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第03講 反應熱的計算
1.證據推理與模型認知：構建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質，形成運用蓋斯定律進行相關判斷或計算的思維模型。
2.科學態度與社會責任：了解蓋斯定律對反應熱測定的重要意義，增強為人類科學發展而努力的意識與社會責任感。
一、蓋斯定律
1．蓋斯定律內容
(1)實驗證明，一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應熱是相同的。換句話說，在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應進行的途徑無關。
例：下圖表示始態到終態的反應熱。
(2)蓋斯定律的意義
應用蓋斯定律可以間接計算出反應很慢的或不容易直接發生的或者伴有副反應的反應的反應熱。
2．應用蓋斯定律計算ΔH的方法
(1)“虛擬路徑”法
若反應物A變為生成物D，可以有兩個途徑：
①由A直接變成D，反應熱為ΔH；
②由A經過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如圖所示：
則：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(2)方程式疊加法
依據目標方程式中各物質的位置和化學計量數，調整已知方程式，最終加合成目標方程式，ΔH同時作出相應的調整和運算。
【特別提醒】利用蓋斯定律注意事項
利用蓋斯定律時注意以下三點：
1依據目標方程式中只在已知方程式中出現一次的物質調整已知方程式方向和化學計量數。
2每個已知方程式只能調整一次。
3ΔH與化學方程式一一對應調整和運算。
二、反應熱的計算
1．根據熱化學方程式計算
熱化學方程式中反應熱數值與各物質的化學計量數成正比。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
則＝＝＝＝。
例1.已知由氫氣和氧氣反應生成4.5 g水蒸氣時放出60.45 kJ的熱量。
(1)寫出H2燃燒的熱化學方程式。
(2)計算該條件下50 g H2燃燒放出的熱量。
【解析】(1)已知生成4.5 g水蒸氣(0.25 mol)放出60.45 kJ的熱量
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH
2 mol　　1 mol　2 mol　　|ΔH|
　　　　　　　 0.25 mol　60.45 kJ
則＝，|ΔH|＝483.6 kJ·mol－1，
由于反應放熱，所以ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，
故熱化學方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。
(2)50 g H2的物質的量為＝25 mol，
50 g H2放出熱量為25 mol× kJ·mol－1＝6 045 kJ。
【答案】(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
(2)6 045 kJ
2．根據反應物、生成物的鍵能計算
ΔH＝E(反應物的鍵能總和)－E(生成物的鍵能總和)。
例2.根據鍵能數據計算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反應熱ΔH＝_____________。
化學鍵 C—H C—F H—F F—F
鍵能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155
【解析】ΔH＝E(反應物鍵能總和)－E(生成物鍵能總和)＝(4×414＋4×155－4×489－4×565) kJ·
mol－1＝－1 940 kJ·mol－1。
【答案】－1 940 kJ·mol－1
3．根據物質的燃燒熱數值計算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃燒熱)。
例3.已知丙烷的燃燒熱ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為(　　)
A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ
【答案】A
【解析】丙烷分子式是C3H8，燃燒熱為2 215 kJ·mol－1，則1 mol丙烷完全燃燒會產生4 mol水，放熱2 215 kJ，1.8 g水的物質的量為0.1 mol，則消耗丙烷的物質的量為0.025 mol，所以反應放出的熱量為0.025 mol×2 215 kJ·mol－1＝55.375 kJ，則放出的熱量約為55 kJ。
4．根據蓋斯定律計算
將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學方程式及其ΔH。
例4.CH4—CO2催化重整反應為CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1
該催化重整反應的ΔH＝________kJ·mol－1。
【解析】將題給三個反應依次編號為①②③：
C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1①
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1②
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1③
根據蓋斯定律，由③×2－①－②可得
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247 kJ·mol－1。
【答案】＋247
三、ΔH的大小比較
1．同一物質不同聚集狀態
H2O(s)===H2O(l)　ΔH1
H2O(s)===H2O(g)　ΔH2
由物質的能量E大小比較知熱量：Q12．同一反應，物質的聚集狀態不同
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
由物質的能量(E)的大小知熱量：Q1>Q2，此反應為放熱反應，則ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。
【方法技巧】
1ΔH的大小比較時包含“＋”“－”比較。
2先畫出物質的能量E的草圖，比較熱量的大小，再根據吸、放熱加上“＋”“－”進行比較。
3可逆反應的ΔH為完全反應時的值，因不能完全反應，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。
考點01 蓋斯定律及其應用
【例1】已知膽礬晶體相關的焓變如圖所示，則為
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】根據蓋斯定律可知，ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5；故選A。
【變式1-1】已知下列反應的熱化學方程式：
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036 kJ mol-1
4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ mol-1
則H2S熱分解反應的2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的ΔH4為
A．-314kJ/mol B．+170kJ/mol C．-170kJ/mol D．+314kJ/mol
【答案】B
【解析】已知①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036 kJ mol-1；②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ mol-1；③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ mol-1；根據蓋斯定律×①+×②-③可得2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的ΔH4=×(-1036 kJ mol-1)+×(+94 kJ mol-1)+484 kJ mol-1=+170 kJ mol-1；故選B。
【變式1-2】已知：弱堿MOH(aq)與H2SO4(aq)反應生成1mol正鹽的△H=-24.2kJ/mol，強酸與強堿的稀溶液的中和熱為△H=-57.3kJ/mol。則MOH在水溶液中電離的△H為
A．+45.2kJ/mol B．+69.4kJ/mol C．-69.4kJ/mol D．-45.2kJ/mol
【答案】A
【解析】弱堿MOH(aq)與 H2SO4(aq)反應生成 1 mol 正鹽的熱化學方程式為 ，則①，強酸與強堿的稀溶液反應的熱化學方程式為②。根據蓋斯定律可知，由①-②可得，則MOH在水溶液中電離的ΔH 為－12.1 kJ·mol－1－(-57.3 kJ·mol－1)=+45.2 kJ·mol-1，A正確；故選A。
考點02 ΔH大小比較
【例2】由圖分析，下列說法正確的是

A．X→Y+Z和Y+Z→X兩個反應吸收或放出的能量不等
B．X→Y+Z △H＜0
C．X具有的焓高于Y和Z具有的焓的總和
D．X→Y+Z △H＞0，則Y+Z→X △H＜0
【答案】D
【解析】A．由圖可看出，和的焓之和高于的焓，則反應一定是放熱反應，；反之，的反應一定是吸熱反應，.根據能量守恒定律，兩反應吸收和放出的能量一定相等，故A錯誤；
B．由圖可看出，Y和的焓之和高于的焓，的反應一定是吸熱反應，△H>0，故B錯誤；
C．由圖可看出，Y和的焓之和高于的焓，故C錯誤；
D．由圖可看出，Y和的焓之和高于的焓，的反應一定是吸熱反應，，同理一定是放熱反應，，故D正確；故選D。
【變式1-1】下列焓變比較正確的是
A．Na(g)-e-=Na+(g) ΔH1 K(g)-e-=K+(g) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
B．Cl(g)+e-=Cl-(g) ΔH1 Br(g)+e-=Br-(g) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
C．NaCl(g)=Na+(g)+Cl-(g) ΔH1 NaBr(g)=Na+(g)+Br-(g) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
D．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
【答案】B
【解析】A．基態的氣態原子失去最外層的1個電子所需能量叫做第一電離能，同一主族元素自上而下第一電離能逐漸減小，原子序數NaΔH2>0，A錯誤；
B．非金屬元素原子得電子釋放能量，非金屬性越強，得電子形成的陰離子越穩定，釋放出來能量越多，因為非金屬性Cl>Br，所以0<ΔH1<ΔH2，B正確；
C．構成離子晶體的陰、陽離子半徑越小，電荷數越多，離子鍵越牢固，電離斷鍵時吸收能量越多，r(Cl-)ΔH2>0，C錯誤；
D．物質不同聚集狀態能量通常是氣態>液態>固態，氫氣與氯氣反應放熱，故生成HCl(l)放出熱量更多，0>ΔH1>ΔH2，D錯誤；答案選B。
【變式1-2】已知強酸與強堿的稀溶液發生中和反應生成可溶性鹽的熱化學方程式可表示為 ，又知弱電解質的電離是吸熱過程。向1L0.5的溶液中分別加入下列物質：①稀醋酸、②濃硫酸、③稀硝酸，恰好完全反應時的焓變分別為、、，則、、的關系是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】醋酸是弱酸，電離時吸熱，濃硫酸溶于水時會放出較多熱量，故發生中和反應時放出的熱量Q(濃硫酸)＞Q (稀硝酸)＞Q (稀醋酸)，又因放熱反應的焓變為負值，所以 H2＜ H3＜ H1，故選D。
考點03 反應熱的計算
【例3】工業上合成氰化氫()的一種反應原理為：。利用下列相關化學鍵的鍵能數據，估算該反應的約為
化學鍵
鍵能/ 414 389 896 436
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=4×414+3×389-（414+896+3×436）=；
【解析】A．根據分析可得，該反應的約為，A正確；
B．根據分析可得，該反應的約為，B錯誤；
C．根據分析可得，該反應的約為，C錯誤；
D．根據分析可得，該反應的約為，D錯誤；
故選A。
【變式1-1】化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol1)：P-P：198 P-O：360 O=O：498，則反應P4(白磷)+3O2= P4O6的反應熱△H為
A．-1638 kJ·mol1 B．+1638 kJ·mol1
C．-126 kJ·mol1 D．+126 kJ·mol1
【答案】A
【解析】根據反應物鍵能之和—生成物鍵能之和，則反應的，故選A。
【變式1-2】已知下列幾種含碳化合物的轉化及能量變化關系如圖所示。
下列說法正確的是
A．
B．1完全燃燒可釋放779.7能量
C．的燃燒熱
D．1具有的能量大于1具有的能量
【答案】C
【解析】A．根據圖示， ，A錯誤；
B．根據本題所給信息無法得出1完全燃燒釋放的能量，B錯誤；
C．根據圖示，，說明的燃燒熱，C正確；
D．根據圖示可以得出1和具有的能量大于1的能量，但不能得出1具有的能量大于1具有的能量，D錯誤；
故選C。
1．假定反應體系的始態為s，終態為l，它們之間變化如圖所示：sl，則下列說法不正確的是
A．若ΔH1<0，則ΔH2>0 B．若ΔH1<0，則ΔH2<0
C．ΔH1和ΔH2的絕對值相等 D．ΔH1＋ΔH2=0
【答案】B
【解析】正逆反應的ΔH數值相等，符號相反。若ΔH1<0，則ΔH2>0，故B錯誤。故選B。
2．下列圖像分別表示有關反應的反應過程與能量變化的關系：
據此判斷下列說法正確的是
A．石墨轉變為金剛石是吸熱反應
B．白磷比紅磷穩定
C．CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH>0
D．S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1>ΔH2
【答案】A
【解析】A．根據圖①可知金剛石的能量大于石墨，所以石墨轉變為金剛石是吸熱反應，故A正確；
B．根據圖②可知白磷的能量大于紅磷，紅磷比白磷穩定，故B錯誤；
C．根據圖④可知CO(g)和H2O(g)的總能量大于CO2(g)和H2(g)的總能量，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH<0，故C錯誤；
D．根據圖③可知S(g)的能量大于S(s)，S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1<ΔH2，故D錯誤；
故選A。
3．已知： kJ·mol-1
kJ·mol-1
則反應的為
A．+519.4kJ mol-1 B．-259.7kJ mol-1 C．+259.7kJ mol-1 D．-519.4kJ mol-1
【答案】D
【解析】將已知反應依次編號為①②，由蓋斯定律可知，反應①—②得到反應，則反應△H=(-701.0kJ/mol)-(-181.6kJ/mol)= -519.4kJ/mol，故選D。
4．已知斷裂1mol化學鍵所需的能量：鍵為942、鍵為500、鍵為154，鍵為452.5，則斷裂1鍵所需的能量是
A．194 B．316 C．391 D．658
【答案】C
【解析】依據題圖分析，反應為，反應的焓變，反應的焓變=反應物斷鍵吸收的能量 生成物成鍵放出的能量，設斷裂1鍵吸收的能量為x，則，解得：；故C符合題意。
綜上所述，答案為C。
5．已知：①1molH2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量②1molCl2分子中化學鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子時釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是
A．氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的ΔH=＋183kJ·mol-1
B．氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的ΔH=-183kJ·mol-1
C．氫氣和氯氣反應生成1mol氯化氫氣體，反應的ΔH=-183kJ·mol-1
D．1molH2和1molCl2的總能量比2molHCl的總能量低183kJ
【答案】B
【解析】A．氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的ΔH=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，A錯誤；
B．氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的ΔH=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，B正確；
C．氫氣和氯氣反應生成1mol氯化氫氣體，反應的ΔH=-91.5kJ/mol，C錯誤；
D．1mol氫氣和1mol氯氣反應生成2molHCl，放熱183kJ，因此1mol氫氣和1mol氯氣的總能量比2molHCl的總能量高183kJ，D錯誤；
故答案選B。
6．由下列鍵能數據大小，不能得出的事實是
化學鍵 O－H H－H O－O
鍵能kJ·mol-1 463 436 498.3
A．1molH2和molO2總能量大于1molH2O總能量
B．斷開1molH2中的化學鍵所吸收的能量是436kJ
C．H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH= 240.85kJ·mol-1
D．生成1molH2O的化學鍵所放出熱量是463kJ
【答案】D
【分析】反應焓變等于反應物鍵能和減去生成物鍵能和，則H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=（436 kJ·mol-1）+×（498.3 kJ·mol-1）-2×（463 kJ·mol-1）= 240.85kJ·mol-1；
【解析】A．由分析可知，反應放熱，則反應物能量和大于生成物能量和，A正確；
B．1分子氫氣中含有1個H-H鍵，斷開1molH2中的化學鍵所吸收的能量是436kJ，B正確；
C．由分析可知，H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH= 240.85kJ·mol-1，C正確；
D．1分子水中含有2個O-H鍵，生成1molH2O的化學鍵所放出熱量是2×463kJ，D錯誤；
故選D。
7．已知：①
②
③
④
下列說法正確的是
A．、
B．
C．
D．、、分別對應為、、的燃燒熱
【答案】C
【解析】A．反應①和反應③都是燃燒反應，都是放熱反應，所以△H1<0、△H3<0，故A錯誤；
B．反應①-反應②-反應③=反應④，方程式相加減，焓變也是，△H4=△H1-ΔH2-ΔH3，故B錯誤；
C．反應④=反應①-反應②-反應③，反應④為吸熱反應，△H4=△H1-ΔH2-ΔH3>0，△H2+ △H3<△H1，故C正確；
D．標準燃燒熱是指在101kPa時，1mol物質完全燃燒的反應熱，題中H2燃燒的產物為氣體，應該是生成液態水，故D錯誤；
故本題選C。
8．在25 ℃、101 kPa下，1 g乙醇燃燒生成CO2和液態水時放熱29.71 kJ，下列熱化學方程式正確的是
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=＋1 366.7 kJ·mol-1
B．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-1 366.7 kJ·mol-1
C．C2H5OH(l)＋O2(g)=CO2＋H2O(l)　ΔH=-29.71 kJ·mol-1
D．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-29.71 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A．乙醇燃燒是放熱反應，ΔH應為“-”，A錯誤；
B．1 g C2H5OH燃燒放出29.71 kJ熱量，則1 mol(46 g)C2H5OH燃燒放出的熱量為1 366.7 kJ，B正確；
C．1 g C2H5OH燃燒放出29.71 kJ熱量，則molC2H5OH的質量為23g，燃燒放出熱量應為683.35 kJ，C錯誤；
D．熱化學方程式中1mol C2H5OH，燃燒放出熱量應為1 366.7kJ，D錯誤；
故選B。
9．硫酸是基礎化學工業的重要產品，下列為接觸法制硫酸的反應：
①4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g)　ΔH=-3 412 kJ·mol-1
②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)　ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列說法正確的是
A．反應②中使用催化劑越多釋放出的熱量越大
B．反應①中1 mol FeS2(s)參與反應放出的熱量為3 412 kJ
C．64 g SO2與1 mol O2在密閉容器中發生反應釋放出98.3 kJ熱量
D．FeS2生成H2SO4的熱化學方程式可表示為2FeS2(s)＋O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)　ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A．催化劑不影響反應熱大小，A項錯誤；
B．反應①中1 mol FeS2(s)參與反應放出的熱量為kJ=853 kJ，B項錯誤；
C．由于反應②屬于可逆反應，故1 mol SO2不能完全轉化為SO3，釋放出的熱量小于98.3 kJ，C項錯誤；
D．根據蓋斯定律，由①＋2×②＋4×③可得：2FeS2(s)＋O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)　ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1，D項正確；
故選：D。
10．下，．下列說法不正確的是
A．液態水變為水蒸氣破壞的是分子間作用力
B．水分解為氫氣和氧氣，斷鍵吸收的總能量大于成鍵放出的總能量
C．標準狀況下，水中含共用電子對總數為
D．下，
【答案】C
【解析】A．液態水變為水蒸氣是氣化，破壞的是分子間作用力，A正確；
B．水分解是吸熱反應，斷鍵吸收的總能量大于成鍵放出的總能量，B正確；
C．標準狀況下，水不是氣態，不能用氣體摩爾體積進行相關計算，C錯誤；
D．由液態變為氣態要吸收熱量，故氣態水分解吸收熱量更少，ΔH<+285.8kJ/mol，D正確；
故答案選C。
11．下列熱化學相關的描述正確的是
A．在光照和點燃條件下不同
B．已知 ， ，則
C．表示的燃燒熱：
D．一定條件下 ，則和置于密閉容器中充分反應放熱
【答案】B
【解析】A．在光照和點燃條件下都能發生反應，且相同，A不正確；
B．已知 ， ，由于SO2(g)=SO2(l) △H＜0，所以＜△H2，B正確；
C．表示的燃燒熱時，NH3(g)的化學計量數應為“1”，且水應呈液態，C不正確；
D．一定條件下 ，由于反應可逆，將和置于密閉容器中充分反應，放熱小于，D不正確；
故選B。
12．已知中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量，中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量，中的化學鍵形成時釋放的能量，與反應生成的熱化學方程式為
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】斷裂1 molN2(g)和1 molO2(g)中化學鍵吸收能量分別為946kJ、498kJ，形成1 mol NO(g)中化學鍵釋放出632kJ能量。反應N2(g)+O2(g)=2NO(g)中，斷裂反應物中化學鍵吸收總能量為946kJ+498kJ=1444kJ，形成反應物中化學鍵釋放的總能量為632kJ×2=1264kJ，則該反應是吸熱反應，二者的能量差為1444kJ-1264kJ=180kJ，故△H=+180 kJ/mol，與反應生成的熱化學方程式為，故選D。
13．下列說法或表示方法正確的是
A．等物質的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多
B．由 可知，金剛石比石墨穩定
C．在101 kPa時，2 g 完全燃燒生成液態水，放出285.8 kJ熱量，則表示氫氣摩爾燃燒焓的熱化學方程式為
D．在稀溶液中，，若將含0.5 mol的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ
【答案】D
【解析】A．S(s)=S(g) △H>0，因此前者放出熱量多，故A錯誤；
B．此反應是吸熱反應，石墨的能量低于金剛石，能量越低，物質越穩定，因此石墨穩定，故B錯誤；
C．燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物所放出的熱量，反應熱應是△H=－285.8×2kJ·mol－1=－571.6kJ·mol－1，故C錯誤。
D．濃硫酸遇水放出熱量，因此和NaOH反應產生的熱效應大于57.3kJ，故D正確；
故選：D。
14． CH4在一定條件下可發生如圖所示的一系列反應。下列說法不正確的是

A．ΔH3=ΔH2-ΔH5 B．ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 C．ΔH1>ΔH5 D．ΔH4>0
【答案】A
【解析】A．由蓋斯定律可知，ΔH3+ΔH2=ΔH5，則ΔH3=ΔH5-ΔH2，A錯誤；
B．由蓋斯定律可知，ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4，B正確；
C．液態水的能量低于氣態水的能量，故ΔH1>ΔH5，C正確；
D．液態水的能量變為氣態水需要吸收能量，故ΔH4>0，D正確；
故選A。
15．已知下列熱化學方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1=-24.8kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2=-47.19kJ·mol-1
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3=640.4kJ·mol-1
則14gCO氣體還原足量FeO固體得到Fe單質和CO2氣體時對應的ΔH約為
A．-218kJ·mol-1 B．-109kJ·mol-1 C．109kJ·mol-1 D．218kJ·mol-1
【答案】B
【解析】根據蓋斯定律，由①-[②+③×2]×，把結果除以2化簡后，得FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218kJ·mol-1，14gCO的物質的量為0.5mol，反應放熱為218kJ×0.5=109kJ，即ΔH=-109kJ·mol-1。
答案選B。
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第03講 反應熱的計算
1.證據推理與模型認知：構建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質，形成運用蓋斯定律進行相關判斷或計算的思維模型。
2.科學態度與社會責任：了解蓋斯定律對反應熱測定的重要意義，增強為人類科學發展而努力的意識與社會責任感。
一、蓋斯定律
1．蓋斯定律內容
(1)實驗證明，一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應熱是 。換句話說，在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的 和 有關，而與反應進行的 無關。
例：下圖表示始態到終態的反應熱。
(2)蓋斯定律的意義
應用蓋斯定律可以間接計算出反應很慢的或不容易直接發生的或者伴有副反應的反應的反應熱。
2．應用蓋斯定律計算ΔH的方法
(1)“虛擬路徑”法
若反應物A變為生成物D，可以有兩個途徑：
①由A直接變成D，反應熱為ΔH；
②由A經過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如圖所示：
則：ΔH＝ 。
(2)方程式疊加法
依據目標方程式中各物質的位置和化學計量數，調整已知方程式，最終加合成目標方程式，ΔH同時作出相應的調整和運算。
【特別提醒】利用蓋斯定律注意事項
利用蓋斯定律時注意以下三點：
1依據目標方程式中只在已知方程式中出現一次的物質調整已知方程式方向和化學計量數。
2每個已知方程式只能調整一次。
3ΔH與化學方程式一一對應調整和運算。
二、反應熱的計算
1．根據熱化學方程式計算
熱化學方程式中反應熱數值與各物質的化學計量數成正比。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
則＝＝＝＝。
例1.已知由氫氣和氧氣反應生成4.5 g水蒸氣時放出60.45 kJ的熱量。
(1)寫出H2燃燒的熱化學方程式。
(2)計算該條件下50 g H2燃燒放出的熱量。
2．根據反應物、生成物的鍵能計算
ΔH＝E(反應物的鍵能總和)－E(生成物的鍵能總和)。
例2.根據鍵能數據計算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反應熱ΔH＝_____________。
化學鍵 C—H C—F H—F F—F
鍵能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155
3．根據物質的燃燒熱數值計算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃燒熱)。
例3.已知丙烷的燃燒熱ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為(　　)
A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ
4．根據蓋斯定律計算
將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學方程式及其ΔH。
例4.CH4—CO2催化重整反應為CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1
該催化重整反應的ΔH＝________kJ·mol－1。
三、ΔH的大小比較
1．同一物質不同聚集狀態
H2O(s)===H2O(l)　ΔH1
H2O(s)===H2O(g)　ΔH2
由物質的能量E大小比較知熱量：Q12．同一反應，物質的聚集狀態不同
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
由物質的能量(E)的大小知熱量：Q1>Q2，此反應為放熱反應，則ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。
【方法技巧】
1ΔH的大小比較時包含“＋”“－”比較。
2先畫出物質的能量E的草圖，比較熱量的大小，再根據吸、放熱加上“＋”“－”進行比較。
3可逆反應的ΔH為完全反應時的值，因不能完全反應，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。
考點01 蓋斯定律及其應用
【例1】已知膽礬晶體相關的焓變如圖所示，則為
A． B．
C． D．
【變式1-1】已知下列反應的熱化學方程式：
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036 kJ mol-1
4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ mol-1
則H2S熱分解反應的2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)的ΔH4為
A．-314kJ/mol B．+170kJ/mol C．-170kJ/mol D．+314kJ/mol
【變式1-2】已知：弱堿MOH(aq)與H2SO4(aq)反應生成1mol正鹽的△H=-24.2kJ/mol，強酸與強堿的稀溶液的中和熱為△H=-57.3kJ/mol。則MOH在水溶液中電離的△H為
A．+45.2kJ/mol B．+69.4kJ/mol C．-69.4kJ/mol D．-45.2kJ/mol
考點02 ΔH大小比較
【例2】由圖分析，下列說法正確的是

A．X→Y+Z和Y+Z→X兩個反應吸收或放出的能量不等
B．X→Y+Z △H＜0
C．X具有的焓高于Y和Z具有的焓的總和
D．X→Y+Z △H＞0，則Y+Z→X △H＜0
【變式1-1】下列焓變比較正確的是
A．Na(g)-e-=Na+(g) ΔH1 K(g)-e-=K+(g) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
B．Cl(g)+e-=Cl-(g) ΔH1 Br(g)+e-=Br-(g) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
C．NaCl(g)=Na+(g)+Cl-(g) ΔH1 NaBr(g)=Na+(g)+Br-(g) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
D．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l) ΔH2 ΔH1＜ΔH2
【變式1-2】已知強酸與強堿的稀溶液發生中和反應生成可溶性鹽的熱化學方程式可表示為 ，又知弱電解質的電離是吸熱過程。向1L0.5的溶液中分別加入下列物質：①稀醋酸、②濃硫酸、③稀硝酸，恰好完全反應時的焓變分別為、、，則、、的關系是
A． B．
C． D．
考點03 反應熱的計算
【例3】工業上合成氰化氫()的一種反應原理為：。利用下列相關化學鍵的鍵能數據，估算該反應的約為
化學鍵
鍵能/ 414 389 896 436
A． B．
C． D．
【變式1-1】化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol1)：P-P：198 P-O：360 O=O：498，則反應P4(白磷)+3O2= P4O6的反應熱△H為
A．-1638 kJ·mol1 B．+1638 kJ·mol1
C．-126 kJ·mol1 D．+126 kJ·mol1
【變式1-2】已知下列幾種含碳化合物的轉化及能量變化關系如圖所示。
下列說法正確的是
A．
B．1完全燃燒可釋放779.7能量
C．的燃燒熱
D．1具有的能量大于1具有的能量
1．假定反應體系的始態為s，終態為l，它們之間變化如圖所示：sl，則下列說法不正確的是
A．若ΔH1<0，則ΔH2>0 B．若ΔH1<0，則ΔH2<0
C．ΔH1和ΔH2的絕對值相等 D．ΔH1＋ΔH2=0
2．下列圖像分別表示有關反應的反應過程與能量變化的關系：
據此判斷下列說法正確的是
A．石墨轉變為金剛石是吸熱反應
B．白磷比紅磷穩定
C．CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH>0
D．S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1>ΔH2
3．已知： kJ·mol-1
kJ·mol-1
則反應的為
A．+519.4kJ mol-1 B．-259.7kJ mol-1 C．+259.7kJ mol-1 D．-519.4kJ mol-1
4．已知斷裂1mol化學鍵所需的能量：鍵為942、鍵為500、鍵為154，鍵為452.5，則斷裂1鍵所需的能量是
A．194 B．316 C．391 D．658
5．已知：①1molH2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量②1molCl2分子中化學鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子時釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是
A．氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的ΔH=＋183kJ·mol-1
B．氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的ΔH=-183kJ·mol-1
C．氫氣和氯氣反應生成1mol氯化氫氣體，反應的ΔH=-183kJ·mol-1
D．1molH2和1molCl2的總能量比2molHCl的總能量低183kJ
6．由下列鍵能數據大小，不能得出的事實是
化學鍵 O－H H－H O－O
鍵能kJ·mol-1 463 436 498.3
A．1molH2和molO2總能量大于1molH2O總能量
B．斷開1molH2中的化學鍵所吸收的能量是436kJ
C．H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH= 240.85kJ·mol-1
D．生成1molH2O的化學鍵所放出熱量是463kJ
7．已知：①
②
③
④
下列說法正確的是
A．、
B．
C．
D．、、分別對應為、、的燃燒熱
8．在25 ℃、101 kPa下，1 g乙醇燃燒生成CO2和液態水時放熱29.71 kJ，下列熱化學方程式正確的是
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=＋1 366.7 kJ·mol-1
B．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-1 366.7 kJ·mol-1
C．C2H5OH(l)＋O2(g)=CO2＋H2O(l)　ΔH=-29.71 kJ·mol-1
D．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-29.71 kJ·mol-1
9．硫酸是基礎化學工業的重要產品，下列為接觸法制硫酸的反應：
①4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g)　ΔH=-3 412 kJ·mol-1
②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)　ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列說法正確的是
A．反應②中使用催化劑越多釋放出的熱量越大
B．反應①中1 mol FeS2(s)參與反應放出的熱量為3 412 kJ
C．64 g SO2與1 mol O2在密閉容器中發生反應釋放出98.3 kJ熱量
D．FeS2生成H2SO4的熱化學方程式可表示為2FeS2(s)＋O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)　ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1
10．下，．下列說法不正確的是
A．液態水變為水蒸氣破壞的是分子間作用力
B．水分解為氫氣和氧氣，斷鍵吸收的總能量大于成鍵放出的總能量
C．標準狀況下，水中含共用電子對總數為
D．下，
11．下列熱化學相關的描述正確的是
A．在光照和點燃條件下不同
B．已知 ， ，則
C．表示的燃燒熱：
D．一定條件下 ，則和置于密閉容器中充分反應放熱
12．已知中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量，中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量，中的化學鍵形成時釋放的能量，與反應生成的熱化學方程式為
A．
B．
C．
D．
13．下列說法或表示方法正確的是
A．等物質的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多
B．由 可知，金剛石比石墨穩定
C．在101 kPa時，2 g 完全燃燒生成液態水，放出285.8 kJ熱量，則表示氫氣摩爾燃燒焓的熱化學方程式為
D．在稀溶液中，，若將含0.5 mol的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ
14． CH4在一定條件下可發生如圖所示的一系列反應。下列說法不正確的是

A．ΔH3=ΔH2-ΔH5 B．ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 C．ΔH1>ΔH5 D．ΔH4>0
15．已知下列熱化學方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1=-24.8kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2=-47.19kJ·mol-1
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3=640.4kJ·mol-1
則14gCO氣體還原足量FeO固體得到Fe單質和CO2氣體時對應的ΔH約為
A．-218kJ·mol-1 B．-109kJ·mol-1 C．109kJ·mol-1 D．218kJ·mol-1
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