所需要的能量,D错误。
8.一定条件下,红磷在氯气中燃烧的产物有两种(PCl3和PCl5),反应过程中的能量变化关系如下图所示。回答下列问题:
(1)反应PCl3(g)+Cl2(g)===PCl5(g)的ΔH为____________。
(2)写出固态红磷在一定量的Cl2中燃烧生成气态PCl3的热化学方程式:______________________________________________________。
(3)6.2 g红磷在8.96 L(标准状况)Cl2中恰好完全反应生成气态物质时,放出的热量为________kJ。
(4)白磷(P4)在O2中燃烧有如下转化关系。
其中ΔH3=__________(用含ΔH1和ΔH2的代数式表示)。
(5)红磷与白磷互为__________(填“同位素”或“同素异形体”),等质量的红磷和白磷分别在氧气中完全燃烧,两者放出的热量__________(填“相同”或“不同”)。
解析:(1)由题图可知,1 mol PCl3和1 mol Cl2的总能量高于1 mol PCl5的能量,该反应是放热反应,反应PCl3(g)+Cl2(g)===PCl5(g)的ΔH=-93 kJ·mol-1。
(2)固态红磷在一定量的Cl2中燃烧生成气态PCl3的反应为P(s)+Cl2(g)===PCl3(g),由题图可知ΔH=-(399-93) kJ·mol-1=-306 kJ·mol-1,则热化学方程式为P(s)+Cl2(g)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1。
(3)6.2 g红磷的物质的量为=0.2 mol,标准状况下8.96 L Cl2的物质的量为=0.4 mol,由P(s)+Cl2(g)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1可知,0.2 mol红磷消耗0.3 mol氯气放出61.2 kJ热量,剩余0.1 mol氯气参与反应PCl3(g)+Cl2(g)===PCl5(g) ΔH=-93 kJ·mol-1,放出9.3 kJ热量,则共放出(61.2+9.3) kJ=70.5 kJ热量。
(4)根据盖斯定律,ΔH3=ΔH1+ΔH2。
(5)红磷与白磷都是由P元素形成的不同单质,互为同素异形体,二者转化时存在能量转化,则等质量的红磷和白磷具有的能量不同,在氧气中完全燃烧生成P2O5(s)时放出的热量不同。
答案:(1)-93 kJ·mol-1 (2)P(s)+Cl2(g)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1 (3)70.5
(4)ΔH1+ΔH2 (5)同素异形体 不同
9.(2026·广州执信中学高二月考)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ热量
C.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D.已知常温常压下1 mol H2与1 mol I2充分反应放出14.9 kJ热量,则该过程的热化学方程式为H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g) ΔH=-14.9 kJ·mol-1
解析:选A。碳完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放的热量更多,ΔH更小,因此ΔH1<ΔH2,A正确;醋酸是弱酸,电离需吸热,导致中和反应放热量小于57.3 kJ,B错误;ΔH仅与始态和终态有关,与反应条件无关,在光照和点燃条件下的ΔH相同,C错误;14.9 kJ是实际反应放热量,而热化学方程式的ΔH应基于完全反应的理论值,题中反应为可逆反应,因此理论放出的热量大于14.9 kJ,则ΔH<-14.9 kJ·mol-1,D错误。
10.(2026·庆阳高二调研)已知一定条件下的热化学方程式:2KNO3(s)===2KNO2(s)+O2(g) ΔH=+58 kJ/mol,C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol。为提供分解1 mol KNO3所需的能量,理论上需完全燃烧碳的物质的量为( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
解析:选B。根据热化学方程式2KNO3(s)===2KNO2(s)+O2(g) ΔH=+58 kJ/mol,分解1 mol KNO3所需要吸收的热量为 kJ,已知C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,则需要燃烧碳的物质的量为 mol,故选B。
11.在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(下图中的ΔH表示生成1 mol 含硫产物的数据)。由下图得出的结论正确的是( )
A.S8(s)的燃烧热ΔH=-8a kJ·mol-1
B.2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1
C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
D.1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-(a+b) kJ·mol-1
解析:选A。根据燃烧热的定义及题图可知,S8(s)的燃烧热ΔH=-8a kJ·mol-1,A正确,C错误;根据题图可知,SO3(g)分解生成SO2(g)和O2(g)的反应是吸热反应,所以2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)+O2(g) ΔH=+2b kJ·mol-1,B错误;根据盖斯定律及题图可知,由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH=-8(a+b) kJ·mol-1,D错误。
12.(2026·福州高二月考)研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,发生的反应为2H2S(g)⥫⥬2H2(g)+S2(g) ΔH,已知:①H2S(g)⥫⥬H2(g)+S(g) ΔH1;②2S(g)⥫⥬S2(g) ΔH2,则ΔH=________(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成SO,两步反应的能量变化示意图如下:
则2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH=________kJ·mol-1。1 mol H2S(g)全部被氧化为SO(aq)的热化学方程式为
______________________________________________________。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图丙所示。
①该循环过程中Fe3+的作用是____________,图示总反应的化学方程式为______________________________________________________。
②已知上述总反应生成1 mol H2O(l)时放出a kJ热量,则该总反应中转移NA个电子时,放出________kJ热量(用含a的式子表示)。
解析:(1)根据盖斯定律,由2×①+②可得2H2S(g)⥫⥬2H2(g)+S2(g),则ΔH=2ΔH1+ΔH2。
(2)由图甲可得反应Ⅰ:H2S(g)+O2(g)===S(s)+H2O(g) ΔH1=-221.19 kJ·mol-1;则2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH=-442.38 kJ·mol-1;由图乙可得反应Ⅱ:S(s)+O2(g)+H2O(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH2=-585.20 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由Ⅰ+Ⅱ可得:H2S(g)+2O2(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2=(-221.19 kJ·mol-1)+(-585.20 kJ·mol-1)=-806.39 kJ·mol-1。
(3)①该循环过程中,Fe3+在反应ii中作反应物,在反应iii中作产物,总过程中作催化剂;总反应的化学方程式为2H2S+O22S↓+2H2O。
②生成1 mol H2O(l)时放出a kJ热量,由总反应可知,生成1 mol水时转移2 mol电子,则转移NA个电子,即转移1 mol电子时,放出 kJ热量。
答案:(1)2ΔH1+ΔH2
(2)-442.38 H2S(g)+2O2(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39 kJ·mol-1
(3)①催化剂 2H2S+O22S↓+2H2O ②
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