高考化学考点32 反应热的计算

高考化学考点32 反应热的计算

1 一、反应热的计算 1．运用盖斯定律计算反应热 第一步，找目标 确定目标方程式，找出目标方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置。 第二步，定转变 根据目标方程式中各物质计量数和所在位置对已知化学方程式进行转变：或调整计 量数，或调整方向。 第三步，相加减 对热化学方程式进行四则运算得到目标方程式及其 ΔH。 应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时需要注意以下问题： ①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般 2～3 个)进行合理“变形”，如 热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方 程式的 ΔH 与原热化学方程式之间 ΔH 的换算关系。 ②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH 也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时， ΔH 也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把 ΔH 看作一个整体进行运算。 ③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH 的符号也随之改变，但数值不变。 ④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会 吸热；反之会放热。 热化学方程式 焓变之间的关系 mA B ΔH1 A B ΔH2 ΔH2= ΔH1 或 ΔH1=mΔH2 mA B ΔH1 B mA ΔH2 ΔH1=−ΔH2 mA B ΔH1 B nC ΔH2 mA nC ΔH ΔH=ΔH1+ΔH2 2．根据热化学方程式的反应热计算 计算依据：反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照 热化学方程式与 ΔH 的关系计算反应热；若没有给出热化学方程式，则根据条件先得出热化学方程式，再计 1 m 1 m 2 算反应热。 3．根据反应物和生成物的能量计算 （1）计算公式：ΔH=生成物的总能量−反应物的总能量。 （2）根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q 放=n(可燃物)×ΔH。 4．根据反应物和生成物的键能计算 计算公式：ΔH=反应物的键能总和−生成物的键能总和。 根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。 常见物质的共价键数目 物质 CH4 (C—H) Si （Si—Si） SiO2 (Si—O) 金刚石 （C—C） 石墨 （C—C） P4 （P—P）） 1 mol 微粒所含 共价键数目/NA 4 2 4 2 1.5 6 二、反应热大小比较的技巧 直接比较法 ΔH 是一个有正负的数值，比较时应连同“+”、“−”号一起比较。 （1）吸热反应的 ΔH 肯定比放热反应的大(前者大于 0，后者小于 0)。 （2）同种物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH 越小。 （3）等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，对应 ΔH 越小。 （4）产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多，放出的热量多 对应 ΔH 越小。 反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多，放出的热量多对 应 ΔH 越小。 （5）生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反 应放出的热量多，放出的热量多对应 ΔH 越小。 （6）对于可逆反应，热化学方程式中的反应热是完全反应时的反应热，若按方程式反应物对应物质的 量投料，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数 值，放出的热量少对应 ΔH 越大。 例如： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=−197 kJ/mol， 3 则向密闭容器中通入 2 mol SO2 和 1 mol O2，反应达到平衡后，放出的热量要小于 197 kJ。 （7）不同单质燃烧，能态高（不稳定）的放热多，对应 ΔH 越小。如：金刚石比石墨能态高，两者燃 烧，金刚石放热多，对应 ΔH 越小。 盖斯定律比较法 （1）同一反应生成物状态不同时： A(g)+B(g) C(g)　ΔH1<0 A(g)+B(g) C(l)　 ΔH2<0 因为 C(g) C(l)　 ΔH3<0，而 ΔH3=ΔH2−ΔH1， 所以|ΔH2|>|ΔH1|。 （2）同一反应物状态不同时： S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH1<0 S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH2<0 S(s) SO2(g)　ΔH3>0 ΔH3+ΔH2=ΔH1，且 ΔH3>0，所以|ΔH1|<|ΔH2|。 （3）两个有联系的不同反应相比： C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1<0 C(s)+ O2(g) CO(g)　ΔH2<0 ΔH3+ΔH2=ΔH1，所以|ΔH1|>|ΔH2|。 图示比较法 画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便 地比较 ΔH 的大小。对于反应 2A+B 2C 的能量变化如图所示： 1 2 4 考向一 反应热的计算 典例 1 已知下列反应的反应热： （1）CH3COOH(l)+2O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=−870.3 kJ· mol−1 （2）C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH2=−393.5 kJ· mol−1 （3）H2(g)+ O2(g) H2O(l)　ΔH3=−285.8 kJ· mol−1 则反应 2C(s)+2H2(g)+O2(g) CH3COOH(l)的反应热为 A．ΔH=+488.3 kJ· mol−1 B．ΔH=−244.15 kJ· mol−1 C．ΔH=−977.6 kJ· mol−1 D．ΔH=−488.3 kJ· mol−1 【答案】D 1．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。 已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1 2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－196.46 kJ·mol－1 H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.84 kJ·mol－1 在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于 A．－417.91 kJ·mol－1　　　　 B．－319.68 kJ·mol－1 C．＋546.69 kJ·mol－1 D．－448.46 kJ·mol－1 利用盖斯定律进行计算的一般步骤 1 2 1 2 5 考向二 焓变(ΔH)的比较 典例 1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2 4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH3 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH4 2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A．ΔH1>0，ΔH2>0 B．ΔH3>0，ΔH4>0 C．ΔH2＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 【答案】D 6 2 ．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为 H+(aq)+OH−(aq) H2O(l) 　ΔH=−57.3 kJ·mol−1，又知电解质的电离是吸热过程。向 1 L 0.5 mol·L−1 的 NaOH 溶液中加入下列物质：①稀醋酸；② 浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变 ΔH1、ΔH2、ΔH3 的关系是 A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2 C．ΔH1=ΔH3>ΔH2 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2 比较反应热大小的四个注意要点 （1）反应物和生成物的状态： 物质的气、液、固三态的变化与反应热关系： （2）ΔH 的符号：比较反应热大小时不要只比较 ΔH 数值的大小，还要考虑其符号。 （3）化学计量数：当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的 ΔH 越小，吸热反 应的 ΔH 越大。 （4）正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=−92.4 kJ·mol−1 中的 92.4 kJ 是 1 mol N2(g)与 3 mol H2(g)完全反应生成 2 mol NH3(g)时放出的热量。 1 ． 已 知 ： ① H2O(g) H2O(l) 　 ΔH1=-Q1 kJ/mol ， ② C2H5OH(g) C2H5OH(l) 　 ΔH2=-Q2 kJ/mol ， ③ C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH3=-Q3 kJ/mol。则表示酒精燃烧热的热化学方程式是 A．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-(Q1-Q2+Q3) kJ/mol B．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-(3Q1 +Q3) kJ/mol C．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol D．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol 2．在 25 ℃、101 kPa 条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热 ΔH 分别为－393.5 kJ·mol－1、 －285.8 kJ·mol－1、－870.3 kJ·mol－1，则 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为 7 A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1 C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1 3．已知： ①CH3OH(g)＋ O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－b kJ·mol－1 ③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1 则下列叙述正确的是 A．由上述热化学方程式可知 b>c B．甲烷的燃烧热为 b kJ·mol－1 C．2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g) ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1 D．当甲醇和甲烷物质的量之比为 1∶2 时，其完全燃烧生成 CO2 和 H2O(l)时，放出的热量为 Q kJ，则该 混合物中甲醇的物质的量为 mol 4．天然气燃烧不完全会产生有毒气体 CO，又知 CO 和 CH4 燃烧的热化学方程式分别为 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1 又知由 1 mol H2 与 O2 反应生成液态 H2O 比生成气态 H2O 多放出 44 kJ 的热量。则下列热化学方程式正 确的是 A．2CH4(g)＋ O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 214 kJ·mol－1 B．2CH4(g)＋ O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 038 kJ·mol－1 C．3CH4(g)＋5O2(g)===CO2(g)＋2CO(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1 538 kJ·mol－1 D．3CH4(g)＋5O2(g)===CO2(g)＋2CO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 840 kJ·mol－1 5．氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知 1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出 9.2 kJ 的热量，氧化亚铜与氧气反 应的能量变化如图所示。 3 2 2 Q a b 7 2 7 2 8 下列有关判断正确的是 A．碳[C(s)]的燃烧热为-110.4 kJ/mol B．氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应 C．氧化亚铜与氧气反应的活化能为 292 kJ/mol D．足量炭粉与 CuO 反应生成 Cu2O 的热化学方程式为 C(s)+2CuO(s) Cu2O(s)+CO(g)　ΔH=+35.6 kJ/mol 6．已知下列热化学方程式： Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=−24.8 kJ·mol−1 Fe2O3(s)+ CO(g) Fe3O4(s)+CO2(g) △H=−15.73 kJ·mol−1 Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.4 kJ·mol−1 则 14g CO 气体还原足量 FeO 固体得到固体 Fe 和 CO2 气体时，对应的△H 为 A．−218 kJ·mol−1 B．−109 kJ·mol−1 C．+218 kJ·mol−1 D．+109 kJ·mol−1 7．根据所学知识，比较下列反应热的大小。 （1）同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH1①，2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH2②，则 ΔH1　　　　ΔH2(填“>”、“<”或“=”，下同)。 （2）同一反应的反应物状态不同时，反应热不同，如 S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH1① ，S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH2②，则 ΔH1 ΔH2。 （3）两个相联系的不同反应，其反应热不同。如 C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1①，C(s)+1/2O2(g) CO(g)　ΔH2②，又知 CO 的燃烧反应为放热反应 ，则 ΔH1　　　　　　　ΔH2。 8．氮可形成多种气态氧化物，如 NO、NO 2、N2O4 等。已知 NO2 和 N2O4 的结构式分别为 和 。实验测得 N—N 键的键能为 167 kJ·mol-1，NO2 中 键的键能为 465.5 kJ·mol-1 ，N2O4 3 1 3 2 9 中 键的键能为 438.5 kJ·mol-1，NO 中氮氧叁键的键能为 628 kJ·mol-1，O2 中 键的键能为 493 kJ·mol-1。 （1）写出 N2O4 转化为 NO2 的热化学方程式：　　　　　　　　。 （2）已知 2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)　ΔH。 ① 计算反应的 ΔH =　　　　。 ② 请解释高温下，氨气与氧气反应难以生成 NO2 的原因：　　　　　　　　　　　。 （3）用活化后的 V2O5 作催化剂，氨气将 NO 选择性还原成 N2 的一种反应历程如图所示。 ①写出总反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。 ②测得该反应的平衡常数与温度的关系为 lg Kp=5.08+ ，该反应是　　　　　　　　(填“吸热”或“放 热”)反应。 9．（1）FeS2 焙烧产生的 SO2 可用于制硫酸。已知 25 ℃、101 kPa 时： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH1=-197 kJ·mol-1； H2O(g) H2O(l)　ΔH2=-44 kJ·mol-1； 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) 2H2SO4(l)　ΔH3=-545 kJ·mol-1。 则 SO3(g)与 H2O(l)反应的热化学方程式为__________________。 （2）已知下列反应的热化学方程式： 6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g) 2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1； 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH2； C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH3。 则反应 4C3H5(ONO2)3(l) 12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的 ΔH 为　　　　。 （3）已知：在热力学标准状态(298 K、1.01×105 Pa)下，由稳定的单质发生反应生成 1 mol 化合物的反应 217.5 T 10 热叫该化合物的生成热(ΔH)，下图为氧族元素氢化物 a、b、c、d 的生成热数据示意图。①请你归纳氧族 元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热(ΔH)之间的关系：　　　　　　　　　　　　　　　　　。②写 出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。 1．[2017 江苏]通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是 ①C(s) + H2O(g) CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1 ②CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1 ③CO2 (g) + 3H2 (g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1 ④2CH3OH(g) CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1 A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是 CO2 资源化利用的方法之一 C．反应 CH3OH(g) CH3OCH3 (g) + H2O(l)的 ΔH = kJ·mol−1 D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的 ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1 2．[2016 江苏]通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) 2H2(g)+ O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol–1 ②焦炭与水反应制氢：C(s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol–1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol–1 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，ΔH3 减小 D．反应 CH4(g) C(s)+2H2(g)的 ΔH=74.8 kJ·mol–1 3．[2018 新课标Ⅱ卷] CH4-CO2 催化重整不仅可以得到合成气（CO 和 H2），还对温室气体的减排具有重要 意义。回答下列问题： 1 2 1 2 2 d 11 （1）CH4-CO2 催化重整反应为：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)+ (g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1 该催化重整反应的 ΔH=______ kJ·mol−1。 4．[2018 新课标Ⅲ卷]三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题： （1）SiHCl3 在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O 等，写出该反应的化 学方程式__________。 （2）SiHCl3 在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol−1 3SiH2Cl2(g) SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=−30 kJ·mol−1 则反应 4SiHCl3(g) SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的 ΔH=__________ kJ·mol−1。 5．[2018 北京卷] 近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： （1）反应Ⅰ：2H2SO4(l) 2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式：________________。 6．[2018 江苏卷] NOx（主要指 NO 和 NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的 NOx 是环境保护的 重要课题。 （1）用水吸收 NOx 的相关热化学方程式如下： 2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=−116.1 kJ·mol−1 3HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·mol−1 反应 3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的 ΔH=___________kJ·mol−1。 7．[2017 北京]TiCl4 是由钛精矿（主要成分为 TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯 TiCl4 的流程示 意图如下： 2 1 O2 12 资料：TiCl4 及所含杂质氯化物的性质 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸点/℃ 58 136 181（升华） 316 1412 熔点/℃ −69 −25 193 304 714 在 TiCl4 中的溶解 性 互溶 —— 微溶 难溶 （1）氯化过程：TiO2 与 Cl2 难以直接反应，加碳生成 CO 和 CO2 可使反应得以进行。 已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol−1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=−220.9 kJ·mol−1 ① 沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式：_______________________。 8．[2017 新课标Ⅰ]近期发现，H2S 是继 NO、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神 经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题： （2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通 过 计 算 ， 可 知 系 统 （ Ⅰ ） 和 系 统 （ Ⅱ ） 制 氢 的 热 化 学 方 程 式 分 别 为 ________________ 、 ______________，制得等量 H2 所需能量较少的是_____________。 9．[2017 新课标Ⅱ]丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： （1）正丁烷（C4H10）脱氢制 1−丁烯（C4H8）的热化学方程式如下： ①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1 已知：②C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=−119 kJ·mol−1 ③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=−242 kJ·mol−1 1 2 1 2 13 反应①的 ΔH1 为________kJ·mol−1。 10．[2017 新课标Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA 族元素，可以形成 As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4 等化合物， 有着广泛的用途。回答下列问题： （3）已知：As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2 2As(s)+ O2(g) =As2O5(s) ΔH3 则反应 As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的 ΔH =__________________。 1．【答案】B 2．【答案】D 【解析】因为醋酸是弱电解质，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量 Q(浓硫 酸)>Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸)，又因放热反应中，ΔH 为负值，即 ΔH=−Q，故 ΔH2<ΔH3<ΔH1。 1．【答案】C 【解析】根据盖斯定律，由 3×①-②+③得 C 2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol，C 项正确。学* 2．【答案】A 【解析】25 ℃、101 kPa 下，H2(g)、C(s)和 CH3COOH(l)的燃烧热 ΔH 分别是－285.8 kJ· mol－1、－393.5 kJ· mol － 1 和 － 870.3 kJ· mol － 1 ， 则 H2(g) ＋ O2(g)===H2O(l) 　 ΔH ＝ － 285.8 kJ·mol － 1 ① ， C(s) ＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ· mol －1②，CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1③，由盖斯定律可知，①×2＋②×2－③可得反应 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，其反应 热为 2×(－285.8 kJ·mol－1)＋2×(－393.5 kJ· mol－1)＋870.3 kJ·mol－1＝－488.3 kJ·mol－1。 3．【答案】C 3 2 1 2 5 2 1 2 14 【解析】水蒸气含有的能量比等量的液态水高，当等量的甲烷完全燃烧生成 CO2 和液态水时，释放的能 量较多，反应热会越小，所以 c>b，A 错误；甲烷的燃烧热指 1 mol 甲烷完全燃烧生成 CO2 和液态水时 放出的热量，因此甲烷的燃烧热为 c kJ·mol－1，B 错误；(①－②)×2，整理可得：2CH3OH(g)===2CH4(g)＋ O2(g)　ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1，C 正确；根据②、③两式可得 1 mol 的气态水变为液态水，放出热量是 kJ，当甲醇和甲烷物质的量之比为 1∶2 时，其完全燃烧生成 CO2 和 H2O(l)时，放出的热量为 Q kJ，则 该混合物中甲醇的物质的量为 mol＝ mol，D 错误。 4．【答案】D 【解析】根据题意写出有关反应的热化学方程式如下： ①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH1＝－566 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－890 kJ·mol－1 ③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1 ④CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH4 ⑤CH4(g)＋ O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH5 ④＝②－③×2，可求 ΔH4＝－890 kJ·mol－1＋88 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1 ⑤＝②－①× ，可求 ΔH5＝－890 kJ·mol－1＋283 kJ·mol－1＝－607 kJ·mol－1。A 项中，ΔH＝ΔH2＋ΔH5＝ －1 497 kJ·mol－1；同理，B 项中 ΔH 为－1 321 kJ·mol－1，C 项中 ΔH 为－2 104 kJ·mol－1，D 项中 ΔH 为 －1 840 kJ·mol－1。学* 5．【答案】D 【解析】燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，而该题中 C(s)燃烧的生 成物为 CO，故通过 ΔH=9.2 kJ/g×12 g/mol=-110.4 kJ/mol 计算所得的结果不是碳[C(s)]的燃烧热，A 项错 误。由题给图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应放热，B 项错误。由题给图像可知， 氧化亚铜与氧气反应的活化能为 348 kJ/mol，C 项错误。根据题给信息可得热化学方程式 2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH1=-220.8 kJ/mol①；根据题图信息可写出热化学方程式 2Cu2O(s)+O2(s) 4CuO(s)　 ΔH2=-292 kJ/mol②。足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为 C(s)+2CuO(s) Cu2O(s)+CO(g)　ΔH③， ×(反应①-反应②)=反应③，则 ΔH= (ΔH1-ΔH2)=+35.6 kJ/mol，D 项正确。 6．【答案】B 2 c b ( ) 2 Q a c b c   3 Q a c b  3 2 1 2 1 2 1 2 15 7．【答案】（1）>　（2）<　（3）< 【解析】（1）由盖斯定律知，用①式-②式得 2H2O(l) 2H2O(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2>0，故 ΔH1>ΔH2。 （2）由盖斯定律知，用①式-②式得 S(g) S(s)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0，故 ΔH1<ΔH2。学* （3）由盖斯定律知，用①式-②式得 CO(g)+1/2O2(g) CO2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0，故 ΔH1<ΔH2。 8．【答案】（1）N2O4 (g) 2NO2(g)　ΔH=+59 kJ·mol-1 （2）①+113 kJ·mol-1　②2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)　ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，有利于 NO2 的 分解，因此高温下难以生成 NO2 （3）①4NH3+6NO 5N2+6H2O　②放热 【解析】（1）根据两种物质的结构式可知反应过程中破坏 N2O4 中 键和 N—N 键需要吸收的热量 为 4×438.5 kJ·mol-1+167 kJ·mol-1=1 921 kJ·mol-1 ， 反 应 过 程 中 形 成 NO2 中 键 放 出 的 热 量 为 2×2×465.5 kJ·mol-1 =1 862 kJ·mol-1 ，所以 N2O4 转化为 NO2 的过程中吸收热量为 1 921 kJ·mol-1-1 862 kJ·mol-1=59 kJ·mol-l，热化学方程式为 N2O4 (g) 2NO2(g)　ΔH=+59 kJ·mol-1。 （2）①反应过程中破坏 NO2 中 键吸收热量为 2×2×465.5 kJ·mol-1 =1 862 kJ·mol-1，反应过程中形 成 NO 中氮氧叁键放出热量为 2×628 kJ·mol-1 =1 256 kJ·mol-1，反应过程中形成 O2 中 键放出热量为 493 kJ·mol-1，放出热量总和为 1 256 kJ·mol-1+493 kJ·mol-1=1 749 kJ·mol-1，所以反应过程中能量变化为 1 862 kJ·mol-1-1 749 kJ·mol-1=113 kJ·mol-1 ， 即 ΔH=+113 kJ·mol-1 。 ② 因 为 2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)　 ΔH>0，是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于 NO2 的分解，因此高温下氨气与氧气反应难以 生成 NO2，容易生成 NO。 （3）①从循环图中可知：NH3、NO 为反应物， N2 和 H2O 为生成物，而 V2O5 循环利用，为催化剂，所 以反应的化学方程式为 4NH3+6NO 5N2+6H2O。②lg Kp=5.08+ ，随着温度升高，lg Kp 不断减217.5 T 16 小，Kp 也在减小，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 9．【答案】（1）SO3 (g)+H2O(l) H2SO4(l)　ΔH=-130 kJ·mol-1 （2）12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1 （3）①氧族元素对应氢化物越稳定，ΔH 越小 ②H2Se(g) Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1 （2）①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g) 2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH 1； ②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH 2； ③ C(s)+O2(g) CO2(g) 　 ΔH 3 。 根 据 盖 斯 定 律 ， 由 ② ×5+ ③ ×12- ① ×2 得 4C3H5(ONO2)3(l) 12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)　ΔH=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1。 （3）①根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成氢化物越容易，氢化物越稳定；而根据热力 学，能量越低越稳定，a、b、c、d 依次为 H2Te、H2Se、H2S、H2O，由此可见氧族元素的氢化物越稳定， ΔH 越小。②由①可知，b 为硒化氢的生成热数据，则 H2S 发生分解反应的热化学方程式为 H2Se(g) Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1。学* 1．【答案】C 2．【答案】D 【解析】A、①中太阳能转化为化学能，A 错误；B、②中 ΔH2 131.3 kJ·mol–1>0，反应为吸热反 应，B 错误；C、使用催化剂能改变反应的活化能，从而改变反应速率，但不能改变化学反应的焓变，C 错误；D、根据盖斯定律：③－②即可得反应 CH 4(g) C(s)+2H2(g)的 ΔH=206.1 kJ·mol–1－131.3 kJ·mol–1=74.8 kJ·mol–1，D 正确。答案选 D。 【名师点睛】应用盖斯定律进行反应热的简单计算的关键在于设计反应过程，同时还需要注意：①参照 17 新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般 2～3 个)进行合理“变形”，如热化学 方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式 的 ΔH 与原热化学方程式之间 ΔH 的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH 也应相应地 乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH 也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把 ΔH 看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH 的符号也随之改变，但数值不变。④ 在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸 热；反之会放热。答题时注意灵活应用。 3．【答案】（1）247 【解析】（1）已知： ①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1 ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1 ② C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1 根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的 ΔH=＋247 kJ·mol−1。. 学* 4．【答案】（1）2SiHCl3+3H2O (HSiO)2O+6HCl （2）114 【 解 析 】 （ 1 ） 根 据 题 目 表 述 ， 三 氯 氢 硅 和 水 蒸 气 反 应 得 到 (HSiO)2O ， 方 程 式 为 ： 2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。 （2）将第一个方程式扩大 3 倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变，所以焓变为 48×3+(－30)=114kJ·mol-1。 5．【答案】（1）3SO2(g)+2H2O (g) 2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=−254 kJ·mol−1 6．【答案】（1）−136.2 【解析】（1）将两个热化学方程式编号， 2NO2（g）+H2O（l）=HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=−116.1 kJ·mol−1（①式） 3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol−1（②式） 应用盖斯定律，将（①式× 3+②式）÷2 得，反应 3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g） 18 ΔH=[（−116.1 kJ·mol−1）×3+75.9 kJ·mol−1]÷2=-136.2kJ·mol−1。 7．【答案】（1）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=−45.5 kJ/mol 【解析】（1）①生成 TiCl4 和 CO 的反应方程式为 TiO2＋2Cl2＋2C=TiCl4＋2CO，根据盖斯定律，两式 相 加 ， 得 到 TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=ΔH1+ΔH2=（−220.9 kJ·mol−1 ）+（+175.4 kJ·mol−1）=−45.5 kJ·mol－1。 8．【答案】（2）H2O(l)=H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系统（II） 【解析】（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) △H1=＋327 kJ/mol ②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/mol ③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/mol ④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/mol ② +②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式 H2O(l)=H2(g)+ O2(g) △H=+286 kJ/mol； ②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式 H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。学* 根据系统 I、系统 II 的热化学方程式可知：每反应产生 1mol 氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取 等量的 H2 所需能量较少的是系统 II。 9．【答案】（1）+123 【解析】（1）根据盖斯定律，用②式−③式可得①式，因此 ΔH1=ΔH2−ΔH3=−119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123 kJ/mol。 10．【答案】（3）2△H1−3△H2−△H3 2 1 2 1 2 1