資源簡介

第34講　反應熱的測定與計算　能源
1.了解燃燒熱的概念及能源利用的意義。
2．了解中和反應反應熱的測定方法。
3．掌握蓋斯定律的內容及意義，并能進行有關反應熱的計算。
考點一　反應熱的測定　燃燒熱　能源
1.中和熱及其測定
(1)中和熱
①概念：在稀溶液中，強酸和強堿發生中和反應生成1 mol H2O(l)時所放出的熱量。
②用熱化學方程式表示為：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)測定原理
ΔH＝－。
【師說·助學】　公式中的物理量：c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質的量。稀溶液的密度用1 g·mL－1進行計算。
(3)裝置如圖
(4)實驗步驟
①絕熱裝置組裝→②量取一定體積酸、堿稀溶液→③測反應前酸、堿液溫度→④測混合酸、堿液反應時最高溫度→⑤重復2～3次實驗→⑥求平均溫度差(t終－t始)→⑦計算中和反應反應熱ΔH。
(5)注意事項
①隔熱層及杯蓋的作用是保溫、隔熱，減少熱量損失。
②溫度計測量完鹽酸溫度后，要用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。
③為保證酸、堿完全中和，常采用堿稍稍過量。
2．燃燒熱
(1)燃燒熱
101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的能量。單位為kJ·mol－1。
(2)對完全燃燒的理解
燃燒元素 C H S N
指定產物及狀態 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
3.燃料的選擇　能源
(1)選擇原則
(2)能源分類
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．實驗時可用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反應的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．在測定中和反應反應熱的實驗中，應把NaOH溶液分多次倒入：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．為測定反應H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以選用0.1 mol·L－1 NaHSO4溶液和0.1 mol·L－1 NaOH溶液進行實驗：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例1 [2022·海南卷，16(1)]已知：電解液態水制備1 mol O2(g)，電解反應的ΔH＝。由此計算H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。
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【師說·延伸】　以典例1為例，細說描述燃燒熱的兩種方式：
①H2(g)的燃燒熱為286 kJ·mol－1；②H2(g)的燃燒熱ΔH＝－286 kJ·mol－1。
典例2 [2020·全國卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定條件可發生如下反應：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相關物質的燃燒熱數據如表所示：
物質 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
則ΔH1＝________ kJ·mol－1。
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【對點演練】
考向一　能源的開發與利用
1．據某網報道，歐洲一集團公司擬在太空建立巨大的集光裝置，把太陽光變成激光用于分解海水制氫，其反應可表示為2H2OTiO22H2↑＋O2↑。有下列幾種說法，其中敘述正確的是(　　)
①水分解反應是放熱反應
②若用生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應生成甲醇儲存起來，可改善生存條件
③使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應
④氫氣是一級能源
A．①②　　B．③④ C．②③　　D．①②③④
2．為消除目前燃料燃燒時產生的環境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。
下列說法正確的是(　　)
A．H2O的分解反應是放熱反應
B．氫能源已被普遍使用
C．2 mol液態H2O具有的能量低于2 mol H2和1 mol O2的總能量
D．氫氣不易儲存和運輸，無開發利用價值
考向二　表示燃燒熱、中和熱的熱化學方程式
3．25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的中和熱為57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)
(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
4．CH3OH(l)汽化時吸收的熱量為27 kJ·mol－1，CH3OH(g)的燃燒熱為677 kJ·mol－1，請寫出CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．油酸甘油酯(相對分子質量為884)在體內代謝時可發生如下反應：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)。已知燃燒1 kg該化合物釋放出3.8×104 kJ熱量，油酸甘油酯的燃燒熱為(　　)
A．3.8×104 kJ·mol－1
B．－3.8×104 kJ·mol－1
C．3.4×104 kJ·mol－1
D．－3.4×104 kJ·mol－1
反應熱規范答題指導
(1)描述反應熱時，無論是用“反應熱”“焓變”表示還是用ΔH表示，其后所跟數值都需要帶“＋”“－”符號。如：某反應的反應熱(或焓變)為ΔH＝－Q kJ·mol－1或ΔH＝＋Q kJ·mol－1。
(2)由于中和反應和燃燒均是放熱反應，表示中和熱和燃燒熱時可不帶“－”號。如：某物質的燃燒熱為ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。
考向三　中和反應反應熱的測定
6．利用如圖所示裝置測定中和反應反應熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液的最高溫度。回答下列問題：
(1)NaOH溶液稍過量的原因是________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正確操作是________(填字母，下同)。
A．沿玻璃棒緩慢倒入 　　B．分三次倒入
C．一次迅速倒入
(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________。
A．用溫度計小心攪拌
B．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯
D．用套在溫度計上的玻璃攪拌器輕輕地攪動
(4)現將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3、則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為________________。
(5)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。為了計算中和反應反應熱，某學生實驗記錄數據如下：
依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和反應反應熱ΔH≈________(結果保留一位小數)。
考點二　蓋斯定律
1.蓋斯定律：不管化學反應分一步完成或幾步完成，最終的反應熱相同。化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，與反應途徑無關。
2．“蓋斯定律”型反應熱(焓變)的運算規則
熱化學方程式 方程式 系數關系 焓變之間的關系
反應Ⅰ：aA(g)===B(g)　ΔH1 反應Ⅱ：B(g)===aA(g)　ΔH2 Ⅰ＝－Ⅱ ΔH1＝－ΔH2
反應Ⅰ：aA(g)===B(g)　ΔH1 反應Ⅱ：A(g)===1/aB(g)　ΔH2 Ⅰ＝a×Ⅱ ΔH1＝a×ΔH2
/ ΔH＝ΔH1＋ΔH2 或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
【教考銜接】
典例1 [2023·湖南卷，16(1)]已知下列反應的熱化學方程式：
①C6H5C2H5(g)＋O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1
②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===
8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
計算反應④C6H5C2H5(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)
的ΔH4＝________ kJ·mol－1。
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【師說·延伸】　概括為：察唯一、定加減、調系數、做運算。
典例2 [2022·山東卷，20(1)]利用γ 丁內酯(BL)制備1，4 丁二醇(BD)，反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和1 丁醇(BuOH)的副反應，涉及反應如下：
已知：因反應Ⅰ在高壓H2氛圍下進行，故H2壓強近似等于總壓。以5.0×10－3 mol BL或BD為初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高壓H2氛圍下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以BL為原料，體系向環境放熱X kJ；以BD為原料，體系從環境吸熱Y kJ。忽略副反應熱效應，反應Ⅰ焓變ΔH(493 K，3.0×103 kPa)＝________ kJ·mol－1。
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【師說·延伸】　可逆反應的反應熱(ΔH)與可逆無關，是指給定反應物完全轉化時的反應熱。
【對點演練】
考向一　利用蓋斯定律計算反應熱
1．硫碘循環分解水是一種高效、環保的制氫方法，其流程圖如圖。
已知：
反應Ⅰ：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋572 kJ·mol－1
反應Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1
反應Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
則反應SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝____________。
考向二　反應熱大小比較
2．試比較下列各組ΔH的大小。
(1)同一反應，生成物狀態不同時
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0
則ΔH1________(填“>”“<”或“＝”，下同)ΔH2。
(2)同一反應，反應物狀態不同時
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0
則ΔH1________ΔH2。
(3)兩個有聯系的不同反應相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2<0
則ΔH1________ΔH2。
3．[2024·河北唐縣模擬]室溫下，將1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應為ΔH3。下列判斷正確的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3
B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
考向三　根據蓋斯定律確定熱化學方程式
4．NOx是造成大氣污染的主要物質，用還原法將其轉化為無污染的物質，對于消除環境污染有重要意義。
已知：2C(s)＋O2(g) 2CO(g)　ΔH1＝－221.0 kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g) 2NO (g)　ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1
2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH3＝－746.0 kJ·mol－1
則用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學方程式為：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．含碳化合物在生產生活中廣泛存在，Andren Dasic等提出在M＋的作用下以N2O為氧化劑可以氧化乙烯生成乙醛，催化體系氧化還原循環如圖所示，請回答下列問題。
已知N2O(g)＋M＋(s)===N2(g)＋MO＋(s)　ΔH1＝＋678 kJ·mol－1
MO＋(s)＋C2H4(g)===C2H4O(g)＋M＋(s)　ΔH2＝－283 kJ·mol－1
請寫出在M＋的作用下以N2O為氧化劑氧化乙烯生成乙醛的熱化學方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向四　蓋斯定律在能量圖像中的應用
6．氨的合成是重要的化工生產之一。工業上合成氨用的H2有多種制取方法：
①用焦炭跟水反應：
C(s)＋H2O(g)高溫CO(g)＋H2(g)；
②用天然氣跟水蒸氣反應：
CH4(g)＋H2O(g)催化劑,高溫CO(g)＋3H2(g)。
已知有關反應的能量變化如圖所示，且方法②的反應只能在高溫條件下發生，則方法②中反應的ΔH＝____________ kJ·mol－1。
微專題12 反應熱計算模型
【典題示例】
典例[2024·河北石家莊檢測節選]甲烷作為燃料，廣泛應用于民用和工業中；作為化工原料，甲烷可以用來生產一系列化工有機物。CO2加氫制甲烷的反應如下：
反應①　CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－164.7 kJ·mol－1；
反應②　CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2。
100 kPa下，由最穩定單質生成1 mol物質B的焓變，叫做物質B的標準摩爾生成焓)。298 K，幾種氣態物質的標準摩爾生成焓如下表。則ΔH2＝________ kJ·mol－1。
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【師說·延伸】　計算反應熱模型構建
【對點演練】
1．[2024·湖北武漢檢測節選]甲醇制烯烴是一項非石油路線烯烴生產技術，可以減少我國對石油進口的依賴。甲醇制烯烴的反應是不可逆反應，烯烴產物之間存在如下轉化關系：
反應Ⅰ.2C3H6(g) 3C2H4(g)　ΔH1＝＋117 kJ·mol－1；
反應Ⅱ.3C4H8(g) 4C3H6(g)　ΔH2＝＋78 kJ·mol－1；
反應Ⅲ.C4H8(g) 2C2H4(g)　ΔH3。
①則反應Ⅲ的ΔH3＝________ kJ·mol－1。
②甲醇制丙烯的反應為3CH3OH(g)===C3H6(g)＋3H2O(g)，速率常數k與反應溫度T的關系遵循Arrhenius方程，實驗數據如圖所示。已知Arrhenius方程為Rlg k＝－＋Rlg A(其中k為速率常數，反應速率與其成正比；Ea為活化能；R＝8.314 J·mol－1·K－1，A為常數)。
該反應的活化能Ea＝________ kJ·mol－1(計算結果保留1位小數)。
2．[2024·河北邯鄲摸底考節選]以氫氣、一氧化碳為主要組分的合成氣是一種重要的化工原料，可以合成甲醇等許多重要的化工產品。合成甲醇的熱化學方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＝－90.0 kJ·mol－1。
相關化學鍵的鍵能如表所示，則表中的x＝________。
化學鍵 C≡O H—H H—O C—O C—H
鍵能/(kJ·mol－1) x 436 465 351 413
第34講　反應熱的測定與計算　能源
考點一
夯實·必備知識
1．(1)②OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
3．(2)煤　石油　天然氣　不可再生　可再生
易錯診斷
1．錯誤。銅絲攪拌器易散熱，不能使用。
2．錯誤。理由一是稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反應的離子方程式為(aq)＋2OH－(aq)＋Ba2＋(aq)===2H2O(l)＋BaSO4(s)，其ΔH≠2×(－57.3)kJ·mol－1；理由二是沒有方程式，無法確定ΔH。
3．錯誤。應將NaOH溶液迅速全部倒入量熱計中。
4．正確。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例1　解析：電解液態水制備1 mol O2(g)，電解反應的ΔH＝＋572 kJ·mol－1，由此可以判斷，2 mol H2(g)完全燃燒消耗1 mol O2(g)生成液態水，放出的熱量為572 kJ，故1 mol H2(g)完全燃燒生成液態水放出的熱量為286 kJ，因此，H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH＝－286 kJ·mol－1。
答案：－286
典例2　解析：先寫出三種氣體的燃燒熱的熱化學方程式，然后根據蓋斯定律，ΔH1＝－1 560 kJ·mol－1－(－1 411 kJ·mol－1)－(－286 kJ·mol－1)＝＋137 kJ·mol－1。
答案：＋137
對點演練
1．解析：①水分解反應是吸熱反應；②若用生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應生成甲醇儲存起來，可以減少二氧化碳的量，同時得到新能源甲醇，可改善生存條件；③氫氣燃燒只生成水，不生成CO2，有助于控制溫室效應；④氫氣是二級能源。
答案：C
2．解析：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸熱反應，說明2 mol液態H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸，所以氫能源利用并未普及，但發展前景廣闊。
答案：C
3．答案：B
4．解析：燃燒熱是1 mol的純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量。則CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－650 kJ·mol－1。
答案：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－650 kJ·mol－1
5．解析：1 mol油酸甘油酯的燃燒熱為×884 g·mol－1≈3.4×104 kJ·mol－1。
答案：C
6．解析：Δt1＝23.2－＝3.15 ℃
Δt2＝23.4－＝3.10 ℃
Δt3＝23.6－＝3.05 ℃
Δt平均值為＝3.10 ℃
ΔH＝－≈－51.8 kJ·mol－1。
答案：(1)確保鹽酸被完全中和　(2)C　(3)D　(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3　(5)－51.8 kJ·mol－1
考點二
突破·關鍵能力
教考銜接
典例1　解析：第一步：C6H5C2H5(g)只出現在方程式①為反應物，C6H5CH===CH2(g)只出現在方程式②為反應物，H2(g)只出現在方程式③為反應物。
第二步：根據反應④確定：加①式、減②式、減③式。
第三步：根據反應④各物質的計量數確定各式擴大的倍數：①式、②式、③式均乘以1。
第四步：目標方程式＝①式－②式－③式，可得：ΔH4＝－(－4 263.1 kJ·mol－1)－(－241.8 kJ·mol－1)＝＋118 kJ·mol－1。
答案：＋118
典例2　解析：結合已知信息，可推定在同溫同壓下，以同物質的量的BL或BD為初始原料，分別從正、逆方向建立相同的平衡時狀態。以5.0×10－3 mol的BL為原料，若完全轉化為BD放出的熱量為(X＋Y)kJ，則1 mol BL為原料完全轉化為BD放出的熱量為200(X＋Y)kJ，反應Ⅰ的焓變ΔH＝－200(X＋Y)kJ·mol－1。
答案：－200(X＋Y)
對點演練
1．解析：根據蓋斯定律，由(Ⅰ×)－Ⅱ－Ⅲ得反應SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝－213 kJ·mol－1
答案：－213 kJ·mol－1
2．解析：設每小題中的兩個熱化學方程式依次為①式和②式。
(1)①式－②式得：C(l)===C(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于C(l)===C(g)為吸熱過程，即ΔH>0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，即ΔH1>ΔH2。
(2)①式－②式得：S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于S(g)===S(s)為放熱過程，即ΔH<0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。
(3)①式－②式得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于該反應為放熱反應，即ΔH<0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。
答案：(1)>　(2)<　(3)<
3．解析：根據題意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液的溫度降低，熱化學方程式為(aq)＋5H2O(l)　ΔH1＞0；CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱化學方程式為(aq)　ΔH2＜0；根據蓋斯定律知，CuSO4·5H2O受熱分解的熱化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。根據上述分析知，ΔH2＜0，ΔH3＞0，則ΔH2＜ΔH3，A錯誤；根據上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，結合相關數學知，ΔH1＜ΔH3，B正確；根據上述分析知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，C錯誤；根據上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D錯誤。
答案：B
4．解析：①2C(s)＋O2(g) 2CO(g)　ΔH1＝－221.0 kJ·mol－1
②N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1
③2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)ΔH3＝－746.0 kJ·mol－1
根據蓋斯定律，由(③＋①－②)/2得該反應的ΔH＝(ΔH3＋ΔH1－ΔH2)/2＝－573.75 kJ·mol－1。
答案：2NO(g)＋C(s) CO2(g)＋ N2(g)ΔH＝－573.75 kJ·mol－1
5．解析：已知：①N2O(g)＋M＋(s)===N2(g)＋MO＋(s)　ΔH1＝＋678 kJ·mol－1
②MO＋(s)＋C2H4(g)===C2H4O(g)＋M＋(s)ΔH2＝－283 kJ·mol－1
根據蓋斯定律①＋②可得N2O(g)＋C2H4(g)===N2(g)＋C2H4O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋678 kJ·mol－1＋(－283 kJ·mol－1)＝＋395 kJ·mol－1。
答案：N2O(g)＋C2H4(g)===N2(g)＋C2H4O(g)　ΔH＝＋395 kJ·mol－1
6．解析：先抓三種物質，這三種物質既在目標熱化學方程式里，又在已知圖中只出現過1次，它們分別是圖3的CH4、圖1的CO、圖2的H2。其中CH4在圖3和②中都是反應物，位置相同，系數也相同，即＋(－c kJ·mol－1)；CO的位置在圖1和②中不同，系數相同，即－(－a kJ·mol－1)；H2的位置在圖2和②中不同，且目標熱化學方程式中H2的系數是圖2的3倍，即－(－3b kJ·mol－1)。所以ΔH＝(－c kJ·mol－1)－(－a kJ·mol－1)－(－3b kJ·mol－1)＝(a＋3b－c)kJ·mol－1。
答案：a＋3b－c
微專題12
典例　解析：(題給條件為物質的標準摩爾生成焓，運用ΔH＝生成物的標準摩爾生成焓－反應物的標準摩爾生成焓計算)ΔH2＝(－241.8 kJ·mol－1)＋(－110.5 kJ·mol－1)－(－393.5 kJ·mol－1)＝＋41.2 kJ·mol－1。
答案：＋41.2
對點演練
1．解析：①(題給條件為3個熱化學方程式，運用蓋斯定律計算反應熱)反應Ⅲ＝×反應Ⅱ＋×反應Ⅰ，則ΔH3＝(×78＋×117)kJ·mol－1＝＋104 kJ·mol－1。
②已知Rlg k＝－＋Rlg A，根據圖中兩點數據可得：
110＝－×3×10－3＋Rlg A
33＝－×4×10－3＋Rlg A
聯合方程式，得Ea≈177.3×103 J·mol－1＝177.3 kJ·mol－1。
答案：①＋104　②177.3
2．解析：(題給條件為鍵能，則運用ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物鍵能總和計算)ΔH＝(x kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×2)－(413 kJ·mol－1×3＋351 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－90.0 kJ·mol－1，解得x＝1 093。
答案：1 093(共55張PPT)
第34講　反應熱的測定與計算　能源
1. 了解燃燒熱的概念及能源利用的意義。
2．了解中和反應反應熱的測定方法。
3．掌握蓋斯定律的內容及意義，并能進行有關反應熱的計算。
考點一
考點二
考點一
考點一　反應熱的測定　燃燒熱　能源
1.中和熱及其測定
(1)中和熱
①概念：在稀溶液中，強酸和強堿發生中和反應生成1 mol H2O(l)時所放出的熱量。
②用熱化學方程式表示為：
________________________________________________________。
(2)測定原理
ΔH＝－。
【師說·助學】　公式中的物理量：c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質的量。稀溶液的密度用1 g·mL－1進行計算。
OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(3)裝置如圖
(4)實驗步驟
①絕熱裝置組裝→②量取一定體積酸、堿稀溶液→③測反應前酸、堿液溫度→④測混合酸、堿液反應時最高溫度→⑤重復2～3次實驗→⑥求平均溫度差(t終－t始)→⑦計算中和反應反應熱ΔH。
(5)注意事項
①隔熱層及杯蓋的作用是保溫、隔熱，減少熱量損失。
②溫度計測量完鹽酸溫度后，要用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。
③為保證酸、堿完全中和，常采用堿稍稍過量。
2．燃燒熱
(1)燃燒熱
101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的能量。單位為kJ·mol－1。
(2)對完全燃燒的理解
燃燒元素 C H S N
指定產物及狀態 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
3.燃料的選擇　能源
(1)選擇原則
(2)能源分類
煤
石油
天然氣
不可再生
可再生
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．實驗時可用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器：
_________________________________________________________。
2．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反應的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1：
_________________________________________________________。
3．在測定中和反應反應熱的實驗中，應把NaOH溶液分多次倒入：
_________________________________________________________。
4．為測定反應H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以選用0.1 mol·L－1 NaHSO4溶液和0.1 mol·L－1 NaOH溶液進行實驗：
_________________________________________________________。
錯誤。銅絲攪拌器易散熱，不能使用。
錯誤。理由一是稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反應的離子方程式為(aq)＋2OH－(aq)＋Ba2＋(aq)===2H2O(l)＋BaSO4(s)，其ΔH≠2×(－57.3)kJ·mol－1；理由二是沒有方程式，無法確定ΔH。
錯誤。應將NaOH溶液迅速全部倒入量熱計中。
正確。
【教考銜接】
典例1 [2022·海南卷，16(1)]已知：電解液態水制備1 mol O2(g)，電解反應的ΔH＝。由此計算H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。
－286
解析：電解液態水制備1 mol O2(g)，電解反應的ΔH＝＋572 kJ·mol－1，由此可以判斷，2 mol H2(g)完全燃燒消耗1 mol O2(g)生成液態水，放出的熱量為572 kJ，故1 mol H2(g)完全燃燒生成液態水放出的熱量為286 kJ，因此，H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH＝－286 kJ·mol－1。
【師說·延伸】　
以典例1為例，細說描述燃燒熱的兩種方式：
①H2(g)的燃燒熱為286 kJ·mol－1；②H2(g)的燃燒熱ΔH＝－286 kJ·mol－1。
典例2 [2020·全國卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定條件可發生如下反應：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相關物質的燃燒熱數據如表所示：
則ΔH1＝________ kJ·mol－1。
物質 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
＋137
解析：先寫出三種氣體的燃燒熱的熱化學方程式，然后根據蓋斯定律，ΔH1＝－1 560 kJ·mol－1－(－1 411 kJ·mol－1)－(－286 kJ·mol－1)＝＋137 kJ·mol－1。
【對點演練】
考向一　能源的開發與利用
1．據某網報道，歐洲一集團公司擬在太空建立巨大的集光裝置，把太陽光變成激光用于分解海水制氫，其反應可表示為2H2OTiO2
2H2↑＋O2↑。有下列幾種說法，其中敘述正確的是(　　)
①水分解反應是放熱反應 ②若用生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應生成甲醇儲存起來，可改善生存條件 ③使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應 ④氫氣是一級能源
A．①②　　B．③④ C．②③　　D．①②③④
答案：C
解析：①水分解反應是吸熱反應；②若用生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應生成甲醇儲存起來，可以減少二氧化碳的量，同時得到新能源甲醇，可改善生存條件；③氫氣燃燒只生成水，不生成CO2，有助于控制溫室效應；④氫氣是二級能源。
2．為消除目前燃料燃燒時產生的環境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。
下列說法正確的是(　　)
A．H2O的分解反應是放熱反應
B．氫能源已被普遍使用
C．2 mol液態H2O具有的能量低于2 mol H2
和1 mol O2的總能量
D．氫氣不易儲存和運輸，無開發利用價值
答案：C
解析：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸熱反應，說明2 mol液態H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸，所以氫能源利用并未普及，但發展前景廣闊。
考向二　表示燃燒熱、中和熱的熱化學方程式
3．25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的中和熱為57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)
(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
答案：B
4．CH3OH(l)汽化時吸收的熱量為27 kJ·mol－1，CH3OH(g)的燃燒熱為677 kJ·mol－1，請寫出CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式：____________________________________________________________。
CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－650 kJ·mol－1
解析：燃燒熱是1 mol的純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量。則CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－650 kJ·mol－1。
5．油酸甘油酯(相對分子質量為884)在體內代謝時可發生如下反應：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)。已知燃燒1 kg該化合物釋放出3.8×104 kJ熱量，油酸甘油酯的燃燒熱為(　　)
A．3.8×104 kJ·mol－1
B．－3.8×104 kJ·mol－1
C．3.4×104 kJ·mol－1
D．－3.4×104 kJ·mol－1
答案：C
解析：1 mol油酸甘油酯的燃燒熱為×884 g·mol－1≈3.4×104 kJ·mol－1。
反應熱規范答題指導
(1)描述反應熱時，無論是用“反應熱”“焓變”表示還是用ΔH表示，其后所跟數值都需要帶“＋”“－”符號。如：某反應的反應熱(或焓變)為ΔH＝－Q kJ·mol－1或ΔH＝＋Q kJ·mol－1。
(2)由于中和反應和燃燒均是放熱反應，表示中和熱和燃燒熱時可不帶“－”號。如：某物質的燃燒熱為ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。
考向三　中和反應反應熱的測定
6．利用如圖所示裝置測定中和反應反應熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液的最高溫度。
回答下列問題：
(1)NaOH溶液稍過量的原因是_________________。
(2)倒入NaOH溶液的正確操作是________(填字母，下同)。
A．沿玻璃棒緩慢倒入 　　B．分三次倒入
C．一次迅速倒入
(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________。
A．用溫度計小心攪拌
B．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯
D．用套在溫度計上的玻璃攪拌器輕輕地攪動
確保鹽酸被完全中和
C
D
(4)現將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3、則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為________________。
ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
(5)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。為了計算中和反應反應熱，某學生實驗記錄數據如下：
依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和反應反應熱ΔH≈___________(結果保留一位小數)。
－51.8 kJ·mol－1
解析：Δt1＝23.2－＝3.15 ℃
Δt2＝23.4－＝3.10 ℃
Δt3＝23.6－＝3.05 ℃
Δt平均值為＝3.10 ℃
ΔH＝－≈－51.8 kJ·mol－1。
考點二
考點二　蓋斯定律
1.蓋斯定律：不管化學反應分一步完成或幾步完成，最終的反應熱相同。化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，與反應途徑無關。
2．“蓋斯定律”型反應熱(焓變)的運算規則
熱化學方程式 方程式 系數關系 焓變之間的關系
反應Ⅰ：aA(g)===B(g)　ΔH1 反應Ⅱ：B(g)===aA(g)　ΔH2 Ⅰ＝－Ⅱ ΔH1＝－ΔH2
反應Ⅰ：aA(g)===B(g)　ΔH1 反應Ⅱ：A(g)===1/aB(g)　ΔH2 Ⅰ＝a×Ⅱ ΔH1＝a×ΔH2
/ ΔH＝ΔH1＋ΔH2
或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
【教考銜接】
典例1 [2023·湖南卷，16(1)]已知下列反應的熱化學方程式：
①C6H5C2H5(g)＋O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1
②C6H5CH===CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
計算反應④C6H5C2H5(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)
的ΔH4＝________ kJ·mol－1。
＋118
解析：第一步：C6H5C2H5(g)只出現在方程式①為反應物，C6H5CH===CH2(g)只出現在方程式②為反應物，H2(g)只出現在方程式③為反應物。
第二步：根據反應④確定：加①式、減②式、減③式。
第三步：根據反應④各物質的計量數確定各式擴大的倍數：①式、②式、③式均乘以1。
第四步：目標方程式＝①式－②式－③式，可得：ΔH4＝－(－4 263.1 kJ·mol－1)－(－241.8 kJ·mol－1)＝＋118 kJ·mol－1。
【師說·延伸】
　
概括為：察唯一、定加減、調系數、做運算。
典例2 [2022·山東卷，20(1)]利用γ-丁內酯(BL)制備1，4-丁二醇(BD)，反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反應，涉及反應如下：
已知：因反應Ⅰ在高壓H2氛圍下進行，故H2壓強近似等于總壓。以5.0×10－3 mol BL或BD為初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高壓H2氛圍下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以BL為原料，體系向環境放熱X kJ；以BD為原料，體系從環境吸熱Y kJ。忽略副反應熱效應，反應Ⅰ焓變ΔH(493 K，3.0×103 kPa)＝__________ kJ·mol－1。
－200(X＋Y)
解析：結合已知信息，可推定在同溫同壓下，以同物質的量的BL或BD為初始原料，分別從正、逆方向建立相同的平衡時狀態。以5.0×10－3 mol的BL為原料，若完全轉化為BD放出的熱量為(X＋Y)kJ，則1 mol BL為原料完全轉化為BD放出的熱量為200(X＋Y)kJ，反應Ⅰ的焓變ΔH＝－200(X＋Y)kJ·mol－1。
【師說·延伸】　
可逆反應的反應熱(ΔH)與可逆無關，是指給定反應物完全轉化時的反應熱。
【對點演練】
考向一　利用蓋斯定律計算反應熱
1．硫碘循環分解水是一種高效、環保的制氫方法，其流程圖如圖。
已知：
反應Ⅰ：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋572 kJ·mol－1
反應Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1
反應Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
則反應SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝____________。
－213 kJ·mol－1
解析：根據蓋斯定律，由(Ⅰ×)－Ⅱ－Ⅲ得反應SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝－213 kJ·mol－1
考向二　反應熱大小比較
2．試比較下列各組ΔH的大小。
(1)同一反應，生成物狀態不同時
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0
則ΔH1________(填“>”“<”或“＝”，下同)ΔH2。
(2)同一反應，反應物狀態不同時
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0
則ΔH1________ΔH2。
(3)兩個有聯系的不同反應相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2<0
則ΔH1________ΔH2。
>
<
<
解析：設每小題中的兩個熱化學方程式依次為①式和②式。
(1)①式－②式得：C(l)===C(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于C(l)===C(g)為吸熱過程，即ΔH>0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，即ΔH1>ΔH2。
(2)①式－②式得：S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于S(g)===S(s)為放熱過程，即ΔH<0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。
(3)①式－②式得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于該反應為放熱反應，即ΔH<0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。
3．[2024·河北唐縣模擬]室溫下，將1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應為ΔH3。下列判斷正確的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3
B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案：B
解析：根據題意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液的溫度降低，熱化學方程式為(aq)＋5H2O(l)　ΔH1＞0；CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱化學方程式為(aq)　ΔH2＜0；根據蓋斯定律知，CuSO4·5H2O受熱分解的熱化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。根據上述分析知，ΔH2＜0，ΔH3＞0，則ΔH2＜ΔH3，A錯誤；根據上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，結合相關數學知，ΔH1＜ΔH3，B正確；根據上述分析知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，C錯誤；根據上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D錯誤。
考向三　根據蓋斯定律確定熱化學方程式
4．NOx是造成大氣污染的主要物質，用還原法將其轉化為無污染的物質，對于消除環境污染有重要意義。
已知：2C(s)＋O2(g) 2CO(g)　ΔH1＝－221.0 kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g) 2NO (g)　ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1
2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH3＝－746.0 kJ·mol－1
則用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學方程式為：__________________________________________。
2NO(g)＋C(s) CO2(g)＋ N2(g)ΔH＝－573.75 kJ·mol－1
解析：①2C(s)＋O2(g) 2CO(g)　ΔH1＝－221.0 kJ·mol－1
②N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1
③2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)ΔH3＝－746.0 kJ·mol－1
根據蓋斯定律，由(③＋①－②)/2得該反應的ΔH＝(ΔH3＋ΔH1－ΔH2)/2＝－573.75 kJ·mol－1。
5．含碳化合物在生產生活中廣泛存在，Andren Dasic等提出在M＋的作用下以N2O為氧化劑可以氧化乙烯生成乙醛，催化體系氧化還原循環如圖所示，請回答下列問題。
已知N2O(g)＋M＋(s)===N2(g)＋MO＋(s)　ΔH1＝＋678 kJ·mol－1
MO＋(s)＋C2H4(g)===C2H4O(g)＋M＋(s)　ΔH2＝－283 kJ·mol－1
請寫出在M＋的作用下以N2O為氧化劑氧化乙烯生成乙醛的熱化學方程式：____________________________________________。
N2O(g)＋C2H4(g)===N2(g)＋C2H4O(g)　ΔH＝＋395 kJ·mol－1
解析：已知：①N2O(g)＋M＋(s)===N2(g)＋MO＋(s)　ΔH1＝＋678 kJ·mol－1
②MO＋(s)＋C2H4(g)===C2H4O(g)＋M＋(s)ΔH2＝－283 kJ·mol－1
根據蓋斯定律①＋②可得N2O(g)＋C2H4(g)===N2(g)＋C2H4O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋678 kJ·mol－1＋(－283 kJ·mol－1)＝＋395 kJ·mol－1。
考向四　蓋斯定律在能量圖像中的應用
6．氨的合成是重要的化工生產之一。工業上合成氨用的H2有多種制取方法：
①用焦炭跟水反應：
C(s)＋H2O(g)高溫CO(g)＋H2(g)；
②用天然氣跟水蒸氣反應：
CH4(g)＋H2O(g)催化劑,高溫CO(g)＋3H2(g)。
已知有關反應的能量變化如圖所示，且方法②的反應只能在高溫條件下發生，則方法②中反應的ΔH＝____________ kJ·mol－1。
a＋3b－c
解析：先抓三種物質，這三種物質既在目標熱化學方程式里，又在已知圖中只出現過1次，它們分別是圖3的CH4、圖1的CO、圖2的H2。其中CH4在圖3和②中都是反應物，位置相同，系數也相同，即＋(－c kJ·mol－1)；CO的位置在圖1和②中不同，系數相同，即－(－a kJ·mol－1)；H2的位置在圖2和②中不同，且目標熱化學方程式中H2的系數是圖2的3倍，即－(－3b kJ·mol－1)。所以ΔH＝(－c kJ·mol－1)－(－a kJ·mol－1)－(－3b kJ·mol－1)＝(a＋3b－c)kJ·mol－1。
微專題12 反應熱計算模型
【典題示例】
典例[2024·河北石家莊檢測節選]甲烷作為燃料，廣泛應用于民用和工業中；作為化工原料，甲烷可以用來生產一系列化工有機物。CO2加氫制甲烷的反應如下：
反應①　CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－164.7 kJ·mol－1；
反應②　CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2。
100 kPa下，由最穩定單質生成1 mol物質B的焓變，叫做物質B的標準摩爾生成焓)。298 K，幾種氣態物質的標準摩爾生成焓如下表。則ΔH2＝________ kJ·mol－1。
＋41.2
解析：(題給條件為物質的標準摩爾生成焓，運用ΔH＝生成物的標準摩爾生成焓－反應物的標準摩爾生成焓計算)ΔH2＝(－241.8 kJ·mol－1)＋(－110.5 kJ·mol－1)－(－393.5 kJ·mol－1)＝＋41.2 kJ·mol－1。
【師說·延伸】　計算反應熱模型構建
【對點演練】
1．[2024·湖北武漢檢測節選]甲醇制烯烴是一項非石油路線烯烴生產技術，可以減少我國對石油進口的依賴。甲醇制烯烴的反應是不可逆反應，烯烴產物之間存在如下轉化關系：
反應Ⅰ.2C3H6(g) 3C2H4(g)　ΔH1＝＋117 kJ·mol－1；
反應Ⅱ.3C4H8(g) 4C3H6(g)　ΔH2＝＋78 kJ·mol－1；
反應Ⅲ.C4H8(g) 2C2H4(g)　ΔH3。
①則反應Ⅲ的ΔH3＝________ kJ·mol－1。
＋104
解析：①(題給條件為3個熱化學方程式，運用蓋斯定律計算反應熱)反應Ⅲ＝×反應Ⅱ＋×反應Ⅰ，則ΔH3＝(×78＋×117)kJ·mol－1＝＋104 kJ·mol－1。
②甲醇制丙烯的反應為3CH3OH(g)===C3H6(g)＋3H2O(g)，速率常數k與反應溫度T的關系遵循Arrhenius方程，實驗數據如圖所示。已知Arrhenius方程為Rlg k＝－＋Rlg A(其中k為速率常數，反應速率與其成正比；Ea為活化能；R＝8.314 J·mol－1·K－1，A為常數)。
該反應的活化能Ea＝________ kJ·mol－1(計算結果保留1位小數)。
177.3
解析：②已知Rlg k＝－＋Rlg A，根據圖中兩點數據可得：
110＝－×3×10－3＋Rlg A
33＝－×4×10－3＋Rlg A
聯合方程式，得Ea≈177.3×103 J·mol－1＝177.3 kJ·mol－1。
2．[2024·河北邯鄲摸底考節選]以氫氣、一氧化碳為主要組分的合成氣是一種重要的化工原料，可以合成甲醇等許多重要的化工產品。合成甲醇的熱化學方程式為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＝－90.0 kJ·mol－1。
相關化學鍵的鍵能如表所示，則表中的x＝________。
化學鍵 C≡O H—H H—O C—O C—H
鍵能/(kJ·mol－1) x 436 465 351 413
1 093
解析：(題給條件為鍵能，則運用ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物鍵能總和計算)ΔH＝(x kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×2)－(413 kJ·mol－1×3＋351 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－90.0 kJ·mol－1，解得x＝1 093。

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