資源簡(jiǎn)介

第二節(jié)　反應(yīng)熱的計(jì)算
學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn)
1.知道蓋斯定律的內(nèi)容,能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。 2.學(xué)會(huì)有關(guān)反應(yīng)熱計(jì)算的方法技巧,進(jìn)一步提高化學(xué)計(jì)算的能力。 重點(diǎn) 蓋斯定律的理解與應(yīng)用
難點(diǎn) 蓋斯定律的理解
新知探究(一)——蓋斯定律
1.蓋斯定律的內(nèi)容:通過大量實(shí)驗(yàn)證明,一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不管是　　　　完成的還是分幾步完成的,其反應(yīng)熱是　　　　的,這就是蓋斯定律。蓋斯定律表明,在一定條件下,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和　　　　有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
例:如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。
2.蓋斯定律的意義:應(yīng)用蓋斯定律可以間接計(jì)算以下情況(不能直接測(cè)定)的反應(yīng)熱:
(1)有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢。
(2)有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生。
(3)有些反應(yīng)的生成物不純(有副反應(yīng)發(fā)生)。
3.應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的兩種方法
對(duì)于以下兩個(gè)反應(yīng):
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,設(shè)計(jì)合理的途徑,計(jì)算出C(s)+O2(g)CO(g)的反應(yīng)熱ΔH。
方法一　虛擬路徑法
根據(jù)所給的兩個(gè)方程式,反應(yīng)C(s)+O2(g)CO2(g)可設(shè)計(jì)為如下途徑:
ΔH1=ΔH+ΔH2　
ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=　　　　　　　　。
方法二　加和法
根據(jù)所給的兩個(gè)熱化學(xué)方程式,利用“加和”法求C(s)+O2(g)CO(g)的ΔH。
根據(jù)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)CO(g)+O2(g)　ΔH2=+283.0 kJ·mol-1
上述兩式相加得: 　。
[微點(diǎn)撥]
　　①熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí),反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù);②熱化學(xué)方程式相加減時(shí),同種物質(zhì)之間可相加減,反應(yīng)熱也隨之相加減(帶符號(hào));③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí),ΔH的“+”“-”號(hào)必須隨之改變,但數(shù)值不變。
應(yīng)用化學(xué)　
　　在載人航天器中,可以利用CO2與H2的反應(yīng),將航天員呼出的CO2轉(zhuǎn)化為H2O等,然后通過電解水得到O2,從而實(shí)現(xiàn)O2的再生。已知:
　　①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·mol-1
②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·mol-1
請(qǐng)寫出甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
題點(diǎn)(一)　蓋斯定律的理解
1.下列關(guān)于蓋斯定律的描述不正確的是 (　　)
A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),也與反應(yīng)的途徑有關(guān)
B.化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的
C.利用蓋斯定律可間接計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難以測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱
D.利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱
2.根據(jù)蓋斯定律判斷如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中焓變的關(guān)系正確的是 (　　)
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4
B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
題點(diǎn)(二)　利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱
3.氧化亞銅常用于制船底防污漆。用CuO與Cu高溫?zé)Y(jié)可制取Cu2O。已知反應(yīng):
2Cu(s)+O2(g)2CuO(s)　ΔH=-314 kJ·mol-1
2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)　ΔH=-292 kJ·mol-1
則CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)的ΔH等于 (　　)
A.-11 kJ·mol-1 B.+11 kJ·mol-1
C.+22 kJ·mol-1 D.-22 kJ·mol-1
4.(2024·全國(guó)甲卷·節(jié)選)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下。
已知如下熱化學(xué)方程式:
CH4(g)+Br2(g)CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·mol-1
3CH3Br(g)C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·mol-1
計(jì)算反應(yīng)3CH4(g)+3Br2(g)C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。
|歸納拓展|利用蓋斯定律計(jì)算ΔH的四步驟
定 確定待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
找 找出待求熱化學(xué)方程式中只在已知化學(xué)方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)
調(diào) 依據(jù)該物質(zhì)調(diào)整已知化學(xué)方程式的方向(同側(cè)相加,異側(cè)相減)和化學(xué)計(jì)量數(shù),每個(gè)已知化學(xué)方程式只能調(diào)整一次
算 ΔH與化學(xué)方程式一一對(duì)應(yīng)調(diào)整和運(yùn)算
新知探究(二)——反應(yīng)熱的計(jì)算
典例導(dǎo)學(xué)　
　　[典例]　黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一, 反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,在25 ℃和101 kPa時(shí),1 mol FeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853 kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過程中得到了充分利用, 大大降低了生產(chǎn)成本,對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。
(1)請(qǐng)寫出FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式。
(2)計(jì)算理論上1 kg黃鐵礦 (FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。
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[系統(tǒng)融通知能]
反應(yīng)熱的計(jì)算5種方法
計(jì)算依據(jù) 計(jì)算方法
根據(jù)熱化學(xué)方程式 熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以左右顛倒同時(shí)改變正、負(fù)號(hào),各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)
根據(jù)蓋斯定律 根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減,得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式
根據(jù)燃燒熱 可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱
根據(jù) 化學(xué)鍵的變化 ΔH=反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量和-生成物的化學(xué)鍵形成所放出的能量和
根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量 ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
題點(diǎn)(一)　根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算
1.已知由氫氣和氧氣反應(yīng)生成4.5 g水蒸氣時(shí)放出60.45 kJ的熱量。
(1)寫出H2燃燒的熱化學(xué)方程式。
(2)計(jì)算該條件下50 g H2燃燒放出的熱量。
題點(diǎn)(二)　根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算
2.家用液化氣的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常溫常壓下,丁烷的燃燒熱ΔH=-2 900 kJ·mol-1,則1 g丁烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時(shí)放出的熱量為　　　　　　。
題點(diǎn)(三)　根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計(jì)算
3.乙烯可由乙烷裂解得到:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g),相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示,則上述反應(yīng)的ΔH等于 (　　)
化學(xué)鍵 C—H C—C CC H—H
鍵能/(kJ·mol-1) 412 348 612 436
A.-124 kJ·mol-1　　B.+124 kJ·mol-1
C.-288 kJ·mol-1 D.+288 kJ·mol-1
題點(diǎn)(四)　根據(jù)蓋斯定律計(jì)算
4.(2025·金華期中檢測(cè))已知下列熱化學(xué)方程式:
①Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
則反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的ΔH(單位:kJ·mol-1)為 (　　)
A.+-　　　　　 B.-++
C.--+ D.-+-
題點(diǎn)(五)　根據(jù)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算
5.已知1 mol幾種物質(zhì)的相對(duì)能量如下表所示:
物質(zhì) NO2(g) NO(g) SO2(g) SO3(g)
相對(duì)能量/kJ 429 486 99 0
工業(yè)上,常利用下列反應(yīng)處理廢氣:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)　ΔH,試計(jì)算ΔH。
新知探究(三)——ΔH的大小比較
1.常見的幾種ΔH大小的比較方法
(1)如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,ΔH的絕對(duì)值也要加倍
例如,H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1,其中ΔH2<ΔH1<0,且b=2a。
(2)同一反應(yīng),反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)不同,反應(yīng)熱也不同
在同一反應(yīng)里,反應(yīng)物或生成物狀態(tài)不同時(shí),要考慮　 A(g)A(l)A(s)
或者從三狀態(tài)自身的能量比較:E(g)>E(l)>E(s),可知反應(yīng)熱大小亦不相同。
(3)根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度比較反應(yīng)熱大小
①其他條件相同,燃燒越充分,放出熱量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1;
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2,則ΔH1>ΔH2。
②對(duì)于可逆反應(yīng),由于反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,所以實(shí)際放出(或吸收)的熱量小于相應(yīng)的熱化學(xué)方程式中的ΔH的絕對(duì)值。
(4)利用蓋斯定律比較反應(yīng)熱大小
如:①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1<0
②C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH2<0
③CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH3<0
根據(jù)蓋斯定律可知:①-②可得③
則ΔH3=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
2.ΔH大小比較時(shí)的注意事項(xiàng)
ΔH是有符號(hào)“+”“-”的,比較時(shí)要帶著符號(hào)比較。
(1)吸熱反應(yīng)的ΔH為“+”,放熱反應(yīng)的ΔH為“-”,所以吸熱反應(yīng)的ΔH一定大于放熱反應(yīng)的ΔH。
(2)放熱反應(yīng)的ΔH為“-”,所以放熱越多,ΔH越小。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.(2025·嘉興期中檢測(cè))關(guān)于如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系,下列說法正確的是 (　　)
A.ΔH2>0
B.ΔH1>ΔH3
C.ΔH3=ΔH1+ΔH2
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3
2.(2025·江西南昌階段檢測(cè))已知下列熱化學(xué)方程式:
①CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列關(guān)系式中正確的是 (　　)
A.ad>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
3.(2025·寧波鎮(zhèn)海中學(xué)校級(jí)月考)在熱的堿性水溶液1 mol Cl-、1 mol Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對(duì)大小如圖所示。下列有關(guān)ΔH說法正確的是 (　　)
2ClO-(aq)Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH1
3ClO-(aq)2Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH2
2Cl(aq)Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH3
2Cl(aq)ClO-(aq)+Cl(aq)　ΔH4
A.ΔH1<0,ΔH2>0 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0,ΔH4<0 D.ΔH3>ΔH4
第二節(jié)　反應(yīng)熱的計(jì)算
新知探究(一)
1.一步　相同　終態(tài)
3.-110.5 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1
[應(yīng)用化學(xué)]
提示:由蓋斯定律①+2×②可得CO2(g)+2H2O(l)CH4(g)+2O2(g)　ΔH=+890.3 kJ·mol-1,則CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.選A　化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)的途徑無關(guān),依據(jù)蓋斯定律可以比較方便地計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難以測(cè)定的反應(yīng)和有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱。
2.選D　A→B、B→C、C→D、A→D四個(gè)反應(yīng)的ΔH不可能相同,A錯(cuò)誤;ΔH3+ΔH4是B→D的ΔH,用B→A→D的ΔH表示應(yīng)為ΔH1-ΔH2,B錯(cuò)誤;從反應(yīng)方向分析,ΔH4應(yīng)等于ΔH1-ΔH2-ΔH3 ,C錯(cuò)誤;從反應(yīng)方向和蓋斯定律可知A→D的ΔH就是A→B→C→D的ΔH的和,即ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。
3.選A　把已知反應(yīng)按順序編號(hào)①②,根據(jù)蓋斯定律,由×(①-②)可得CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)
ΔH=-11 kJ·mol-1。
4.解析:根據(jù)蓋斯定律,目標(biāo)反應(yīng)=第一個(gè)反應(yīng)×3+第二個(gè)反應(yīng),則ΔH=3×ΔH1+ΔH2=3×(-29 kJ·mol-1)+20 kJ·mol-1=-67 kJ·mol-1。
答案:-67
新知探究(二)
[典例]　解析:(1)根據(jù)題意,FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式為FeS2(s)+O2(g)Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1。(2)FeS2的摩爾質(zhì)量為120 g·mol-1。1 kg黃鐵礦含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為1 000 g×90%=900 g,900 g FeS2的物質(zhì)的量為=7.5 mol,理論上1 kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為7.5 mol×853 kJ·mol-1≈6 398 kJ。
答案:(1)FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式為FeS2(s)+O2(g)Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1
(2)理論上1 kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量約為6 398 kJ
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
1.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,由于放熱,所以ΔH=-483.6 kJ·mol-1,故熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1。
(2)50 g H2的物質(zhì)的量為=25 mol,
50 g H2放出的熱量為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
2.50 kJ
3.選B　焓變等于斷裂化學(xué)鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量,則ΔH=348 kJ·mol-1+6×412 kJ·mol-1-4×412 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1×1-612 kJ·mol-1=+124 kJ·mol-1
4.選D　根據(jù)蓋斯定律,由①×+②×-③×可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式,所以其焓變?chǔ)=kJ·mol-1,即D項(xiàng)正確。
5.解析:反應(yīng)熱等于生成物總能量與反應(yīng)物總能量之差,故ΔH=(486+0-99-429)kJ·mol-1=-42 kJ·mol-1。
答案:-42 kJ·mol-1
新知探究(三)
1.選D　CO(g)+O2(g)CO2(g)為CO的燃燒,放出熱量,ΔH2<0,故A錯(cuò)誤;C不充分燃燒生成CO,充分燃燒生成CO2,充分燃燒放出的熱量大于不充分燃燒,焓變?yōu)樨?fù)值,則ΔH1<ΔH3,故B錯(cuò)誤;根據(jù)①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1,②CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2,③C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH3,結(jié)合蓋斯定律③=①-②,則ΔH3=ΔH1-ΔH2,故C錯(cuò)誤,D正確。
2.選C　比較反應(yīng)①和③,反應(yīng)物相同,反應(yīng)①中H2O(g)的能量比反應(yīng)③中H2O(l)的能量高,則放出的熱量比反應(yīng)③少,a比c大,故c3.選C　根據(jù)ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物),由圖可得,ΔH1=-20 kJ·mol-1、ΔH2=-117 kJ·mol-1、ΔH3=-160 kJ·mol-1、ΔH4=-77 kJ·mol-1,由分析可知,ΔH1<0,ΔH2<0,A錯(cuò)誤;ΔH1>ΔH2,B錯(cuò)誤;ΔH3<0,ΔH4<0,C正確;ΔH3<ΔH4,D錯(cuò)誤。
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第二節(jié)　反應(yīng)熱的計(jì)算
學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn)
1.知道蓋斯定律的內(nèi)容，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。 2.學(xué)會(huì)有關(guān)反應(yīng)熱計(jì)算的方法技巧，進(jìn)一步提高化學(xué)計(jì)算的能力。 重點(diǎn) 蓋斯定律的理解與應(yīng)用
難點(diǎn) 蓋斯定律的理解
新知探究(一) 蓋斯定律
新知探究(二) 反應(yīng)熱的計(jì)算
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
目錄
新知探究(三) ΔH 的大小比較
新知探究(一) 蓋斯定律
1.蓋斯定律的內(nèi)容
通過大量實(shí)驗(yàn)證明，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是 完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是 的，這就是蓋斯定律。蓋斯定律表明，在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和 有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
例:如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。
一步
相同
終態(tài)
2.蓋斯定律的意義
應(yīng)用蓋斯定律可以間接計(jì)算以下情況(不能直接測(cè)定)的反應(yīng)熱:
(1)有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢。
(2)有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生。
(3)有些反應(yīng)的生成物不純(有副反應(yīng)發(fā)生)。
3.應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的兩種方法
對(duì)于以下兩個(gè)反應(yīng):
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)==CO2(g)　ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律，設(shè)計(jì)合理的途徑，計(jì)算出C(s)+O2(g)==CO(g)的反應(yīng)熱ΔH。
方法一　虛擬路徑法
根據(jù)所給的兩個(gè)方程式，反應(yīng)C(s)+O2(g)==CO2(g)可設(shè)計(jì)為如下途徑:
ΔH1=ΔH+ΔH2　
ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)= 。
-110.5 kJ·mol-1
方法二　加和法
根據(jù)所給的兩個(gè)熱化學(xué)方程式，利用“加和”法求C(s)+O2(g)==CO(g)的ΔH。
根據(jù)C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)==CO(g)+O2(g)　ΔH2=+283.0 kJ·mol-1
上述兩式相加得: 。
C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1
　[微點(diǎn)撥]
　①熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù)；②熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減(帶符號(hào))；③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“+”“-”號(hào)必須隨之改變，但數(shù)值不變。
應(yīng)用化學(xué)
在載人航天器中，可以利用CO2與H2的反應(yīng)，將航天員呼出的CO2轉(zhuǎn)化為H2O等，然后通過電解水得到O2，從而實(shí)現(xiàn)O2的再生。已知:
　　①CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9 kJ·mol-1
　　②2H2O(l)==2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6 kJ·mol-1
請(qǐng)寫出甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式。
提示:由蓋斯定律①+2×②可得CO2(g)+2H2O(l)==CH4(g)+2O2(g)　ΔH=+890.3 kJ·mol-1，則CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
√
題點(diǎn)(一)　蓋斯定律的理解
1.下列關(guān)于蓋斯定律的描述不正確的是(　　)
A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途徑有關(guān)
B.化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的
C.利用蓋斯定律可間接計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難以測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱
D.利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱
解析:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)的途徑無關(guān)，依據(jù)蓋斯定律可以比較方便地計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難以測(cè)定的反應(yīng)和有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱。
√
2.根據(jù)蓋斯定律判斷如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中焓變的關(guān)系正確的是 (　　)
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
解析:A→B、B→C、C→D、A→D四個(gè)反應(yīng)的ΔH不可能相同，A錯(cuò)誤；ΔH3+ΔH4是B→D的ΔH，用B→A→D的ΔH表示應(yīng)為ΔH1-ΔH2，B錯(cuò)誤；從反應(yīng)方向分析，ΔH4應(yīng)等于ΔH1-ΔH2-ΔH3 ，C錯(cuò)誤；從反應(yīng)方向和蓋斯定律可知A→D的ΔH就是A→B→C→D的ΔH的和，即ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。
題點(diǎn)(二)　利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱
3.氧化亞銅常用于制船底防污漆。用CuO與Cu高溫?zé)Y(jié)可制取Cu2O。已知反應(yīng):
2Cu(s)+O2(g)==2CuO(s)　ΔH=-314 kJ·mol-1
2Cu2O(s)+O2(g)==4CuO(s)　ΔH=-292 kJ·mol-1
則CuO(s)+Cu(s)==Cu2O(s)的ΔH等于(　　)
A.-11 kJ·mol-1 B.+11 kJ·mol-1
C.+22 kJ·mol-1 D.-22 kJ·mol-1
解析:把已知反應(yīng)按順序編號(hào)①②，根據(jù)蓋斯定律，由×(①-②)可得CuO(s)+Cu(s)==Cu2O(s)　ΔH=-11 kJ·mol-1。
√
4.(2024·全國(guó)甲卷·節(jié)選)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下。
已知如下熱化學(xué)方程式:
CH4(g)+Br2(g)==CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·mol-1
3CH3Br(g)==C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·mol-1
計(jì)算反應(yīng)3CH4(g)+3Br2(g)==C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。
解析:根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)反應(yīng)=第一個(gè)反應(yīng)×3+第二個(gè)反應(yīng)，則ΔH=3×ΔH1+ΔH2=3×(-29 kJ·mol-1)+20 kJ·mol-1=-67 kJ·mol-1。
-67
|歸納拓展|利用蓋斯定律計(jì)算ΔH的四步驟
定 確定待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
找 找出待求熱化學(xué)方程式中只在已知化學(xué)方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)
調(diào) 依據(jù)該物質(zhì)調(diào)整已知化學(xué)方程式的方向(同側(cè)相加，異側(cè)相減)和化學(xué)計(jì)量數(shù)，每個(gè)已知化學(xué)方程式只能調(diào)整一次
算 ΔH與化學(xué)方程式一一對(duì)應(yīng)調(diào)整和運(yùn)算
新知探究(二) 反應(yīng)熱的計(jì)算
典例導(dǎo)學(xué)
[典例]　黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一， 反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2，在25 ℃和101 kPa時(shí)，
1 mol FeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853 kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過程中得到了充分利用， 大大降低了生產(chǎn)成本，對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。
(1)請(qǐng)寫出FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式。
[解析]　根據(jù)題意，F(xiàn)eS2燃燒的熱化學(xué)方程式為FeS2(s)+O2(g)==Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1。
[答案]　FeS2燃燒的熱化學(xué)方程式為FeS2(s)+O2(g)==Fe2O3(s)+2SO2(g)　ΔH=-853 kJ·mol-1
[典例]　黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一， 反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2，在25 ℃和101 kPa時(shí)，
1 mol FeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853 kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過程中得到了充分利用， 大大降低了生產(chǎn)成本，對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。
(2)計(jì)算理論上1 kg黃鐵礦 (FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。
[解析]　FeS2的摩爾質(zhì)量為120 g·mol-1。1 kg黃鐵礦含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為1 000 g
×90%=900 g，900 g FeS2的物質(zhì)的量為=7.5 mol，理論上1 kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為7.5 mol×853 kJ·mol-1≈6 398 kJ。
[答案]　理論上1 kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量約為6 398 kJ
反應(yīng)熱的計(jì)算5種方法
[系統(tǒng)融通知能]
計(jì)算依據(jù) 計(jì)算方法
根據(jù)熱化學(xué) 方程式 熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以左右顛倒同時(shí)改變正、負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)
根據(jù)蓋斯定律 根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式
根據(jù)燃燒熱 可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱
根據(jù)化學(xué)鍵的 變化 ΔH=反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量和-生成物的化學(xué)鍵形成所放出的能量和
根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量 ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
題點(diǎn)(一)　根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算
1.已知由氫氣和氧氣反應(yīng)生成4.5 g水蒸氣時(shí)放出60.45 kJ的熱量。
(1)寫出H2燃燒的熱化學(xué)方程式。
解析: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，由于放熱，所以ΔH=-483.6 kJ·mol-1，故熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1。
答案:2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1　
解析:50 g H2的物質(zhì)的量為=25 mol，
50 g H2放出的熱量為25 mol× kJ·mol-1=6 045 kJ。
1.已知由氫氣和氧氣反應(yīng)生成4.5 g水蒸氣時(shí)放出60.45 kJ的熱量。
(2)計(jì)算該條件下50 g H2燃燒放出的熱量。
答案: 6 045 kJ
題點(diǎn)(二)　根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算
2.家用液化氣的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常溫常壓下，丁烷的燃燒熱ΔH=-2 900 kJ·mol-1，則1 g丁烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時(shí)放出的熱量為　　　　　　。
50 kJ
√
題點(diǎn)(三)　根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計(jì)算
3.乙烯可由乙烷裂解得到:C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)，相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示，則上述反應(yīng)的ΔH等于(　　)
A.-124 kJ·mol-1　　 B.+124 kJ·mol-1
C.-288 kJ·mol-1 D.+288 kJ·mol-1
化學(xué)鍵 C—H C—C C==C H—H
鍵能/(kJ·mol-1) 412 348 612 436
解析:焓變等于斷裂化學(xué)鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量，則ΔH=
348 kJ·mol-1+6×412 kJ·mol-1-4×412 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1×1-612 kJ·mol-1=
+124 kJ·mol-1
√
題點(diǎn)(四)　根據(jù)蓋斯定律計(jì)算
4.(2025·金華期中檢測(cè))已知下列熱化學(xué)方程式:
①Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②Fe2O3(s)+3CO(g)==2Fe(s)+3CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③3Fe2O3(s)+CO(g)==2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
則反應(yīng)FeO(s)+CO(g)==Fe(s)+CO2(g)的ΔH(單位:kJ·mol-1)為(　　)
A.+-　　　 B.-++ C.--+ D.-+-
解析:根據(jù)蓋斯定律，由①×+②×-③×可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，所以其焓變?chǔ)=kJ·mol-1，即D項(xiàng)正確。
題點(diǎn)(五)　根據(jù)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算
5.已知1 mol幾種物質(zhì)的相對(duì)能量如下表所示:
工業(yè)上，常利用下列反應(yīng)處理廢氣:NO2(g)+SO2(g)==NO(g)+SO3(g)　ΔH，試計(jì)算ΔH。
物質(zhì) NO2(g) NO(g) SO2(g) SO3(g)
相對(duì)能量/kJ 429 486 99 0
解析:反應(yīng)熱等于生成物總能量與反應(yīng)物總能量之差，故ΔH=(486+0-99-429)
kJ·mol-1=-42 kJ·mol-1。
答案:-42 kJ·mol-1
新知探究(三) ΔH 的大小比較
1.常見的幾種ΔH大小的比較方法
(1)如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，ΔH的絕對(duì)值也要加倍
例如，H2(g)+O2(g)==H2O(l)　ΔH1=-a kJ·mol-1；
2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1，其中ΔH2<ΔH1<0，且b=2a。
(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不同
在同一反應(yīng)里，反應(yīng)物或生成物狀態(tài)不同時(shí)，要考慮
或者從三狀態(tài)自身的能量比較:E(g)>E(l)>E(s)，可知反應(yīng)熱大小亦不相同。
(3)根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度比較反應(yīng)熱大小
①其他條件相同，燃燒越充分，放出熱量越多，ΔH越小，如
C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH1；
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。
②對(duì)于可逆反應(yīng)，由于反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以實(shí)際放出
(或吸收)的熱量小于相應(yīng)的熱化學(xué)方程式中的ΔH的絕對(duì)值。
(4)利用蓋斯定律比較反應(yīng)熱大小
如:①C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1<0
②C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH2<0
③CO(g)+O2(g)==CO2(g)　ΔH3<0
根據(jù)蓋斯定律可知:①-②可得③
則ΔH3=ΔH1-ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
2.ΔH大小比較時(shí)的注意事項(xiàng)
ΔH是有符號(hào)“+”“-”的，比較時(shí)要帶著符號(hào)比較。
(1)吸熱反應(yīng)的ΔH為“+”，放熱反應(yīng)的ΔH為“-”，所以吸熱反應(yīng)的ΔH一定大于放熱反應(yīng)的ΔH。
(2)放熱反應(yīng)的ΔH為“-”，所以放熱越多，ΔH越小。
1.(2025·嘉興期中檢測(cè))關(guān)于如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是 (　　)
A.ΔH2>0 B.ΔH1>ΔH3
C.ΔH3=ΔH1+ΔH2 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3
[題點(diǎn)多維訓(xùn)練]
√
解析:CO(g)+O2(g)==CO2(g)為CO的燃燒，放出熱量，ΔH2<0，故A錯(cuò)誤；C不充分燃燒生成CO，充分燃燒生成CO2，充分燃燒放出的熱量大于不充分燃燒，焓變?yōu)樨?fù)值，則ΔH1<ΔH3，故B錯(cuò)誤；根據(jù)①C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH1，②CO(g)+O2(g)==CO2(g)　ΔH2，③C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH3，結(jié)合蓋斯定律③=①-②，則ΔH3=ΔH1-ΔH2，故C錯(cuò)誤，D正確。
2.(2025·江西南昌階段檢測(cè))已知下列熱化學(xué)方程式:
①CH4(g)+O2(g)==CO2(g)+H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③CH4(g)+O2(g)==CO2(g)+H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
④CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列關(guān)系式中正確的是(　　)
A.ad>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
√
解析:比較反應(yīng)①和③，反應(yīng)物相同，反應(yīng)①中H2O(g)的能量比反應(yīng)③中H2O(l)的能量高，則放出的熱量比反應(yīng)③少，a比c大，故c3.(2025·寧波鎮(zhèn)海中學(xué)校級(jí)月考)在熱的堿性水溶液1 mol Cl-、1 mol Cl(x=1，2，3，4)的能量(kJ)相對(duì)大小如圖所示。下列有關(guān)ΔH說法正確的是(　　)
2ClO-(aq)==Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH1
3ClO-(aq)==2Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH2
2Cl(aq)==Cl-(aq)+Cl(aq)　ΔH3
2Cl(aq)==ClO-(aq)+Cl(aq)　ΔH4
A.ΔH1<0，ΔH2>0 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0，ΔH4<0 D.ΔH3>ΔH4
解析:根據(jù)ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)，由圖可得，ΔH1=-20 kJ·mol-1、ΔH2=
-117 kJ·mol-1、ΔH3=-160 kJ·mol-1、ΔH4=-77 kJ·mol-1，由分析可知，ΔH1<0，ΔH2<0，A錯(cuò)誤；ΔH1>ΔH2，B錯(cuò)誤；ΔH3<0，ΔH4<0，C正確；ΔH3<ΔH4，D錯(cuò)誤。
√
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
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13
√
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一、選擇題
1.(2025·威武期中檢測(cè))已知P4(白，s)、P(紅，s)及P2O5(s)之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示，則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是(　　)
A.ΔH1>ΔH2 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH1=ΔH2 D.無法確定
解析:白磷轉(zhuǎn)化為紅磷，ΔH<0，則白磷的能量高于紅磷，所以白磷燃燒生成五氧化二磷放出的熱量多于紅磷燃燒生成五氧化二磷放出的熱量，反應(yīng)的焓變?chǔ)1<ΔH2。
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3
2.(2025·南充階段檢測(cè))以N2O5為新型硝化劑的硝化反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、選擇性高、無副反應(yīng)發(fā)生、過程無污染等優(yōu)點(diǎn)。N2O5可通過N2O4臭氧化法制備。
已知:①N2O4(g) 2NO2(g) ΔH1 ②2O3(g)==3O2(g) ΔH2
③2N2O5(s)==4NO2(g)+O2(g) ΔH3
則N2O4(g)+O3(g)==N2O5(s)+O2(g)的ΔH為(　　)
A.ΔH1+ΔH2-ΔH3 B.2ΔH1-ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2-ΔH3 D.2ΔH1+ΔH2+ΔH3
解析:由蓋斯定律，只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與途徑無關(guān)可知，反應(yīng)①+×②-×③得反應(yīng)N2O4(g)+O3(g)==N2O5(s)+O2(g)，故該反應(yīng)的 ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
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3.(2025·泉州期中檢測(cè))已知H—H鍵能(斷裂時(shí)吸收或生成時(shí)釋放的能量)為436 kJ·mol-1，H—N鍵能為391 kJ·mol-1，根據(jù)化學(xué)方程式:
N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1。計(jì)算N≡N的鍵能是 (　　)
A.431 kJ·mol-1 B.649 kJ·mol-1
C.896 kJ·mol-1 D.946 kJ·mol-1
解析:已知:H—H鍵能為436 kJ·mol-1，N—H鍵能為391 kJ·mol-1，令N≡N的鍵能為x，對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。反應(yīng)熱ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，故x+3×436 kJ·mol-1-2×3×391 kJ·mol-1=
-92.4 kJ·mol-1，解得:x=946 kJ·mol-1。
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4.用H2可將工業(yè)廢氣中的NO催化還原成N2，其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，則NO(g)+H2(g)==N2(g)+H2O(g)的 ΔH為(　 )
A.0.5(a+b-c-d)kJ·mol-1 B.0.5(c+a-d-b)kJ·mol-1
C.0.5(c+d-a-b)kJ·mol-1 D.0.5(b+d-a-c)kJ·mol-1
解析:由圖中轉(zhuǎn)化可知，斷裂化學(xué)鍵吸收能量，形成化學(xué)鍵釋放能量，發(fā)生反應(yīng)為2NO(g)+2H2(g)==N2(g)+2H2O(g)　ΔH=(a+b-c-d)kJ·mol-1，又化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)中的能量變化成正比，則NO(g)+H2(g)==N2(g)+H2O(g)的ΔH=0.5(a+b-c-d)kJ·mol-1。
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5.(2025·長(zhǎng)沙期末檢測(cè))已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2 215 kJ·mol-1，H2O(l)==H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成18 g水蒸氣，則放出的熱量為 (　　)
A.2 039 kJ B.509.75 kJ
C.553.75 kJ D.597.75 kJ
解析:由丙烷的燃燒熱得①C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 215 kJ·mol-1，②H2O(l)==H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1，由蓋斯定律①+②×4可得C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 039 kJ·mol-1，生成4 mol水蒸氣放出的熱量為2 039 kJ，則生成1 mol水蒸氣放出的熱量為509.75 kJ。
√
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4
5
6
7
8
9
10
11
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13
3
6.(2025·東莞期中檢測(cè))大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25 ℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
則25 ℃時(shí)，6C(石墨，s)+3H2(g)==C6H6(l)　ΔH為 (　　)
A.-30.9 kJ·mol-1 B.+49.1 kJ·mol-1
C.+104.7 kJ·mol-1 D.-2 588.2 kJ·mol-1
物質(zhì) H2(g) C(石墨，s) C6H6(l)
燃燒熱ΔH/(kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3 267.5
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3
解析:由題給燃燒熱數(shù)據(jù)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，根據(jù)蓋斯定律，由3×①+6×②-③，則ΔH=[(-285.8)×3+(-393.5)×6-(-3 267.5)] kJ·mol-1=
+49.1 kJ·mol-1。
√
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3
7.(2025·泉州期中檢測(cè))乙烯是制備合成纖維、合成橡膠、塑料等的基本化工原料。由乙烷制備乙烯的反應(yīng)如下:
①2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH1=-566 kJ·mol-1
②2C2H6(g)+O2(g)==2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-260 kJ·mol-1
③C2H6(g)+CO2(g)==C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH3
則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系正確的是(　　)
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH3>ΔH1>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH3>ΔH1
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3
解析:依據(jù)蓋斯定律，由(②-①)×可得C2H6(g)+CO2(g)==C2H4(g)+H2O(g)+
CO(g)　ΔH3=×[-260 kJ·mol-1-(-566 kJ·mol-1)]=+153 kJ·mol-1，故ΔH3>ΔH2>ΔH1。
√
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8.已知下列熱化學(xué)方程式:
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1
現(xiàn)有炭粉和氫氣組成的氣、固混合物0.2 mol，在氧氣中完全燃燒，共放出63.53 kJ熱量，則炭粉與氫氣的物質(zhì)的量之比為(　　)
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2
解析:設(shè)炭粉的物質(zhì)的量為x，H2的物質(zhì)的量為y，由題意知
解得x=0.1 mol，y=0.1 mol，則x∶y=1∶1。
√
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9.如圖表示在催化劑(Nb2O5)表面進(jìn)行的反應(yīng):H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)。
已知下列反應(yīng):
①2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)　ΔH1 ②C(s)+O2(g)==CO(g)　ΔH2
③C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH3
下列說法不正確的是(　　)
A.ΔH2>ΔH3
B.圖中的能量轉(zhuǎn)化方式主要為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.反應(yīng)2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) 的ΔH=ΔH3-ΔH2
D.反應(yīng)H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1
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解析:由②與③分析，碳完全燃燒生成二氧化碳放出的熱量多，因此ΔH3<ΔH2，A正確；根據(jù)圖中信息得到，能量轉(zhuǎn)化方式主要為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；根據(jù)蓋斯定律分析，③的2倍減去②的2倍，得反應(yīng)2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)的ΔH=2(ΔH3-ΔH2)，C錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律分析，①的一半減去③，加上②，得反應(yīng)H2(g)+CO2(g)==CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1，D正確。
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√
10.(2024·重慶卷)二氧化碳 甲烷重整是CO2資源化利用的重要研究方向，涉及的主要熱化學(xué)方程式有:
①CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247 kJ·mol-1
②CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) ΔH2=-131 kJ·mol-1
③CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g) ΔH3=-90 kJ·mol-1
已知H—H鍵能為a kJ·mol-1，O—H鍵能為b kJ·mol-1，C—H鍵能為c kJ·mol-1，則CO(g)中的碳氧鍵鍵能(單位:kJ·mol-1)為(　　)
A.-206+3a-2b-4c B.-206-3a+2b+4c
C.206+3a-2b-4c D.206-3a+2b+4c
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解析:根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)①+反應(yīng)②-反應(yīng)③，可得反應(yīng):
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+247 kJ·mol-1+(-131 kJ·mol-1)
-(-90 kJ·mol-1)=+206 kJ·mol-1；根據(jù)ΔH=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和，可得ΔH=4c kJ·mol-1+2b kJ·mol-1-3a kJ·mol-1-CO(g)中的碳氧鍵鍵能=+206 kJ·mol-1，故CO(g)中的碳氧鍵鍵能=(-206-3a+2b+4c)kJ·mol-1，B項(xiàng)正確。
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11.在一定溫度、壓強(qiáng)下，依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是 (　　)
A.C(s，石墨)+CO2(g)==2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
B.1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為
CO2(g)，前者放熱多
C.ΔH5=ΔH1-ΔH3
D.化學(xué)反應(yīng)的ΔH，只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)
√
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3
解析:由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ:C(s，石墨)+O2(g)==CO(g)　ΔH1；反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+O2(g)==CO2(g)　ΔH2，則反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ得C(s，石墨)+CO2(g)
==2CO(g)，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH=ΔH1-ΔH2，A正確；由題干信息可知，
C(s，石墨)==C(s，金剛石)　ΔH5>0，即1 mol C(s，石墨)具有的總能量低于1 mol C(s，金剛石)具有的總能量，則1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，后者放熱多，B錯(cuò)誤；由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ:C(s，石墨)+O2(g)==CO(g)　ΔH1，反應(yīng)Ⅲ:C(s，金剛石)+O2(g)==CO(g)　ΔH3，則反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅲ得C(s，石墨)==C(s，金剛石)，根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH5=ΔH1-ΔH3，C正確；根據(jù)蓋斯定律可知，化學(xué)反應(yīng)的ΔH 只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)，D正確。
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二、非選擇題
12.(10分)運(yùn)載火箭的第三級(jí)使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧。
已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式回答下列問題:
(1)通過計(jì)算說明等質(zhì)量的H2、CH4、C完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是_____　　　(填化學(xué)式)，等物質(zhì)的量H2、CH4、C完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是______(填化學(xué)式)。
H2
　CH4　
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解析:根據(jù)題干所給熱化學(xué)方程式，可分別計(jì)算:若質(zhì)量均為1 g的H2、CH4、C完全燃燒，放出的熱量分別為×、×、×，計(jì)算分別得:142.9 kJ、55.64 kJ、32.79 kJ。因此等質(zhì)量H2、CH4、C完全燃燒放出熱量最多的是H2；若物質(zhì)的量均為1 mol 的H2、CH4、C完全燃燒，放出的熱量分別為285.8 kJ、890.3 kJ、393.5 kJ，即CH4完全燃燒放出的熱量最多。
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二、非選擇題
12.(10分)運(yùn)載火箭的第三級(jí)使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧。
已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式回答下列問題:
(2)根據(jù)以上反應(yīng)，則C(s)+2H2(g)==CH4(g)的焓變?chǔ)=　　　　　　　。
-74.8 kJ·mol-1
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解析:將已知三個(gè)反應(yīng)按順序依次編號(hào)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ+Ⅲ-Ⅱ即可得到目標(biāo)反應(yīng)式，即:C(s)+2H2(g)==CH4(g)　ΔH4，
ΔH4=[(-393.5)+(-571.6)-(-890.3)]kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1。
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二、非選擇題
12.(10分)運(yùn)載火箭的第三級(jí)使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧。
已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式回答下列問題:
(3)已知H2O(l)==H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1，試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.3 kJ·mol-1　
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解析:2H2O(l)==2H2O(g)　ΔH5=+88.0 kJ·mol-1　Ⅳ
根據(jù)蓋斯定律，由Ⅱ+Ⅳ可得到甲烷燃燒生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式:
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.3 kJ·mol-1。
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3
二、非選擇題
12.(10分)運(yùn)載火箭的第三級(jí)使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧。
已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)==CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式回答下列問題:
(4)若混合物H2(g)和CH4(g)的總物質(zhì)的量為3 mol，且完全燃燒放出2 066.4 kJ的能量，則n(H2)∶n(CH4)=　　　　。
1∶2
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3
解析:設(shè)H2、CH4物質(zhì)的量分別為x、y，則x+y=3。二者混合物燃燒放出的總熱量為2 066.4 kJ，則有:285.8x+890.3y=2 066.4。聯(lián)立兩式解得:x=1，y=2。因此n(H2)∶n(CH4)=1∶2。
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3
13.(8分)(1)(2024·甘肅卷·節(jié)選)SiHCl3是制備半導(dǎo)體材料硅的重要原料，可由不同途徑制備。由SiCl4制備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時(shí)，由SiCl4(g)+2H2(g)==Si(s)+4HCl(g)制備56 g硅　　(填“吸”或“放”)熱　　　　kJ。
解析:把題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式按順序依次編號(hào)①②，則根據(jù)蓋斯定律可知，由①+②可得熱化學(xué)方程式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，則制備56 g Si，即2 mol Si，需要吸收熱量為293.51×2 kJ=587.02 kJ。
吸
587.02
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
(2)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)開___________________
(列式表示)。
解析:設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M，第二步的產(chǎn)物為N，則X→M　ΔH1=(E1-E2)，M→N　ΔH2=ΔH，N→Y　ΔH3=(E3-E4)，根據(jù)蓋斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三)　反應(yīng)熱的計(jì)算
一、選擇題
1.(2025·威武期中檢測(cè))已知P4(白,s)、P(紅,s)及P2O5(s)之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示,則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是 (　　)
A.ΔH1>ΔH2 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH1=ΔH2 D.無法確定
2.(2025·南充階段檢測(cè))以N2O5為新型硝化劑的硝化反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、選擇性高、無副反應(yīng)發(fā)生、過程無污染等優(yōu)點(diǎn)。N2O5可通過N2O4臭氧化法制備。
已知:①N2O4(g)2NO2(g) ΔH1
②2O3(g)3O2(g) ΔH2
③2N2O5(s)4NO2(g)+O2(g) ΔH3
則N2O4(g)+O3(g)N2O5(s)+O2(g)的ΔH為 (　　)
A.ΔH1+ΔH2-ΔH3 B.2ΔH1-ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2-ΔH3 D.2ΔH1+ΔH2+ΔH3
3.(2025·泉州期中檢測(cè))已知H—H鍵能(斷裂時(shí)吸收或生成時(shí)釋放的能量)為436 kJ·mol-1,H—N鍵能為391 kJ·mol-1,根據(jù)化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1。計(jì)算N≡N的鍵能是 (　　)
A.431 kJ·mol-1 B.649 kJ·mol-1
C.896 kJ·mol-1 D.946 kJ·mol-1
4.用H2可將工業(yè)廢氣中的NO催化還原成N2,其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,則NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)的 ΔH為 (　　)
A.0.5(a+b-c-d)kJ·mol-1
B.0.5(c+a-d-b)kJ·mol-1
C.0.5(c+d-a-b)kJ·mol-1
D.0.5(b+d-a-c)kJ·mol-1
5.(2025·長(zhǎng)沙期末檢測(cè))已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2 215 kJ·mol-1,H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成18 g水蒸氣,則放出的熱量為 (　　)
A.2 039 kJ B.509.75 kJ
C.553.75 kJ D.597.75 kJ
6.(2025·東莞期中檢測(cè))大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25 ℃時(shí),相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì) H2(g) C(石墨,s) C6H6(l)
燃燒熱ΔH/(kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -3 267.5
則25 ℃時(shí),6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)　ΔH為 (　　)
A.-30.9 kJ·mol-1　 B.+49.1 kJ·mol-1
C.+104.7 kJ·mol-1 D.-2 588.2 kJ·mol-1
7.(2025·泉州期中檢測(cè))乙烯是制備合成纖維、合成橡膠、塑料等的基本化工原料。由乙烷制備乙烯的反應(yīng)如下:
①2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH1=-566 kJ·mol-1
②2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-260 kJ·mol-1
③C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH3
則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系正確的是 (　　)
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH3>ΔH1>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH3>ΔH1
8.已知下列熱化學(xué)方程式:
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1
現(xiàn)有炭粉和氫氣組成的氣、固混合物0.2 mol,在氧氣中完全燃燒,共放出63.53 kJ熱量,則炭粉與氫氣的物質(zhì)的量之比為 (　　)
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶2
9.如圖表示在催化劑(Nb2O5)表面進(jìn)行的反應(yīng):H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)。
已知下列反應(yīng):
①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH1
②C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH2
③C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH3
下列說法不正確的是 (　　)
A.ΔH2>ΔH3
B.圖中的能量轉(zhuǎn)化方式主要為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.反應(yīng)2CO(g)+O2(g)2CO2(g) 的ΔH=ΔH3-ΔH2
D.反應(yīng)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1
10.(2024·重慶卷)二氧化碳 甲烷重整是CO2資源化利用的重要研究方向,涉及的主要熱化學(xué)方程式有:
①CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247 kJ·mol-1
②CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH2=-131 kJ·mol-1
③CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) ΔH3=-90 kJ·mol-1
已知H—H鍵能為a kJ·mol-1,O—H鍵能為b kJ·mol-1,C—H鍵能為c kJ·mol-1,則CO(g)中的碳氧鍵鍵能(單位:kJ·mol-1)為 (　　)
A.-206+3a-2b-4c B.-206-3a+2b+4c
C.206+3a-2b-4c D.206-3a+2b+4c
11.在一定溫度、壓強(qiáng)下,依據(jù)圖示關(guān)系,下列說法不正確的是 (　　)
A.C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
B.1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g),前者放熱多
C.ΔH5=ΔH1-ΔH3
D.化學(xué)反應(yīng)的ΔH,只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān)
二、非選擇題
12.(10分)運(yùn)載火箭的第三級(jí)使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧。已知下面在298 K時(shí)的熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
根據(jù)上面的熱化學(xué)方程式回答下列問題:
(1)通過計(jì)算說明等質(zhì)量的H2、CH4、C完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是　　　　(填化學(xué)式),等物質(zhì)的量H2、CH4、C完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是　　　　(填化學(xué)式)。
(2)根據(jù)以上反應(yīng),則C(s)+2H2(g)CH4(g)的焓變?chǔ)=　　　　　　　。
(3)已知H2O(l)H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1,試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式: 　。
(4)若混合物H2(g)和CH4(g)的總物質(zhì)的量為3 mol,且完全燃燒放出2 066.4 kJ的能量,則n(H2)∶n(CH4)=　　　　。
13.(8分)(1)(2024·甘肅卷·節(jié)選)SiHCl3是制備半導(dǎo)體材料硅的重要原料,可由不同途徑制備。由SiCl4制備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時(shí),由SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)制備56 g硅　　　　　(填“吸”或“放”)熱　　　　　kJ。
(2)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。Cr2O3催化丙烷脫氫過程中,部分反應(yīng)歷程如圖,X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)?(列式表示)。
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三)
1.選B　白磷轉(zhuǎn)化為紅磷,ΔH<0,則白磷的能量高于紅磷,所以白磷燃燒生成五氧化二磷放出的熱量多于紅磷燃燒生成五氧化二磷放出的熱量,反應(yīng)的焓變?chǔ)1<ΔH2。
2.選C　由蓋斯定律,只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與途徑無關(guān)可知,反應(yīng)①+×②-×③得反應(yīng)N2O4(g)+O3(g)N2O5(s)+O2(g),故該反應(yīng)的 ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
3.選D　已知:H—H鍵能為436 kJ·mol-1,N—H鍵能為391 kJ·mol-1,令N≡N的鍵能為x,對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。反應(yīng)熱ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,故x+3×436 kJ·mol-1-2×3×391 kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1,解得:x=946 kJ·mol-1。
4.選A　由圖中轉(zhuǎn)化可知,斷裂化學(xué)鍵吸收能量,形成化學(xué)鍵釋放能量,發(fā)生反應(yīng)為2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=(a+b-c-d)kJ·mol-1,又化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)中的能量變化成正比,則NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)的ΔH=0.5(a+b-c-d)kJ·mol-1。
5.選B　由丙烷的燃燒熱得①C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 215 kJ·mol-1,②H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,由蓋斯定律①+②×4可得C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 039 kJ·mol-1,生成4 mol水蒸氣放出的熱量為2 039 kJ,則生成1 mol水蒸氣放出的熱量為509.75 kJ。
6.選B　由題給燃燒熱數(shù)據(jù)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,根據(jù)蓋斯定律,由3×①+6×②-③,則ΔH=[(-285.8)×3+(-393.5)×6-(-3 267.5)] kJ·mol-1=+49.1 kJ·mol-1。
7.選A　依據(jù)蓋斯定律,由(②-①)×可得C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH3=×[-260 kJ·mol-1-(-566 kJ·mol-1)]=+153 kJ·mol-1,故ΔH3>ΔH2>ΔH1。　
8.選A　設(shè)炭粉的物質(zhì)的量為x,H2的物質(zhì)的量為y,由題意知
解得x=0.1 mol,y=0.1 mol,則x∶y=1∶1。
9.選C　由②與③分析,碳完全燃燒生成二氧化碳放出的熱量多,因此ΔH3<ΔH2,A正確;根據(jù)圖中信息得到,能量轉(zhuǎn)化方式主要為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;根據(jù)蓋斯定律分析,③的2倍減去②的2倍,得反應(yīng)2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的ΔH=2(ΔH3-ΔH2),C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律分析,①的一半減去③,加上②,得反應(yīng)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1,D正確。
10.選B　根據(jù)蓋斯定律,由反應(yīng)①+反應(yīng)②-反應(yīng)③,可得反應(yīng):CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+247 kJ·mol-1+(-131 kJ·mol-1)-(-90 kJ·mol-1)=+206 kJ·mol-1;根據(jù)ΔH=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和,可得ΔH=4c kJ·mol-1+2b kJ·mol-1-3a kJ·mol-1-CO(g)中的碳氧鍵鍵能=+206 kJ·mol-1,故CO(g)中的碳氧鍵鍵能=(-206-3a+2b+4c)kJ·mol-1,B項(xiàng)正確。
11.選B　由題干信息可知,反應(yīng)Ⅰ:C(s,石墨)+O2(g)CO(g)　ΔH1;反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH2,則反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ得C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g),根據(jù)蓋斯定律可知ΔH=ΔH1-ΔH2,A正確;由題干信息可知,C(s,石墨)C(s,金剛石)　ΔH5>0,即1 mol C(s,石墨)具有的總能量低于1 mol C(s,金剛石)具有的總能量,則1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g),后者放熱多,B錯(cuò)誤;由題干信息可知,反應(yīng)Ⅰ:C(s,石墨)+O2(g)CO(g)　ΔH1,反應(yīng)Ⅲ:C(s,金剛石)+O2(g)CO(g)　ΔH3,則反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅲ得C(s,石墨)C(s,金剛石),根據(jù)蓋斯定律可知,ΔH5=ΔH1-ΔH3,C正確;根據(jù)蓋斯定律可知,化學(xué)反應(yīng)的ΔH 只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān),D正確。
12.解析:(1)根據(jù)題干所給熱化學(xué)方程式,可分別計(jì)算:若質(zhì)量均為1 g的H2、CH4、C完全燃燒,放出的熱量分別為×、×、×,計(jì)算分別得:142.9 kJ、55.64 kJ、32.79 kJ。因此等質(zhì)量H2、CH4、C完全燃燒放出熱量最多的是H2;若物質(zhì)的量均為1 mol的H2、CH4、C完全燃燒,放出的熱量分別為285.8 kJ、890.3 kJ、393.5 kJ,即CH4完全燃燒放出的熱量最多。(2)將已知三個(gè)反應(yīng)按順序依次編號(hào)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,根據(jù)蓋斯定律,由Ⅰ+Ⅲ-Ⅱ即可得到目標(biāo)反應(yīng)式,即:C(s)+2H2(g)CH4(g)　ΔH4,ΔH4=[(-393.5)+(-571.6)-(-890.3)]kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1。
(3)2H2O(l)2H2O(g)　ΔH5=+88.0 kJ·mol-1　Ⅳ
根據(jù)蓋斯定律,由Ⅱ+Ⅳ可得到甲烷燃燒生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.3 kJ·mol-1。　
(4)設(shè)H2、CH4物質(zhì)的量分別為x、y,則x+y=3。二者混合物燃燒放出的總熱量為2 066.4 kJ,則有:285.8x+890.3y=2 066.4。聯(lián)立兩式解得:x=1,y=2。因此n(H2)∶n(CH4)=1∶2。
答案:(1)H2　CH4　(2)-74.8 kJ·mol-1　(3)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.3 kJ·mol-1　(4)1∶2
13.解析:(1)把題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式按順序依次編號(hào)①②,則根據(jù)蓋斯定律可知,由①+②可得熱化學(xué)方程式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,則制備56 g Si,即2 mol Si,需要吸收熱量為293.51×2 kJ=587.02 kJ。(2)設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M,第二步的產(chǎn)物為N,則X→M　ΔH1=(E1-E2),M→N　ΔH2=ΔH,N→Y　ΔH3=(E3-E4),根據(jù)蓋斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
答案:(1)吸　587.02　
(2)(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
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