能力课时1 化学反应的热效应
探究 任务 1．掌握ΔH大小比较的方法。 2．能根据化学键的键能计算反应热。 3．掌握盖斯定律的应用。
ΔH的大小比较
比较ΔH大小的注意事项
1．在比较ΔH的大小时，要注意其数值前的符号。
2．同一放热反应(或吸热反应)，其他条件相同时，参加反应的反应物的物质的量越大，放出(或吸收)的热量越多，ΔH越小(或越大)。
3．要注意其他条件相同，同种燃料燃烧时，燃烧产物越稳定，放出的热量越多，ΔH越小。
4．要注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大，吸热反应的ΔH>0，放热反应的ΔH<0。
5．要注意同一反应，反应物或生成物的状态不同的情况。在同一反应里，反应物状态或生成物状态不同时，要考虑，或者从三状态自身的能量比较：E(g)>E(l)>E(s)，可知反应热大小亦不相同。如S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1；
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1。
6．要注意晶体类型不同，产物相同的反应
如C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1；
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1。
在同温同压下，下列各组热化学方程式中a＞b的一组是( )
A．CH4 (g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol-1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝b kJ·mol-1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol-1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1
C．C(s)＋O2 (g)===CO(g) ΔH＝a kJ·mol-1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝b kJ·mol-1
D．S(g)＋O2(g)===SO2 (g) ΔH＝a kJ·mol-1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝b kJ·mol-1
C [A．物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，气态水变为液态水的过程是放热的，故a＜b，故A错误；B．物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，热化学方程式的化学计量数加倍，焓变数值加倍，ΔH1＝2ΔH2，a＜b，故B错误；C．碳单质完全燃烧生成二氧化碳放出的热量多于不完全燃烧生成一氧化碳放出的热量，反应的焓变是负值，故a＞b，故C正确；D．物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，固体硫变为气态硫需要吸收热量，故a＜b，故D错误。]
1．已知：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol-1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol-1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol-1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol-1。
下列关系式正确的是( )
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0
C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0
C [A．对于放热反应，当反应物能量相同时，生成物的能量越低，反应放出的热量越多，ΔH越小，而①和③相比，③中水为液态，能量低于气态水，故反应③放出的热量大于①，即c＜a＜0，故A错误；B．由于燃烧均为放热反应，故ΔH均小于0，且对于放热反应，当反应物能量相同时，生成物的能量越低，反应放出的热量越多，ΔH越小，而④和②相比，④中水为液态，能量低于气态水，故反应④放出的热量大于②，即d＜b＜0，故B 错误；C．由于燃烧均为放热反应，故ΔH均小于0，且由于反应②是①的2倍，故b是a的2倍，故有2a＝b＜0，故C正确；D．由于燃烧均为放热反应，故ΔH均小于0，故D错误。]
2．通过以下反应可获得新型能源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) ΔH2＝b kJ·mol-1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝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
C [A项，反应①、②提供CO2和H2，正确；B项，反应③将CO2转化为有机原料，是CO2的资源化利用，正确；C项，反应生成液态水，ΔH不等于 kJ·mol-1，错误；D项，目标反应可由反应②×2＋③×2＋④获得，则 ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol-1，正确。]
根据化学键的变化计算反应热
由化学键的键能计算反应热
解题步骤 解题注意事项
第一步：判断各物质中存在的化学键 必须考虑各物质的化学计量数
第二步：计算断键吸收的总能量、成键释放的总能量 ΔH＝断键吸收的总能量－成键释放的总能量
第三步：看计算结果 结果为负值的为放热反应；结果为正值的为吸热反应
甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
化学键 H—H C—O H—O C—H
E/(kJ·mol-1) 436 343 1 076 465 413
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算ΔH1＝____________kJ·mol-1，已知ΔH2＝，则ΔH3＝_________kJ·mol-1。
[解析] (1)反应热＝反应物总键能－生成物总键能，故ΔH1＝1 076 kJ·mol-1＋2×436 kJ·mol-1－(3×413＋343＋465)kJ·mol-1＝－99 kJ·mol-1；根据盖斯定律：反应②－反应①＝反应③，故ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝－58 kJ·mol-1－(－99 kJ·mol-1)＝。
[答案] －99 41
1．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：
化学键 P—P P—O P==O O==O
键能/(kJ·mol-1) a b c d
P4 P4O10
根据图所示的分子结构和有关数据计算该反应的ΔH，其中正确的是( )
A．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol-1
B．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol-1
C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol-1
D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol-1
B [ ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，所以反应P4＋5O2===P4O10的反应热 ΔH＝＋5d kJ·mol-1－(4c kJ·mol-1＋12b kJ·mol-1)＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol-1。]
2．氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据如下表：
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946.0 436.0 390.8
一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。反应为2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH＝________ kJ·mol-1。
[解析] 根据 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH＝×3×2－(946.0 kJ·mol-1＋436.0 kJ·mol-1×3)＝90.8 kJ·mol-1。
[答案] 90.8
盖斯定律的应用
解盖斯定律应用类题的步骤
解题步骤 解题注意事项
第一步：分析所求热化学方程式与题给热化学方程式的关系 必须考虑各物质究竟是反应物还是生成物
第二步：对热化学方程式进行变形 通过化学计量数的变化，约去与所求热化学方程式无关的各物质
第三步：代入计算ΔH ΔH应作相应的变化
(1)“垃圾是放错了地方的资源”。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 kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196 kJ·mol -1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1
则反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2+(aq)＋2H2O(l)的 ΔH＝___________________________________________________________________。
(2)工业上制取硝酸铵的流程图如图所示：
请回答下列问题：
已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1
6NO(g)＋4NH3(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－b kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为______________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2+(aq)＋H2(g) ΔH＝64 kJ·mol-1
②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196 kJ·mol-1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1
根据盖斯定律①＋×②＋③得Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2+(aq)＋2H2O(l) ΔH＝(64－×196－286) kJ·mol-1＝－320 kJ·mol-1。
(2)①4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1
②6NO(g)＋4NH3(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝
根据盖斯定律①×5－②×4得反应Ⅰ的热化学方程式：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝(－5a＋4b)kJ·mol-1。
[答案] (1)－320 kJ·mol-1
(2)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝(－5a＋4b)kJ·mol-1
(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393．5 kJ·mol-1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566 kJ·mol-1
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3＝141 kJ·mol-1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的 ΔH＝_________________。
(2)能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的标准燃烧热依次为－285．8 kJ·mol-1、－283．0 kJ·mol-1、－726．5 kJ·mol-1。已知CO和H2且在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则在25 ℃、101 kPa下，CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为__________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393．5 kJ·mol-1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝－566 kJ·mol-1 ③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3＝141 kJ·mol-1，
根据盖斯定律分析知，③＋①×2－②得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)，则 ΔH＝ΔH3＋ΔH1×2－ΔH2＝141 kJ·mol-1＋(－393.5 kJ·mol-1)×2＋566 kJ·mol-1 ＝－80 kJ·mol-1。
(2)CO燃烧的热化学方程式：CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1 ①
H2燃烧的热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8×2 kJ·mol-1 ②
CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ·mol-1③，将①＋②－③可得：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－128.1 kJ·mol-1。
[答案] (1)－80 kJ·mol-1
(2)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－128.1 kJ·mol-1
1．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＜0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝a kJ·mol-1(a＞0)
D [A项，已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的ΔH1＞0，错误；B项，由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，错误；C项，ΔH3＋ΔH4代表H(g)―→H＋(aq)的焓变，与是HCl还是HI无关，错误；D项，一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则断开1 mol H—X键形成气态原子吸收a kJ的能量，即为ΔH2＝a kJ·mol-1(a＞0)，正确。]
2．已知室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A．ΔH1＞0
B．ΔH2＞ΔH3
C．ΔH3＞ΔH1
D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
C [A项，CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1＞0，正确；B项，ΔH2＞0，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，正确；C项，ΔH3＜0，ΔH1＞0，则ΔH3＜ΔH1，错误；D项，根据盖斯定律可知：ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，正确。]
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，a＞0、b＞0。已知反应：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol-1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1
其他数据如下表。
化学键 C==O O==O C—H O—H
键能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463
下列说法正确的是( )
A．b＜a，且甲烷的燃烧热为b kJ·mol-1
B．上表中x＝
C．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－(a－b)kJ·mol-1
D．当有4NA个C—H键断裂时，该反应放出热量一定为b kJ
B [1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)所放出的热量为甲烷的燃烧热，A项错误；ΔH2＝×4＋2x kJ·mol-1－(798 kJ·mol-1×2＋463 kJ·mol-1×4)＝－b kJ·mol-1，则有x＝，B项正确；根据盖斯定律，得，H2O(g)===H2O(l) ΔH＝(b－a)kJ·mol-1，C项错误；当有4NA个C—H键断裂时(g)反应，若生成H2O(l)放出a kJ热量，若生成H2O(g)放出b kJ热量，D项错误。]
能力课时培优练(1) 化学反应的热效应
(本试卷共40分)
一、选择题(共5小题，每小题3分，共15分)
1．P4S3可用于制造安全火柴，相关物质的结构及键能如表所示。
共价键 S—S P—P P—S
键能/(kJ·mol-1) a b c
则反应S8(s)＋P4(s)===P4S3(s)的ΔH为( )
A．(a＋b－c) kJ·mol-1
B．(c－a－b) kJ·mol-1
C．(3a＋3b－6c) kJ·mol-1
D．3(2c－b－a) kJ·mol-1
C [根据 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，反应S8(s)＋P4(s)===P4S3(s) ΔH＝×8×a kJ·mol-1＋6×b kJ·mol-1－(6×c kJ·mol-1＋3×b kJ·mol-1)＝(3a＋3b－6c) kJ·mol-1，C项正确。]
2．在一定条件下发生如下反应：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝551 kJ·mol-1
反应Ⅱ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－297 kJ·mol-1
反应Ⅲ：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH3。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ中各物质的化学计量数既可表示物质的量，又可表示分子个数
B．反应Ⅱ中S(s)和O2(g)的总能量低于SO2(g)的总能量
C．ΔH3的数值为－254
D．ΔH的数值大小与物质的状态无关
C [A．热化学方程式中化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数，故A错误；B．反应Ⅱ为放热反应，则反应Ⅱ中S(s)和O2(g)的总能量高于SO2(g)的总能量，故B错误；C．反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝551 kJ·mol-1；反应Ⅱ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－297 kJ·mol-1，反应－Ⅰ－Ⅱ得反应Ⅲ：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH3＝(－551＋297)kJ·mol-1＝，故C正确；D．如完全燃烧相同质量的S(g)、S(s)放出的热量前者大于后者，所以ΔH与反应物的状态有关，故D错误。]
3．在好氧菌和厌氧菌作用下，废液中(aq)能转化为N2(g)和H2O(l)，示意图如下。
反应Ⅰ：(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH1＝a kJ·mol-1
反应Ⅱ：(aq)===4N2(g)＋9H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH2＝b kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A．两池发生的反应中，氮元素只被氧化
B．两池中投放的废液体积相等时能完全转化为N2
C．常温常压下，反应Ⅱ中生成22.4 L N2转移的电子数为3.75×6.02×1023
(aq)＋3O2(g)===2N2(g)＋4H＋(aq)＋6H2O(l) ΔH＝(3a＋b) kJ·mol-1
D [反应Ⅱ中中N被氧化，而中N被还原，A项错误；反应Ⅰ中转化为，根据反应与的物质的量之比为5∶3时可完全转化为N2，可知好氧菌池和厌氧菌池中投放的废液体积比为3∶5时能完全转化，B项错误；常温常压下，22.4 L N2的物质的量不为1 mol，C项错误；已知反应Ⅰ：(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH1＝a kJ·mol-1，反应Ⅱ：(aq)===4N2(g)＋9H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH2＝b kJ·mol-1，根据盖斯定律可得(aq)＋3O2(g)===2N2(g)＋4H＋(aq)＋6H2O(l) ΔH＝(3a＋b) kJ·mol-1，D项正确。]
4．根据能量变化示意图，下列说法不正确的是( )
A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高
B．相同物质的量的NO2(g)和N2O4(g)，后者含有的总键能较高
C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
D．N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH；则ΔH＞ΔH4
D [A．同种物质的气态与液态，气态能量较高，则相同质量的 N2H4(g)和 N2H4(l)，前者具有的能量较高，故A正确；B．ΔH3＜0，焓变等于断裂化学键吸收的能量减去形成化学键释放的能量，则相同物质的量的 NO2(g)和 N2O4(g)，后者含有的总键能较高，故B正确；C．由盖斯定律可知，⑤＝①＋②＋③＋④，则ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，故C正确；D．由盖斯定律可知，N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)可由反应②＋③＋④得到，ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，ΔH2＜0，ΔH3＜0，则ΔH＜ΔH4，故D错误。]
5．通过以下反应均可获取O2。
①光催化分解水制氧气：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1
②过氧化氢分解制氧气：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH2＝－196.4 kJ·mol-1
③一氧化氮分解制氧气：2NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH3＝－180.5 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A．反应①ΔH1＜0
B．反应②和③都是热能转化为化学能
C．反应H2O2(l)===H2O(g)＋O2(g) ΔH＝－98.2 kJ·mo1-1
D．反应2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l)的 ΔH＝ΔH3－ΔH1
D [A．水分解可生成氢气，是吸热反应，所以反应①ΔH1＞0，故A错误；B．②③均为放热反应，均为化学能转化为热能，故B错误；C．物质的量与热量成正比，由②可知H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)的 ΔH＝－98.2 kJ·mol-1，若生成气态水时放热减少，则H2O2(l)===H2O(g)＋O2(g)的ΔH＞－98.2 kJ·mol-1，故C错误；D．由盖斯定律可知，③－①得到2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l)，则 ΔH＝ΔH3－ΔH1，故D正确。]
二、非选择题(共2小题，共25分)
6．(13分)(1)已知乙醇的标准燃烧热为－1 366.8 kJ·mol-1，写出相应的热化学方程式：_______________________________________________________。(2分)
(2)已知强酸强碱的中和反应反应热为－57.3 kJ·mol-1，写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和反应反应热的热化学方程式：__________________________
____________________________________________________________。(2分)
(3)已知101 kPa、25 ℃时，16 g硫固体完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，则硫的标准燃烧热的热化学方程式：_________________________________________
___________________________________________________________________。(2分)
(4)已知：101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol-1，则碳的标准燃烧热数值的绝对值____________110.5(填“＞”“＜”或“＝”)。(2分)
(5)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水，放出的热量___________57.3 kJ(填“＞”“＜”或“＝”)。(2分)
(6)相同条件下2 mol氢原子所具有的能量___________1 mol氢分子所具有的能量(填“＞”“＜”或“＝”)。(3分)
[解析] (1)标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的反应热，乙醇的标准燃烧热为－1 366.8 kJ·mol-1，标准燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol-1。
(2)强酸强碱的中和反应反应热为－57.3 kJ·mol-1，中和反应反应热是酸和碱的稀溶液完全反应生成1 mol液态水放出的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1。
(3)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，即1 mol S(s)完全燃烧时放出296.8 kJ热量，则热化学方程式为S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol-1。
(4)CO不是稳定氧化物，1 mol C完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量大于110.5 kJ。
(5)稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57．3 kJ·mol-1，但浓硫酸稀释放热，所以浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)，放出的热量大于57.3 kJ。
(6)1 mol氢分子断裂H—H键要吸热，所以2 mol氢原子所具有的能量大于1 mol氢分子所具有的能量。
[答案] (1)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol-1
(2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
(3)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol-1
(4)＞ (5)＞ (6)＞
7．(12分)(1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3，请回答：
①若反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，E1＞E2，则该反应为________ (填“吸热”或“放热”)反应。
②已知断裂1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。(4分)
(2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知：16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ的热量；2H2O2(l)===O2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－196.4 kJ·mol-1。反应N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)的 ΔH＝___________kJ·mol-1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为____________________________。(4分)
(3)向1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸，恰好完全反应的热效应为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则三者由小到大顺序为
______________________________________________________________。(2分)
(4)丙烷燃烧可以通过以下两种途径：
途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol-1
途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝b kJ·mol-1
2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－d kJ·mol-1(a、b、c、d均为正值)
判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量____________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。(2分)
[解析] (1)①反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，若E1＞E2，则该反应为放热反应；
②在反应N2＋3H2 2NH3中，断裂3 mol H—H键，1 mol N≡N键共吸收的能量为3×436 kJ＋946 kJ＝2 254 kJ，生成2 mol NH3，共形成6 mol N—H键，放出的能量为6×391 kJ＝2 346 kJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为2 346 kJ－2 254 kJ＝92 kJ。
(2)16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ的热量，热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－621.2 kJ·mol-1①
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.4 kJ·mol-1②
根据盖斯定律，①＋②得：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－817.6 kJ·mol-1。
(3)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，分别向1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液中加入：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸，醋酸的电离吸热，浓硫酸溶于水放热，恰好完全反应时放出的热量为①＞②＞③，所以ΔH1＜ΔH2＜ΔH3。
(4)根据盖斯定律，丙烷作为燃料不管是一步完成还是分多步完成，反应物和生成物的总能量是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样。
[答案] (1)放热 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1
(2)－621.2 N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－817.6 kJ·mol-1
(3)ΔH1＜ΔH2＜ΔH3 (4)等于
14/14能力课时1 化学反应的热效应
探究 任务 1．掌握ΔH大小比较的方法。 2．能根据化学键的键能计算反应热。 3．掌握盖斯定律的应用。
ΔH的大小比较
比较ΔH大小的注意事项
1．在比较ΔH的大小时，要注意其数值前的符号。
2．同一放热反应(或吸热反应)，其他条件相同时，参加反应的反应物的物质的量越大，放出(或吸收)的热量越多，ΔH越小(或越大)。
3．要注意其他条件相同，同种燃料燃烧时，燃烧产物越稳定，放出的热量越多，ΔH越小。
4．要注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大，吸热反应的ΔH>0，放热反应的ΔH<0。
5．要注意同一反应，反应物或生成物的状态不同的情况。在同一反应里，反应物状态或生成物状态不同时，要考虑，或者从三状态自身的能量比较：E(g)>E(l)>E(s)，可知反应热大小亦不相同。如S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1；
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1。
6．要注意晶体类型不同，产物相同的反应
如C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1；
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1。
在同温同压下，下列各组热化学方程式中a＞b的一组是( )
A．CH4 (g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol-1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝b kJ·mol-1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol-1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1
C．C(s)＋O2 (g)===CO(g) ΔH＝a kJ·mol-1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝b kJ·mol-1
D．S(g)＋O2(g)===SO2 (g) ΔH＝a kJ·mol-1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝b kJ·mol-1
1．已知：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol-1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol-1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol-1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol-1。
下列关系式正确的是( )
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0
C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0
2．通过以下反应可获得新型能源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) ΔH2＝b kJ·mol-1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝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
根据化学键的变化计算反应热
由化学键的键能计算反应热
解题步骤 解题注意事项
第一步：判断各物质中存在的化学键 必须考虑各物质的化学计量数
第二步：计算断键吸收的总能量、成键释放的总能量 ΔH＝断键吸收的总能量－成键释放的总能量
第三步：看计算结果 结果为负值的为放热反应；结果为正值的为吸热反应
甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
化学键 H—H C—O H—O C—H
E/(kJ·mol-1) 436 343 1 076 465 413
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算ΔH1＝____________kJ·mol-1，已知ΔH2＝，则ΔH3＝_________kJ·mol-1。
1．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：
化学键 P—P P—O P==O O==O
键能/(kJ·mol-1) a b c d
P4 P4O10
根据图所示的分子结构和有关数据计算该反应的ΔH，其中正确的是( )
A．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol-1
B．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol-1
C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol-1
D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol-1
2．氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据如下表：
化学键 NN H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946.0 436.0 390.8
一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。反应为2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH＝________ kJ·mol-1。
盖斯定律的应用
解盖斯定律应用类题的步骤
解题步骤 解题注意事项
第一步：分析所求热化学方程式与题给热化学方程式的关系 必须考虑各物质究竟是反应物还是生成物
第二步：对热化学方程式进行变形 通过化学计量数的变化，约去与所求热化学方程式无关的各物质
第三步：代入计算ΔH ΔH应作相应的变化
(1)“垃圾是放错了地方的资源”。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 kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196 kJ·mol -1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1
则反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2+(aq)＋2H2O(l)的 ΔH＝___________________________________________________________________。
(2)工业上制取硝酸铵的流程图如图所示：
请回答下列问题：
已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1
6NO(g)＋4NH3(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－b kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为______________________________________
___________________________________________________________________。
(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393．5 kJ·mol-1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566 kJ·mol-1
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3＝141 kJ·mol-1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的 ΔH＝_________________。
(2)能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的标准燃烧热依次为－285．8 kJ·mol-1、－283．0 kJ·mol-1、－726．5 kJ·mol-1。已知CO和H2且在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则在25 ℃、101 kPa下，CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为__________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
1．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＜0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小
C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝a kJ·mol-1(a＞0)
2．已知室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A．ΔH1＞0
B．ΔH2＞ΔH3
C．ΔH3＞ΔH1
D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
3．设NA为阿伏加德罗常数的值，a＞0、b＞0。已知反应：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol-1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1
其他数据如下表。
化学键 C==O O==O C—H O—H
键能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463
下列说法正确的是( )
A．b＜a，且甲烷的燃烧热为b kJ·mol-1
B．上表中x＝
C．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－(a－b)kJ·mol-1
D．当有4NA个C—H键断裂时，该反应放出热量一定为b kJ
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