热点强化14 综合题中有关反应热的计算
1.[2024·湖南，18(1)]丙烯腈(CH2CHCN)是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产CH2CHCN的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定；
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5(g)CH2CHCOOC2H5(g)+H2O(g) ΔH1
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：CH2CHCOOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCONH2(g)+C2H5OH(g) ΔH2
ⅲ：CH2CHCONH2(g)CH2CHCN(g)+H2O(g) ΔH3
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代数式表示)。
2.[2020·全国卷Ⅱ，28(1)①]天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) -1 560 -1 411 -286
ΔH1= kJ·mol-1。
3.[2024·甘肃，17(1)]SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
由SiCl4制备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时，由SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)制备56 g硅 (填“吸”或“放”)热 kJ。升高温度有利于制备硅的原因是 。
4.[2024·浙江1月选考，19(2)①]通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。
该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
Ⅰ：C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ：C(s)+H2(g)+O2(g)HCOOH(g) ΔH2=-378.7 kJ·mol-1
Ⅲ：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH3
ΔH3= kJ·mol-1。
5.[2024·广东，19(1)]酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
反应a：(aq)N2(g)+2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH= 。
6.(2025·唐山模拟)CO2的综合利用具有深远意义。由CO2、CO和H2制备甲醇涉及以下反应：
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.1 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
在特定温度下，由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在298 K的标准摩尔生成焓。
物质 CO(g) H2(g) CO2(g) H2O(g)
标准摩尔生成焓/(kJ·mol-1) -110.5 0 -393.5 x
则x= 。
答案精析
1.ΔH1+ΔH2+ΔH3
2.+137
3.吸 587.02 该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅
4.+14.8
解析 由盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ，则ΔH3=ΔH2-ΔH1=-378.7 kJ·mol-1+393.5 kJ·mol-1=+14.8 kJ·mol-1。
5.ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
解析 由已知可得：
Ⅰ.NaNO2(s)+NH4Cl(s)N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l) ΔH1；
Ⅱ.NaNO2(s)Na+(aq) ΔH2；
Ⅲ.NH4Cl(s)Cl-(aq) ΔH3；
Ⅳ.NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq) ΔH4；
由盖斯定律可知，目标方程式(aq)O(l)，可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ+Ⅳ得到，故反应ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4。
6.-241.9(共13张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第九章 热点强化14
综合题中有关反应热的计算
1.[2024·湖南，18(1)]丙烯腈(CH2==CHCN)是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产CH2==CHCN的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定；
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5(g)—→CH2==CHCOOC2H5(g)＋H2O(g) ΔH1
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：CH2==CHCOOC2H5(g)＋NH3(g)—→CH2==CHCONH2(g)＋C2H5OH(g) ΔH2
ⅲ：CH2==CHCONH2(g)—→CH2==CHCN(g)＋H2O(g) ΔH3
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
总反应HOCH2CH2COOC2H5(g)＋NH3(g)—→CH2==CHCN(g)＋C2H5OH(g)＋2H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代数式表示)。
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
根据盖斯定律，由反应ⅰ＋反应ⅱ＋反应ⅲ得HOCH2CH2COOC2H5(g)＋NH3(g)—→CH2==CHCN(g)＋C2H5OH(g)＋2H2O(g)，故ΔH=ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
2.[2020·全国卷Ⅱ，28(1)①]天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
ΔH1= kJ·mol－1。
＋137
写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律，ΔH1=
－1 560 kJ·mol－1－(－1 411 kJ·mol－1)－(－286 kJ·mol－1)=＋137 kJ·mol－1。
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
3.[2024·甘肃，17(1)]SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
由SiCl4制备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时，由SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)制备56 g硅 (填“吸”或“放”)热 kJ。升高温度有利于制备硅的原因是___________
______________________________________________。
吸
587.02
该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅
①SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1=＋74.22 kJ·mol－1，
②SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g) ΔH2=＋219.29 kJ·mol－1，由①＋②得SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，根据盖斯定律可知，该反应的ΔH=ΔH1＋ΔH2=＋74.22 kJ·mol－1＋219.29 kJ·mol－1=＋293.51 kJ·mol－1，则制备56 g Si需要吸收的热量为293.51 kJ·mol－1×=587.02 kJ；该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于制备硅。
4.[2024·浙江1月选考，19(2)①]通过电化学、热化学等方法，将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。
该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol－1
Ⅱ：C(s)＋H2(g)＋O2(g)===HCOOH(g) ΔH2=－378.7 kJ·mol－1
Ⅲ：CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) ΔH3
ΔH3= kJ·mol－1。
＋14.8
由盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅱ－反应Ⅰ，则ΔH3=ΔH2－ΔH1=－378.7 kJ·
mol－1＋393.5 kJ·mol－1=＋14.8 kJ·mol－1。
5.[2024·广东19(1)]酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
酸催化下NaNO2与NH4Cl混合溶液的反应(反应a)，可用于石油开采中油路解堵。
反应a：(aq)===N2(g)＋2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH= 。
ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4
由已知可得：
Ⅰ.NaNO2(s)＋NH4Cl(s)===N2(g)＋NaCl(s)＋2H2O(l) ΔH1；
Ⅱ.NaNO2(s)===Na＋(aq) ΔH2；
Ⅲ.NH4Cl(s)===Cl－(aq) ΔH3；
Ⅳ.NaCl(s)===Na＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH4；
由盖斯定律可知，目标方程式(aq)===N2(g)＋2H2O(l)，可由方程式Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应ΔH=ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4。
6.(2025·唐山模拟)CO2的综合利用具有深远意义。由CO2、CO和H2制备甲醇涉及以下反应：
①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1=－49.0 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=－90.1 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH3
在特定温度下，由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在298 K的标准摩尔生成焓。
物质 CO(g) H2(g) CO2(g) H2O(g)
标准摩尔生成焓/(kJ·mol－1) －110.5 0 －393.5 x
则x= 。
－241.9
由①－②得到CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH=＋41.1 kJ·mol－1，反应热=所有产物的标准摩尔生成焓的总和－所有反应物的标准摩尔生成焓的总和，故ΔH=[(－110.5＋x)－(－393.5＋0)] kJ·mol－1=＋41.1 kJ·mol－1，解得x=－241.9。
