反应热的计算人教版2019选择性必修1解析版

第二节反应热的计算素养目标.通过学习并理解盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算，培养宏观辨识与微观探析的核1心素养.通过学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力2新知预习知识点

一、盖斯定律.内容1一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是一相同的填“相同”或“不同江.特点2⑴化学反应的反应热，只与反应体系的始态、终态有关，与反应进行的途径无关始态一一终态Hlb⑵反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热a则△H=△△A”+%+”[o.意义3n有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接地方法测定如反应的无法直接测得，NH Cs+O2g=COg但下列两个反应的△”可以直接测得Cs+O g==CO2g△M=-

393.5kJ mol12COg+lo g=CO g AH=-

283.0kJ-moF1222D.3CH g+5O g==CO2g+2COg+6H Og AH=-1840kJmol1422【答案】D【解析】将题给反应依次编号为

①②，根据题目条件可得H2Og——比01AH-44kJ.rnol1@,,根据盖斯定律，A项中热化学方程式可由

②x2-

①W得到，AH-1497kJ-mol1；B项中热化学方程式可由

②x2-

①x衿x4得到，321kJ-mol1；C项中热化学方程式可由

②x3■

①得到，A”=-2104kJ.moH；D项中热化学方程式可由

②x3-

①-

③x6得到，AH=-1840kJ-mol1,正确.依据题意，写出下列反应的热化学方程式6⑴在、条件下，甲醇燃烧生成和液态水时放热则表示甲醇燃烧热的热化学25℃101kPa lgCO

222.68kJ方程式为o⑵若适量的和完全反应生成每生成需要吸收热量则该反应的热化学方程N202NCh,23g NO

216.95kJ式为O⑶用表示阿伏加德罗常数的值，在气态完全燃烧生成和液态水的反应中，每有个电子NA C2H2CO25NA转移时，放出的热量则该反应的热化学方程式为650kJo已知拆开、、三分别需要的能量是、、则与41mol H—H1mol N—H1mol NN436kJ391kJ946kJ,N2H2反应生成的热化学方程式为NH3o【答案】⑴CH30H1+出2g==CO2g+2H2⑴AH=-

725.76kJ-mol12N2g+2O2g==2NO2g AH=+

67.8kJ mol13C2H2g学2g==2CO2g+H2Ol AW=-1300kJ-mol14N g+3H g—2NH g AH=-92kJmol1223,已知71CH g+2O2g=CO2g+2H OlAH=-

890.3kJ mol-142⑵比他+为2g=H2Dg AW=-

241.8kJ mol1⑶H2g+2g=H2⑴AH=-

285.8kJ-mol1常温常压下取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体，其体积折合成标准状况下为

11.2L,完全燃烧后，恢复到常温，放出的热量是o【答案】

384.7kJ【解析】根据题意可知，混合气体的物质的量为贝」混合气体中和的物质的量分别

0.5moL I

0.5mol CH4H2为

0.5molx，=

0.4moL

0.5molx^O.l moL常温时水为液态，所以放出的热量为

0.4x

890.3+

0.lx

285.853kJ=

384.7kJo

8.将煤转化为水煤气的主要化学反应为Cs+H20g型C0g+H2g；Cs、COg和Hzg完全燃烧的热化学方程式为DCs+O g=CO g AW=-

393.5kJ mol122

②H2g4O2g=H2Og AH=-

242.0kJ-mol1

③COg+；O2g=CC2g AH=-

283.0kJ-mol1请回答⑴根据以上数据，写出与水蒸气反应生成和的热化学方程式Cs COH2比较反应热数据可知，和完全燃烧放出的热量之和比⑸完全燃烧放出的热量21mol COg1mol Hzg1mol C多甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图NHi二Cs+H Og+O2g-----------CO g+H Og222\/COg+H g+O g22并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等请分析甲、乙两同学观点中正确的是填“甲或”乙判断的理由是O将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优3点O【答案】⑴Cs+H2Og=COg+H2g AH=+

131.5kJ mol-1⑵乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量或AM=A2+AH3，且AH02⑶

①减少污染，

②燃烧充分，

③方便运输答两点即可【解析】1根据盖斯定律

①-

②-

③，即可得Cs+H2Og=COg+H2gAH=+13L5kJ・moH2由⑴中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”组.能力提升/、B双选一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物的污染已知

①

9.NOJCH g+4NO2g=4NOg+CO g+2H Og AM=-574kJ-mol1,

②CH4g+4NOg=2N2g+CO2g+2H2Xg AH2—I422下列选项不正确的是160kJ-morLA.CH g+2NO2g=N g+CO g+2H2Og bH=-867kJ・mol422B.CH4g+4NO2g=4NOg+CO2g+2H2Ol AW3AHI若用还原至则反应中放出的热量一定为C

0.2mol CH£g NChgN g,

173.4kJ2若用还原至整个过程中转移电子的物质的量为D.

2.24LCH4NO

20.8molN2,【答案】CD【解析】A项，由

①+

②得出CH4g+2NO g=N2g+CO2g4-2H Og△层四/竺kJ・mot口-22867kJ-mol1,正确；B项，H Og=H OlA/f0,因此AH3QM,正确；C项，没有说明反应生成的出0的状态，如22果是气态，则正确，若是液态，则大于错误；项，消耗转移但是否处于

173.4kJ,D1molCH,8moi e,

2.24LCH4标准状况下不清楚，错误D已知

10.H Og=H OlAHi22C Hi2O6g=C6Hi2O SC”266C H12O s+6O2g=6H Og+6CO2g AH6623C HiO6g+6O2g=6H2Ol+6CO2gAW624下列说法正确的是A.A/7i0,A//0,A//A//234B.6AM+△%+A“3-AH4=0C.-6AHi+AH+AH-AH=0234D.-6AHI+AH2-AH3+AH4=0【答案】B【解析】物质由气态转化为液态液化需要放热，物质由固态转化为气态需要吸热，比较反应和反应34,C6Hl26一C6Hl206g为吸热过程，6H20g-6H2⑴为放热过程，所以反应4放出更多能量，AH更小,故A“3AH4，选项错误；由盖斯定律知，反应反应反应可以得到反应即经数学变形，可以A1x6+2+34,6AHI+AH2+A”3=A“4,得至lj6AHI+A”2+A3-A4=0，选项B正确，选项C、D均错误

11.已知H2g+B「2⑴=2HBrg A/7=-72kJ-mol1,蒸发1mol B「2⑴需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如下表H gBr gHBrg22分子中的化学键断裂时1mol436a369需要吸收的能量/kJ则下列说法正确的是A.2HBrg=H g+Br lAH022B.Br l=Br g AH=-30kJ mol122C.H g+Br g=2HBrg A//=-42kJmol122D.a=2QQ【答案】D【解析】项，「⑴应为吸热反应，错误；项，物质由液态变成气态，应吸收热A2HBrg=H2g+B2AH0,A B量，AH0,故B项错误；已知H2g+Br2l尸2HBrg AH-72kJmol1,蒸发1molB「2⑴需要吸收的能量为30kJ,则有H g+Br g=2HBrg△”=-102kJ-mol1,C项错误；由436kJ+〃kJ-2x369kJ=-102kJ,解得a=200,故D项正22确

12.MgCO3和CaCCh的能量关系如图所示M=Ca、Mg M2+g+CO2-g M2+g+O2-g+CO g32仙tAWi IMMCOMD-----------------------MOs4CO已知离子电荷相同时，半径越小，离子键越强下列说法不正确的是•••A.AHi MgCO\H\CaCO033B.A/7MgCO=A/7CaCO02323C.AHiCaCO-NH\MgCO=AH CaO—AH MgO3333D.对于MgCCh和CaCCh,△“I+A“2A”3【答案】c【解析】表示断裂-和的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而AM CO32M2+项正确；表示断裂中共价键形成-和吸收的能量，与无关，因AHiMgCO AHiCaCO0,A CC^-CP CChM2+33而△〃项正确；由上可知而表示形成离子键2MgCO3=A“2CaCO30,B AH]CaCO3-AMMgCO30,A”3M0所放出的能量，为负值，的离子键强度弱于因而A“3CaO MgO,AH CaOAH MgO,AH CaO-AHMgO0,3333C项错误；由上分析可知A”I+A〃20,AH30,故+AH2AH3,D项正确.断开分子中的化学键使其分别生成气态原子和气态原子所吸收的能量称为的键能下131mol ABgA BA-B表列出了一些化学键的键能E化学键H—H Cl—Cl0=0C—Cl C—H0—H H—ClE/kJ・moH436247330413463431X请回答下列问题⑴如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为填“吸热”或“放热”反应，其中用含有、〃的关系式表示2若图示中表示反应H2g+^O2g==H Og AH=-

241.8kJ-mol_1,则根据所给键能数据可得，h=kJ-mol1，x=2o⑶历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用作催化剂，在℃时利用空气中的氧气与氯化氢反CuC12450应制氯气反应的化学方程式为若忽略温度和压强对反应热的o影响，根据题给有关数据及前面的计算结果，计算当反应中有电子转移时，反应的能量变化1mol为O【答案】⑴放热a-b kJ-mol

12926496.4CuC12七氏放出能量3O2+4HC14502cl2+

2031.4kJ【解析】图示反应中反应物具有的能量大于生成物具有的能量，因此是放热反应反应热为反应物断键1吸收的能量与生成物成键放出的能量之差，即表示、原子结合为气态水A”=a6kJ.molL25H O1mol时的能量变化，其数值为463x2=926；根据键能与焰变的关系可得，436+^-926-

241.8,则户49643CuClz根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式该反应的义O2+4HC192+2H2O A”=

496.4+4314-4502cl247x2-463x4kJ mol^-

125.6kJ・moH,则转移1mol电子时反应放出的能量为

31.4kJ则在此温度下C（s）+102（g）=C0（g）反应的△=△]-△2=-

110.5kJ-mol J知识点

二、反应热的计算.利用热化学方程式计算1使与足量反应，生成晶体并放出热量，则生成的反应热为25℃101kPa,LOgNa CLNaCl

17.87kJ1mol NaCl-

411.01kJ・moH0,利用燃烧热计算2乙醇的燃烧热为△“二」则、时乙醇完全燃烧放出的热量为25℃lOlkPa1kg

222121101.利用盖斯定律计算3已知温度过高时，WO2（s）转变为WO2（g）

①WO2（s）+2H2（g）==W（s）+2HO（g）H\2

②WCh（g）+2H2（g）==W（s）+2HO（g）Nh2贝I」W02（s）=二W02（g）的△“二△Hi”任务探究探究任务一盖斯定律的理解与应用运用盖斯定律解题的常用方法虚拟路径法若反应物变为生成物可以有两个途径

①由直接变成反应热为△“；

②由

1.A D,A D,A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为△〃]、△%、△”3，如图所示则有汁XH3o,加合法即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式2如求白磷）（红磷）的热化学方程式P4===4P已知P4（白磷，s）+50（g）=P40io（s）H\

①21L__P红磷,s+yO g==4p Ois

②240即可用

①-

②得出白磷转化为红磷的热化学方程式x

4.解题注意事项3⑴热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减，所求之和为其代数和2⑶将一个热化学方程式颠倒时，△”的+””-”号必须随之改变【典例】煤可通过下列两种途径成为燃料1途径I Cs+O g=CO g AHI022途径先制水煤气nCs+H Og=COg+H2g AH0

①22再燃烧水煤气2COg+O g=2CO g AH3Vo

②222H g+O2g=2H OgAH4Vo

③22请填写下列空白⑴判断两种途径放出的热量途径放出的热量填“大于”“等于”或“小于”途径放出的热量I n、、△%、的数学关系是2AMA”2o由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量填“大于”等于”或“小于”生成物具有的总能量，所3以该反应发生时，反应物须能量才能转化为生成物，因此其反应条件为o【答案】⑴等于心吊=八”岩223+A”4小于吸收高温3【解析】1途径n中，根据盖斯定律由

①+

②+

③X可得途径I的热化学方程式，故两种途径放出的热量相同根据盖斯定律2AHI=AH2-^A//3+AH4O因为故反应物的总能量小于生成物的总能量3AH0,2【变式训练1】已知2Zns+O g=2ZnOs AH=-

701.0kJmol-122Hgl+O g=2HgOs AH=-

181.6kJ-mol12则反应尸⑴的△”为Zns+HgOs ZnOs+HgA.+

519.4kJmol1B.+

259.7kJ-moF1C.-

259.7kJ-mol-1D.-

519.4kJ-rnol4【答案】C【解析】由题给热化学方程式可得

①Zn⑸+/）2（g）=ZnO（s）△=-

350.5kJ・moH；

②Hg⑴+C）2（g）=HgO（s）AH-QO.SkJ mol L根据盖斯定律，由

①-

②可得Zn（s）+Hg（Xs）==ZnO（s）+Hg⑴△”=（-

350.5kJ・mol）-（-

90.8kJ・mol i）=-

259.7kJ-molL探究任务二反应热计算的常用方法计算依据计算方法热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括△”的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数根据盖斯定律根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其相加或相减，得到一个新的热化学方程式根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量其燃烧热X根据化学键的变化△层反应物的化学键断裂所吸收的能量和一生成物的化学键形成所放出的能量和根据反应物和生成物的总能量△”=£（生成物）一反反应物）【典例】工业上利用天然气（主要成分为与进行高温重整制备已知、丛和的燃烧热2CH CChCO,CH4CO△分别为-

890.3口・11101-

1、-

285.8口・11101”和-

283.0口皿01-1,则生成1m3（标准状况）CO所需热量为【答案】5520kJ【解析】首先依据燃烧热的定义写出下列热化学方程式

①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2⑴A”i=-

890.3kJ-moH,

②H2（g）号O2（g）=H2O⑴△〃2=-

285.8kJ-mol1,

③COg+O2g=CO2gAH=-

283.0kJ・mo-1；3再写出根据盖斯定律，

①式-

②式-

③式即得CH4g+CO2g=2COg+2H2g,x2x2CH4g+CO2g=2COg+2H2g,所以A〃=AHI-2A〃2-2AH3=-

890.3+

285.8X2+

283.0X2kJ-moH=+

247.31000LkJ-mol1,生成1m3CO所需热量为

22.4L moHx

247.3kJ-mol^x^520kJ【变式训练2】甲烷的燃烧热△”=-

890.3kJ・moH,1kg CE在25℃、101kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为（）4kJ-mol-14kJ-mol-14kJ4kJ【答案】c

890.3kJ【解析】16g CH4燃烧放出

890.3kJ热量，1kg CH4燃烧放出的热量为16g xl000g=

55643.75kJ^

5.56xlO4kJo达标演练_/下列关于反应热的说法正确的是（）

1.当△“为“一”时，表示该反应为吸热反应A.B.已知C（s）+；02（g）=C0（g）的反应热为一

110.5kJ・mo「，说明C的燃烧热为

110.5kJ/mol反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关C.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关D.【答案】D【解析】中△”为+»时，反应为吸热反应，错误；中生成物为不是的燃烧热，错误；中反应热A BCO,C C的大小与反应物和生成物的能量有关，错误；为盖斯定律，正确D.相同温度时，下列两个反应的反应热分别用和表示，则（）2AM A“2

①H2（g）亭2（g）=H2O（g）AH1-Q1kJ mol

②2H2O⑴=2H2（g）+O2（g）AW=+22kJmol12已知、均大于零Q2AQQ2BQ=QC.2QIQ DQ=2Qi【答案】C【解析】将

①式改写成2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）AH3=-2QIkJ・moH

③，将

②式改写成2H（g）+O（g）=2HO（l）AH4=-Q2kJ・mol-®

③式中各物质的化学计量数与

④式相同，但

③式中H2O为气222态，

④式中为液态，生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多，故H

221023.已知FeO3（s）+|c（s）=|cO（g）+2Fe（s）AHi=+

234.1kJ/mol22C（s）+O2（g）=CO（g）AH=-

393.5kJ/mol322则2Fe（s）+5（）2（g）=Fe2O3（s）的\H是（）A--

824.4kJ/mol B.-

627.6kJ/molC.-

744.7kJ/mol D.-

169.4kJ/mol【答案】A33【解析】根据盖斯定律，由第二个方程式乘以再减去第一个方程式可得2Fe（s）+5O（g）=FeO3（s）,则J J22=-

824.4kJ/molo

4.已知C（s）+O2（g）=CO2（g）AHi=-

393.5kJ/mol,C（s）+1o（g）=CO（g）AH=-

110.5kJ/mol,则222mol C在O2中完全燃烧，放出的热量为（）A.221kJ B.787kJC.

393.5kJ D.

110.5kJ【答案】B【解析】在中完全燃烧生成故完全燃烧放出的热量为C02CO,2moic2molx

393.5kJ/mol=787kJ2液态水分解生成比和可通过下列途径来完成

5.23遍口啊）后竭三属+仙©£1已知氢气的燃烧热为则△仍为（）286kJ/moLA.+330kJ/mol B.-330kJ/molC.+242kJ/mol D.—242kJ/mol【答案】c【解析】由盖斯定律可知（）AHi+AH=+286kJ/mol,A/f=+286kJ/mol-AHi=+286kJ/mol-+44kJ/moI=+24222kJ/molo

6.

（1）已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）AH=-

483.6kJ-mol-1N（g）+2O（g）=2NO（g）AH=+

67.7kJ-mol-1222则反应4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）的反应热\H=⑵反应2so2（g）+O2（g）=2SO3（g）的能量变化如图所示已知1molS02（g）被氧化为1mol SO3（g）时的反应热AH=-99kJ・mo「i请回答下列问题

①图中点表示；点表示的总能量所代表的能量是的大小对该反应的反应热填“有”A C2moi S03g E;E或“无”影响o

②图中AHi=kJ.mor1【答案】1—

1034.9kJ-mol-12

①2mol SChg和1mol C2g的总能量活化能无

②—198【解析】将两个热化学方程式依次标注为

①、

②，依据盖斯定律，由

①一

②即得，1x24H2g+2NO g=N g+4H OgAH=-

483.6kJ・mo「x2—+

67.7kJ・mo「=—

1034.9kJ・mo「2

①A点表示反应物的222能量总和；代表破坏旧化学键所需的最低能量，即活化能；反应热的大小仅取决于反应物能量总和与生成物E能量总和之差，与活化能无关

②△Hi=2x—99kJ.mo「=-198kJ.mo「知识网络盖斯定律的内容化盖斯定律途径角度对盖斯定律的理解学能量守恒角度反根据热化学方程式及燃应烧热计算热给纽砂|根据化学键断裂和形成的的计算时的能量变化计算计根据盖斯定律进行计算巩固演练组基础达A・标.在、时,已知1298K101kPa

①2H2Og==O2g+2H2g NH\

②Cbg+H2g==2HClg A”2

③2cbg+2H2Og=4HClg+O2gAH3则与和间的关系正确的是A.AA”433=AMA+H2iA“2A“2B.AH=AH1+AH32C.AH3=AHI-2A//2D.AH3=AHI-AW2【答案】A【解析】因为反应式

①②③之间存在关系

①+2x

②=

③，故△，I+2A”2=AH

32.已知H—H、H—0和0=0键的键能分别为436kJ・moH、463kJ・mo产和495kJ・mot］下列热化学方程式正确的是A.H0g==H g+102gAH=-485kJ mol122B.H Og==H g+^O2gAH=+485kJ-mol-122C.2H g+O g==2H OgAH=+485kJ mol1222D.2H2g+O g==2H OgA”=-485kJ-mol-122【答案】D【解析】气态水分解产生和;的能量变化为1mol1mol H2g molC2g2x463kJ-436kJ$495kJ=

242.5kJ因此气态水分解的热化学方程式可表示为H20g尸H2g+上2gAH=+

242.5kJ・molL A、B两项错误若2mol的气态水分解可产生2mol Hzg和1mol0g,则此时反应的熔变是2A”=+

242.5kJ・moHx2=+485kJ-mol-1o2则与反应生成气态水的热化学方程式为项错误，项正H2g02g2H2g+O g=2H OgAH=-485kJ-moH CD22确.根据下列热化学方程式3@Cs+O g==CO gA/f=-

393.5kJ-mol122

②H2g+=O2g=H2Xl AH=-

285.8kJ mol

③CH3coOH⑴+2O2g==2CO2g+2H2⑴AH=-

870.3kJ-mol1可以计算出尸=⑴的反应热为2cs+2H2g+O2g CH3coOHA.AH=+

244.1kJ-mol-1B.A”=-

488.3kJ-moF1D.A=+

996.6kJ-mol-1【答案】B【解析】所求反应可以由

①x2+

②x2-

③得到，故所求反应的AH=-

393.5kJ・moHx2-

285.8kJ・mo「叹2+

870.3kJ・mol=-

488.3kJ・mol4,已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热△”依次为-akJ・moH、-AkJ・moH、-ckJ・moHa、b、c均大于0可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和HCH g+CO g=2COg4-2H gAM、2422试推算CH4g+H2Ol=COg4-3H2gAH2OA.AM=3-2方+2c kJ-mol-1B.AHi=b+c-2a kJ-mol1C.A42=人+3C・QkJ-mol1D.AH2=3b+c-kJ-mol1【答案】D【解析】依题意知

①CH4g+2O2g=CO2g+2H2⑴NH=-a kJ・moH

②H2g+102g=H20l\H=-b kJ mol-1

③COg+；O2g=CO2g\H=-C kJ-mol1根据盖斯定律知，

①-

②x2-

③x2得CH g+CO g==2COg+2H gAM=2b+2c-a kJ-mol1422

①-

②x3-

③得CH g4-H Ol==COg+3H2gA42=3/+c・a kJ-mol-

142.在一定条件下，和燃烧的热化学方程式分别为5CO CH’2cog+O2g==2CO2gAH=-566kJ・moHCH g+2O2g==CO2g+2H OlAW=-890kJ-mol-142又知由与反应生成液态比生成气态多放出的热量则气体在空H2g O2g1mol HO1mol HO44kJ CH422气中不完全燃烧的热化学方程式正确的是A.2CH g+HD2g==CO2g+COg+4H OlA/7=-l214kJ・moF42B.2CH g+jO2g==CO2g+COg+4H OgAH=-1038kJ-mol142C.3CH g+5O2g==CO2g+2COg4-6H OlAH=-1538kJmol142。