第二节 反应热的计算
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
1.相同
2.(2)放热 吸热
(3)始态 终态 途径
[问题思考] (1)提示:途径Ⅰ的反应物是C(s)和O2(g),生成物是CO2(g);反应的热化学方程式:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(2)提示:图中最初的反应物是C(s)和H2O(g),最终的生成物是CO2(g)和H2O(g);
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.5 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1。
(3)提示:将途径Ⅱ中的三个热化学方程式相加得到的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,途径Ⅰ与途径Ⅱ中相同质量的碳完全燃烧放出的热量相等。
(4)提示:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3;化学反应中能量的变化只与反应物的多少和反应物、生成物的最终状态有关,与中间过程无关。
知识迁移应用
例1 D [解析] 已知:
①H2O(g)H2O(l) ΔH1
②C6H12O6(g)C6H12O6(s) ΔH2
③C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3
④C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4
气态物质转化为液态、固态会释放能量,由题意得ΔH1<0,ΔH2<0;由盖斯定律可知,③-④得C6H12O6(s)+6H2O(l)6H2O(g)+C6H12O6(g) ΔH3-ΔH4=-(6ΔH1+ΔH2)>0,得ΔH3>ΔH4,A错误;根据盖斯定律,①×6+②+③=④,即6ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,则6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,故B、C错误,D正确。
例2 +14.8
[解析] 根据盖斯定律,Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ,则ΔH3=ΔH2-ΔH1=-378.7 kJ·mol-1+393.5 kJ·mol-1=+14.8 kJ·mol-1。
学习任务二
课前自主预习
[问题思考] (1)提示:ΔH'=2ΔH=-411 kJ·mol-1×2=-822 kJ·mol-1。
(2)提示:Q=n×1 366.8 kJ·mol-1=×1 366.8 kJ·mol-1≈29 713.0 kJ≈2.97×104 kJ。
知识迁移应用
例3 D [解析] 由能量变化示意图可知SO2催化氧化反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH3=-c kJ·mol-1,A正确;由于凝华放热,SO3(g)SO3(s) ΔH<0,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(s)的ΔH<ΔH3,B正确;由盖斯定律可知S(g)+3O(g)SO3(g),放出的能量为 kJ·mol-1,则S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ,C正确;由盖斯定律可得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq) ΔH=-(c+2d) kJ·mol-1,D错误。
例4 (1)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l) ΔH=-443.5 kJ·mol-1
(2)4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ·mol-1
[解析] (1)依据燃烧热的概念写出两个热化学方程式:
CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-726.5 kJ·mol-1①,
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1②,
根据盖斯定律,由①-②可得CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l),则ΔH=ΔH1-ΔH2=-726.5 kJ·mol-1-
(-283.0 kJ·mol-1)=-443.5 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律,由①+②×4-③×2可得4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ·mol-1。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
[解析] (2)反应热只与反应体系的始态和终态有关。
(3)在一定条件下,反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应条件无关。
(4)放热反应ΔH为负值,放出热量越多,ΔH就越小。
(5)该反应的ΔH=2E(H—H)+E(OO)-4E(H—O)。
2.C [解析] 由盖斯定律知,ΔH2=ΔH1-ΔH3=-110.5 kJ·mol-1,A正确;图示关系写出热化学方程式:①C(石墨,s)+ O2(g)CO (g) ΔH2,②CO(g)+O2 (g)CO2 (g) ΔH3,根据盖斯定律①-②可得:C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=ΔH2-ΔH3,B正确;由C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,C(金刚石,s)+ O2(g)CO2(g) ΔH=-395.41 kJ·mol-1知,金刚石完全燃烧放热更多,则金刚石能量高于石墨,金刚石不如石墨稳定,C错误;根据盖斯定律知,化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确。
3.C [解析] 该条件下,1 mol C(s)与1 mol氧气的总能量比1 mol CO2(g)所含有的能量高393.5 kJ,A错误;由盖斯定律知:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1,B错误;由题图知:CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,由盖斯定律可得CO2(g)CO(g)+O2 (g) ΔH=+283.0 kJ·mol-1,C正确;CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,一氧化碳的燃烧热为283.0 kJ·mol-1,D错误。第二节 反应热的计算
1.A [解析] 应用盖斯定律,将第一个热化学方程式与第二个热化学方程式的2倍相加,即得2Cl2(g)+
2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH3=ΔH1+2ΔH2,A项正确。
2.D [解析] 根据盖斯定律,将①-②得2C(s)+2H2O(g)2H2(g)+2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1-
(-483.6 kJ·mol-1)=+262.6 kJ·mol-1,则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH= kJ·mol-1=
+131.3 kJ·mol-1。
3.A [解析] 由盖斯定律知,①×2-②+③可得所求反应,即TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)的ΔH =(-393.5 kJ·mol-1)×2-(-566.0 kJ·mol-1)+(+175.4 kJ·mol-1)=-45.6 kJ·mol-1,A正确。
4.B [解析] O2(g)→2O(g)为断键吸热过程,ΔH3大于0,4H(g)+2O(g)2H2O(g)为成键放热过程,ΔH4小于0,则ΔH3>ΔH4,A正确;2H2O(g)→2H2O(l)为放热过程,则ΔH5<0,根据盖斯定律,ΔH1+ΔH5=ΔH6,故ΔH1>ΔH6,B错误,D正确;反应焓变与途径无关,根据盖斯定律,ΔH1+ΔH5=-(ΔH2+ΔH3+ΔH4),C正确。
5.D [解析] S(s)+O2(g)SO2(g)为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,即1 mol S(s)与1 mol O2(g)的总能量比1 mol SO2(g)的总能量高,A正确。SO2(g)S(s)+O2(g)为S(s)+O2(g)SO2(g)的逆反应,S(s)+O2(g)SO2(g)的ΔH=-297.2 kJ·mol-1,故SO2(g)S(s)+O2(g)的ΔH=+297.2 kJ·mol-1,B正确。热化学方程式中的化学计量数与ΔH成比例关系,故S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-148.6 kJ·mol-1,C正确。1 mol S(s)与1 mol O2(g)反应生成1 mol SO2(g)放出热量为297.2 kJ,S(g)转化为S(s)需要放热,故1 mol S(g)与1 mol O2(g)反应生成1 mol SO2(g)放出的热量大于297.2 kJ,D不正确。
6.A [解析] ΔH=E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和),即ΔH=360 kJ·mol-1×4+436 kJ·mol-1×2-176 kJ·mol-1×2-431 kJ·mol-1×4=+236 kJ·mol-1。
7.D [解析] 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。结合题中给出的键能可得出热化学方程式:③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=(2×436+496-4×462) kJ·mol-1=-480 kJ·mol-1,题中②2C(s)+O2(g)
2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol-1,(②-③)×得①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=(ΔH2-ΔH3)×,即a=
(-220+480)×=+130,选项D正确。
8.A [解析] 由题图可知,反应物的总能量为a kJ·mol-1,生成物的总能量为c kJ·mol-1,故该反应的反应热ΔH=(c-a) kJ·mol-1,A正确。反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,B不正确。断裂2 mol H—H和1 mol O2(g)中氧氧键吸收(b-a) kJ能量,C不正确。表示H2燃烧热的热化学方程式中生成物应为液态水,D不正确。
9.C [解析] 一般非金属性越强的元素,其气态氢化物稳定性越强,O的非金属性大于S,故热稳定性H2O>H2S,A正确;由图知两步反应均为放热反应,故反应物化学键断裂吸收的总能量均小于生成物化学键形成放出的总能量,B正确;由图知,第一步热化学方程式为H2S(g)+O2(g)S(s)+H2O(g) ΔH1=-221.19 kJ·mol-1,第二步热化学方程式为S(s)+O2(g)+H2O(g)S(aq)+2H+(aq) ΔH2=-585.20 kJ·mol-1,根据盖斯定律,两步反应的热化学方程式相加得H2S(g)+2O2(g)S(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39 kJ·mol-1,C错误;结合S(s)的燃烧热可得到S(s)的燃烧热的热化学方程式,再结合第一步热化学方程式,由盖斯定律可求算2H2S(g)+3O2(g)
2SO2(g)+2H2O(g)的ΔH,D正确。
10.(1)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-2Q kJ·mol-1
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-4Q kJ·mol-1
(3)+114
[解析] (1)根据碳原子守恒,有关系式C2H5OH~2CO2~2CaCO3,生成100 g CaCO3沉淀,CH3CH2OH为0.5 mol,则1 mol CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水放热2Q kJ,据此可写出反应的热化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)
2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1。
(2)1 mol N2(g)完全反应放出的热量为 kJ=4Q kJ,故N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-4Q kJ·mol-1。
(3)将已知热化学方程式依次编号为①②,根据盖斯定律,由①×3+②,可得:4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)
ΔH=3×(+48 kJ·mol-1)+(-30 kJ·mol-1)=+114 kJ·mol-1。
11.(1)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)
ΔH=-351 kJ·mol-1
(2)CO2(l)+2NH3(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
ΔH=E1-E2+E3-E4
[解析] (1)根据题图可知,①V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s) ΔH1=-399 kJ·mol-1,②V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+
SO2(g) ΔH2=-24 kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①-②×2得:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351 kJ·mol-1。
(2)根据题图,CO2(l)+2NH3(l)NH2COONH4(l) ΔH=E1-E2①,NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=E3-E4②,根据盖斯定律,①+②可得CO2(l)+2NH3(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=E1-E2+E3-E4。第二节 反应热的计算
◆ 学习任务一 盖斯定律
【课前自主预习】
1.内容
一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是 (填“相同”或“不同”)的。
2.理解与特点
(1)从反应途径角度理解
(2)从能量守恒角度理解
从S→L,ΔH1<0,体系 ;从L→S,ΔH2>0,体系 ;根据能量守恒:ΔH1+ΔH2=0。
(3)特点
在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关,而与反应的 无关。
3.应用
(1)可以间接计算一些不易直接发生的、伴随副反应发生的、反应进行很慢的反应的反应热。
(2)示例
已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;
②CO(g)+O2(g)CO2(g)
ΔH3=-283.0 kJ·mol-1。
分析上述热化学方程式的关系,将反应①减去反应②,得到反应:C(s)+O2(g)CO(g)。根据盖斯定律可得:ΔH1=ΔH2+ΔH3,则有ΔH2=ΔH1-ΔH3=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=-110.5 kJ·mol-1。
[问题思考]
炭在火炉中燃烧很旺时,再往炉膛内红热的炭上喷洒少量水的瞬间,炉子内火会更旺。炭作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ:C(s)CO2(g)
途径Ⅱ:
(1)途径Ⅰ中反应物和生成物分别是什么 写出反应的热化学方程式。
(2)途径Ⅱ中最初的反应物和最终的生成物是什么 分别写出步骤①②③的热化学方程式。
(3)将途径Ⅱ中三个热化学方程式相加(即①+②+③)得到的热化学方程式是什么 判断途径Ⅰ和途径Ⅱ中相同质量的碳完全燃烧放出的热量有何关系
(4)找出途径Ⅰ(ΔH)与途径Ⅱ(ΔH1、ΔH2、ΔH3)中反应热之间有何关系 由此你得出的结论是什么
【核心知识讲解】
1.盖斯定律的图解
(1)化学反应由始态A到终态B,有两条途径:途径Ⅰ是由始态A直接到终态B;途径Ⅱ是由始态A到中间态C,再到终态B,反应的途径不同,但反应热存在关系:ΔH=ΔH1+ΔH2。
(2)在物质发生化学变化的过程中,能量变化以物质变化为基础,且能量变化(反应热)只与始态、终态物质的总能量有关,与中间过程无关。
2.运用盖斯定律解题的常用方法
(1)虚拟路径法:若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接变成D,反应热为ΔH;②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,如图所示:
则有:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)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。
如:求P4(白磷)4P(红磷)的热化学方程式。
已知:P4(白磷,s)+5O2(g)P4O10(s) ΔH1 ①
P(红磷,s)+O2(g)P4O10(s) ΔH2 ②
即可用①-②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
3.运用盖斯定律计算ΔH的步骤
【知识迁移应用】
例1 已知:
H2O(g)H2O(l) ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s) ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3
C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4
下列说法正确的是 ( )
A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4
B.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
D.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
例2 [2024·浙江1月选考节选] 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。研究小组采用热化学方法,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= kJ·mol-1。
◆ 学习任务二 反应热的计算
【课前自主预习】
1.根据热化学方程式计算
反应热与化学方程式中各物质的物质的量成正比。
例如, aA(g)+ bB(g) cC(g)+ dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则====。
2.根据盖斯定律计算
根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”“乘”“除”等计算反应热。
[问题思考]
(1)Na(s)+Cl2(g)NaCl(s) ΔH=-411 kJ·mol-1,求生成2 mol NaCl的反应热。
(2)已知乙醇的燃烧热ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1,求1 kg乙醇充分燃烧后放出多少热量
【核心知识讲解】
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,可以左右移项,同时改变正负号,各物质前面的化学计量数以及ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
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ΔH)相加或相减(必要的时候,在热化学方程式相加或相减之前需要乘或除以一个数),得到一个新的热化学方程式
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
中和反应反应热 中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH|(ΔH表示生成1 mol H2O时的反应热)
化学键的变化 ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量之和-生成物的化学键形成所放出的能量之和
反应物和生成物的 总能量 ΔH=E生成物-E反应物
根据图像 ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1 ΔH=(a-b) kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
【知识迁移应用】
例3 SO2的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤,该反应中的能量变化如图所示。已知:SO3(g)+H2O(l)H2SO4(aq) ΔH4=-d kJ·mol-1,且a、b、c、d均为正值。下列说法错误的是 ( )
A.SO2催化氧化反应的热化学方程式为
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH3=-c kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(s)的ΔH<ΔH3
C.由S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ
D.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq) ΔH=-(c+d) kJ·mol-1
例4 (1)已知CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)已知25 ℃、101 kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)
ΔH1=-1648 kJ·mol-1①
C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH2=-393.5 kJ·mol-1②
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)
ΔH3=-1481 kJ·mol-1③
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3和CO2的热化学方程式是 。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)甲烷细菌使1 mol CH4(g)生成CO2气体与液态水,放出的热量与1 mol CH4(g)完全燃烧生成CO2气体与液态水放出的热量相同 ( )
(2)控制碳的燃烧路径,C先燃烧生成CO,CO再燃烧生成CO2,能够放出更多热量 ( )
(3)同温同压下,氢气和氯气分别在光照条件下和点燃条件下发生反应,反应的ΔH(化学计量数对应相等)不同 ( )
(4)放热反应放出的热量越多,ΔH就越大 ( )
(5)如果用E表示破坏(或形成)1 mol化学键所消耗(或释放)的能量,则求2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的反应热时,可用下式表示:ΔH=2E(H—H)+E(OO)-2E(H—O) ( )
2.[2025·重庆铜梁高二阶段考] 依据图示关系和金刚石燃烧的热化学方程式,下列说法不正确的是 ( )
金刚石燃烧的热化学方程式:C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-395.41 kJ·mol-1。
A.ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
B.C(石墨, s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=ΔH2-ΔH3
C.金刚石比石墨稳定
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
3.[2024·广东深圳高二阶段考] 根据能量变化示意图得出的结论正确的是 ( )
A.1 mol C(s)比1 mol CO2(g)所含有的能量高393.5 kJ
B.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH= -110.5 kJ·mol-1
C.CO2(g)CO(g)+O2 (g)
ΔH=+283.0 kJ·mol-1
D.一氧化碳的燃烧热为283.0 kJ第二节 反应热的计算
◆ 学习任务一 盖斯定律
1.已知298 K、101 kPa时:
2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是 ( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
2.已知:①2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH为 ( )
A.+262.6 kJ·mol-1
B.-131.3 kJ·mol-1
C.-352.3 kJ·mol-1
D.+131.3 kJ·mol-1
3.[2024·北京大兴区高二期末] TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物。
TiO2→TiCl4Ti
已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH=-566.0 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)
ΔH=+175.4 kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)的ΔH是 ( )
A.-45.6 kJ·mol-1 B.-169.6 kJ·mol-1
C.+169.6 kJ·mol-1 D.+45.6 kJ·mol-1
4.[2025·重庆重点中学高二联考] 几种物质间的转化焓变如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.ΔH3>ΔH4
B.ΔH1<ΔH6
C.ΔH1+ΔH5=-(ΔH2+ΔH3+ΔH4)
D.ΔH1+ΔH5=ΔH6
◆ 学习任务二 反应热的计算
5.[2024·福建华安一中高二月考] 对于反应:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-297.2 kJ·mol-1,下列说法不正确的是 ( )
A.1 mol S(s)与1 mol O2(g)的总能量比1 mol SO2(g)的总能量高
B.SO2(g)S(s)+O2(g) ΔH=+297.2 kJ·mol-1
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-148.6 kJ·mol-1
D.1 mol S(g)与1 mol O2(g)反应生成1 mol SO2(g)放出的热量少于297.2 kJ
6.[2024·河北保定高二期末] 通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能,键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热。已知:1 mol Si(s)含2 mol Si—Si,
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/(kJ·mol-1) 460 360 436 431 176 347
工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的ΔH为 ( )
A.+236 kJ·mol-1 B.-236 kJ·mol-1
C.+412 kJ·mol-1 D.-412 kJ·mol-1
7.已知:①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol-1
H—H、OO和O—H的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为 ( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
8.一定条件下,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.该反应的反应热ΔH=(c-a) kJ·mol-1
B.该反应为吸热反应
C.断裂2 mol H—H和1 mol O2(g)中氧氧键放出(b-a) kJ能量
D.表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH= kJ·mol-1
9.[2024·北京朝阳区高二检测] 土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成S,两步反应的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是 ( )
A.O的非金属性大于S,推知热稳定性:H2O>H2S
B.两步反应中化学键断裂吸收的总能量均小于化学键形成释放的总能量
C.H2S(g)+2O2(g)S(aq)+2H+(aq) ΔH=-364.01 kJ·mol-1
D.结合S(s)的燃烧热,可求算2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g)的ΔH
10.(7分)(1)(2分)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出Q kJ热量,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
(2)(2分)在一定条件下,将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充入一密闭容器中发生反应生成氨气,达到平衡时N2的转化率为25%,放出Q kJ的热量,写出N2与H2反应的热化学方程式: 。
(3)(3分)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为 kJ·mol-1。
11.(6分)根据要求填空。
(1)(3分)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98 kJ·mol-1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为 。
(2)(3分)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4;
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
试写出CO2(l)和NH3(l)反应生成CO(NH2)2(l)和H2O(l)的热化学方程式: 。 (共93张PPT)
第二节 反应热的计算
学习目标 素养目标
1.能正确理解盖斯定律的含义， 认识同一个化学反应的反应热与 反应进行的途径无关。 2.通过反应焓变的简单计算，能 运用反应焓变合理选择和利用化 学反应；能分析能源的利用对自 然环境和社会发展的影响，能综 合考虑化学变化中的物质变化和 能量变化来分析、解决实际问题 【证据推理与模型认知】 能从
定性和定量上搜集证据，能认识
物质及其变化的理论模型和研究
对象之间的异同，能对模型和原
型的关系进行评价以改进模型。
【科学态度与社会责任】 能依
据化学反应中的能量变化，提出
实现能量利用的实用建议，感受
定量研究的意义
学习任务一 盖斯定律
学习任务二 反应热的计算
学习任务一 盖斯定律
【课前自主预习】
1.内容
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是
______(填“相同”或“不同”)的。
相同
2.理解与特点
(1)从反应途径角度理解
(2)从能量守恒角度理解
从，，体系______；
从， ，体系______；
根据能量守恒： 。
(3)特点
在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的______和______
有关，而与反应的______无关。
放热
吸热
始态
终态
途径
3.应用
(1)可以间接计算一些不易直接发生的、伴随副反应发生的、反应进
行很慢的反应的反应热。
(2)示例
已知：
；
。
分析上述热化学方程式的关系，将反应①减去反应②，得到反应：
。根据盖斯定律可得： ，则
有 。
［问题思考］
炭在火炉中燃烧很旺时，再往炉膛内红热的炭上喷洒少量水的瞬间，
炉子内火会更旺。炭作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：
途径Ⅱ：
(1)途径Ⅰ中反应物和生成物分别是什么？写出反应的热化学方程式。
提示：途径Ⅰ的反应物是和，生成物是 ；反应
的热化学方程式： 。
(2)途径Ⅱ中最初的反应物和最终的生成物是什么？分别写出步骤①
②③的热化学方程式。
提示：图中最初的反应物是和，最终的生成物是
和 ；
①
②
③ 。
(3)将途径Ⅱ中三个热化学方程式相加(即 )得到的热化学
方程式是什么？判断途径Ⅰ和途径Ⅱ中相同质量的碳完全燃烧放出的
热量有何关系？
提示：将途径Ⅱ中的三个热化学方程式相加得到的热化学方程式为
，途径Ⅰ与途径Ⅱ中
相同质量的碳完全燃烧放出的热量相等。
(4)找出途径Ⅰ与途径Ⅱ、、 中反应热之间有何关系？
由此你得出的结论是什么？
提示： ；化学反应中能量的变化只与反应物
的多少和反应物、生成物的最终状态有关，与中间过程无关。
【核心知识讲解】
1.盖斯定律的图解
(1)化学反应由始态A到终态B，有两条途径：途径Ⅰ是由始态A直接到
终态B；途径Ⅱ是由始态A到中间态C，再到终态B，反应的途径不同，
但反应热存在关系： 。
(2)在物质发生化学变化的过程中，能量变化以物质变化为基础，且能
量变化(反应热)只与始态、终态物质的总能量有关，与中间过程无关。
(1)虚拟路径法：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：
①由A直接变成D，反应热为 ；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为
、、 ，如图所示：
2.运用盖斯定律解题的常用方法
则有： 。
(2)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。
如：求(白磷) (红磷)的热化学方程式。
已知：白磷， ①
红磷， ②
即可用 得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
3.运用盖斯定律计算的步骤
【知识迁移应用】
例1 已知：
下列说法正确的是( )
A.，， B.
C. D.
√
[解析] 已知：
气态物质转化为液态、固态会释放能量，由题意得 ， ；
由盖斯定律可知，得
，得，A错误；
根据盖斯定律， ，即，
则 ，故B、C错误，D正确。
例2 ［2024·浙江1月选考节选］ 通过电化学、热化学等方法，将
转化为 等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。研究
小组采用热化学方法，相关热化学方程式如下：
Ⅰ：
Ⅱ：
Ⅲ：_______ 。
[解析] 根据盖斯定律，ⅢⅡ-Ⅰ，则 。
学习任务二 反应热的计算
【课前自主预习】
1.根据热化学方程式计算
反应热与化学方程式中各物质的物质的量成正比。
例如，
则。
2.根据盖斯定律计算
根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”“乘”“除”等计算反
应热。
［问题思考］
(1) ，求生成
的反应热。
提示： 。
(2)已知乙醇的燃烧热，求 乙醇充分燃
烧后放出多少热量？
提示： 。
【核心知识讲解】
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，可以左右移项， 同时改变正负号，各物质前面的化学计量数以及 的 数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
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(必要的时候，在热化学方程式 相加或相减之前需要乘或除以一个数)，得到一个新的 热化学方程式
计算依据 计算方法
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
中和反应 反应热 中和反应放出的热量 表示生成 时的反应热
化学键的 变化 反应物的化学键断裂所吸收的能量之和-生成物的 化学键形成所放出的能量之和
反应物和 生成物的 总能量
续表
计算依据 计算方法
根据图像 ____________________________________________________________ _____________________________________________________
续表
【知识迁移应用】
例3 的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤,该反应中的能量变化
如图所示。已知: ,
且、、、 均为正值。下列说法错误的是( )
A.催化氧化反应的热化学方程式为
B.的
【知识迁移应用】
C.由和形成 中所含
化学键放出的能量为
D.
√
例3 的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤,该反应中的能量变化
如图所示。已知: ,
且、、、 均为正值。下列说法错误的是( )
[解析] 由能量变化示意图可知 催化氧化反应的热化学方程式为 ,A正确;
由于凝华放热, ,则的 ,B正确;
由盖斯定律可知 ，放出的能量为,则和形成 中所含化学键放出的能量为 ,C正确;
由盖斯定律可得 ,D错误。
例4(1)已知和的燃烧热分别为 和
。请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水
的热化学方程式：___________________________________________
_______________。
[解析] 依据燃烧热的概念写出两个热化学方程式：
，
，
根据盖斯定律，由 可得
，则
。
(2)已知、 时：
在空气中加热反应生成和 的热化学方程式是
___________________________________________________________。
[解析] 根据盖斯定律，由 可得
。
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)甲烷细菌使生成 气体与液态水,放出的热量与
完全燃烧生成 气体与液态水放出的热量相同( )
√
(2)控制碳的燃烧路径,C先燃烧生成,再燃烧生成 ,能够放出更
多热量( )
×
[解析] 反应热只与反应体系的始态和终态有关。
(3)同温同压下,氢气和氯气分别在光照条件下和点燃条件下发生反应,
反应的 (化学计量数对应相等)不同( )
×
[解析] 在一定条件下,反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应
条件无关。
(4)放热反应放出的热量越多, 就越大( )
×
[解析] 放热反应为负值,放出热量越多, 就越小。
(5)如果用表示破坏(或形成) 化学键所消耗(或释放)的能量,则
求 的反应热时,可用下式表示:
( )
×
[解析] 该反应的 。
2.［2025·重庆铜梁高二阶段考］依据图示关系和金刚石燃烧的热化
学方程式，下列说法不正确的是( )
金刚石燃烧的热化学方程式： 金刚石，
。
A.
B.石墨，
C.金刚石比石墨稳定
D.化学反应的 ，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
√
[解析] 由盖斯定律知， ，A正确；
图示关系写出热化学方程式：① 石墨, ，
，根据盖斯定律可得： 石墨,
，B正确；
由 石墨, ， 金刚石，
知，金刚石完全燃烧放热更多，
则金刚石能量高于石墨，金刚石不如石墨稳定，C错误；
根据盖斯定律知，化学反应的 只与反应体系的始态和终态有关，与反应
途径无关，D正确。
3.［2024·广东深圳高二阶段考］根据能量变化示意图得出的结论正确的
是( )
A.比 所含有
的能量高
B.
C.
D.一氧化碳的燃烧热为
√
[解析] 该条件下，与 氧气的总能量比 所含有的
能量高，A错误；
由盖斯定律知： ，B错误；
由题图知： ，由盖斯定律
可得 ，C正确；
，一氧化碳的燃烧热
为 ，D错误。
1.2020年我国长征五号火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”
探测器成功发射。因其采用液氢液氧作为推进剂，运载火箭被称为
冰箭。已知涉及氢气燃烧反应的物质的汽化热( 纯净物由液态变
为气态所需要的热量)如下：
物质
汽化热/
A. B.
C. D.
√
物质
汽化热/
若 ，则火箭发射反应
的反应热 为( )
[解析] 由题干得出：
根据盖斯定律，将反应 可得目标反应方程式，其反应
热 ，B项
正确。
物质
汽化热/
2.根据如图所示能量关系示意图，下列说法正确的是( )
A.反应中每生成吸收 热量
B.由 的热化学方程式为
C.反应 中反
应物的总能量高于生成物的总能量
D.根据图像可知，相同条件下，
比 稳定
√
[解析] 根据图像知， 中反应物的总能量高于生成
物的总能量，该反应是放热反应，每生成 放出热量，
A错误、C正确；
和 转化为
的，放出热量为
，
则
，B错误；
和 的总能量大于，无法判断
和 的能量大小，则在相同条件下，无法判断和
的稳定性，D错误。
3.［2024·福建泉州高二期中］某反应可有效降低汽车尾气污染物的
排放，一定条件下该反应(均为气体)经历三个基元反应阶段，反应历
程如图所示( 表示过渡态)。下列说法错误的是( )
A.该过程包含一个吸热反应和两个放热反应
B.反应②放出能量为
C.该过程的总反应为
D.反应③生成时，转移 电子
√
[解析] 从图中可得出三个热化学方程式：
反应 ；
反应 ；
反应
，
三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，
属于放热反应，①属于吸热反应，A正确；
反应②放出能量为 ，B正确；
根据盖斯定律，反应得总反应为
，C正确；
根据反应，元素的化合价由 价降低到0价，
生成时，转移 电子，D错误。
练习册
学习任务一 盖斯定律
1.已知、 时：
则与和 间的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 应用盖斯定律，将第一个热化学方程式与第二个热化学方程
式的2倍相加，即得
，A项正确。
2.已知： ；
。则制备水煤
气的反应的 为( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 根据盖斯定律，将 得
，则 的
。
3.［2024·北京大兴区高二期末］是由钛精矿(主要成分为 )
制备钛 的重要中间产物。
已知：
则的 是( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 由盖斯定律知， 可得所求反应，即
的 ，A正确。
4.［2025·重庆重点中学高二联考］几种物质间的转化焓变如图所示，
下列说法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
√
[解析] 为断键吸热过程， 大于0，
为成键放热过程， 小于0，则，A正确；
为放热过程，则 ，根据盖斯定律，
，故 ，B错误，D正确；
反应焓变与途径无关，根据盖斯定律， ，
C正确。
学习任务二 反应热的计算
5.［2024·福建华安一中高二月考］对于反应：
，下列说法不正确的是( )
A.与的总能量比 的总能量高
B.
C.
D.与反应生成 放出的热量少于
√
[解析] 为放热反应，故反应物的总能量高于生成物
的总能量，即与 的总能量比的总能量高，
A正确。
为的逆反应，
的，故 的
，B正确。
热化学方程式中的化学计量数与 成比例关系，故
，C正确。
与反应生成放出热量为 ，转
化为需要放热，故与 反应生成放出
的热量大于 ，D不正确。
6.［2024·河北保定高二期末］通常人们把拆开 某化学键所消耗
的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，
也可用于估算化学反应的反应热。已知：含 ，
化学键
键能/ 460 360 436 431 176 347
工业上高纯硅可通过下列反应制取：
，该反应的 为( )
A. B.
C. D.
√
[解析] (反应物的键能之和)(生成物的键能之和)，即 。
化学键
键能/ 460 360 436 431 176 347
7.已知：
、和的键能分别为、
和，则 为( )
A. B. C. D.
√
[解析] 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。结合题中给出的键
能可得出热化学方程式：
，题中
， 得
，即
，选项D正确。
8.一定条件下， 的能量变化如图所示，下列说法
正确的是( )
A.该反应的反应热
B.该反应为吸热反应
C.断裂和 中氧氧键
放出 能量
D.表示 燃烧热的热化学方程式为
√
[解析] 由题图可知，反应物的总能量为
，生成物的总能量为 ，
故该反应的反应热 ，
A正确。
反应物的总能量高于生成物的总能量，该反
应为放热反应，B不正确。
断裂和 中氧氧键吸收能量，C不正确。
表示 燃烧热的热化学方程式中生成物应为液态水，D不正确。
9.［2024·北京朝阳区高二检测］土壤中的微生物可将大气中的 经
两步反应氧化成 ，两步反应的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.的非金属性大于，推知热稳定性：
B.两步反应中化学键断裂吸收的总能
量均小于化学键形成释放的总能量
C.
D.结合 的燃烧热，可求算
的
√
[解析] 一般非金属性越强的元素，其气态氢化物稳定性越强， 的非金属
性大于，故热稳定性 ，A正确；
由图知两步反应均为放热反应，故
反应物化学键断裂吸收的总能量均
小于生成物化学键形成放出的总能量，
B正确；
由图知，第一步热化学方程式为
，第二步热化学方程式为
，根据盖斯定律，
两步反应的热化学方程式相加得
，
C错误；
结合的燃烧热可得到 的燃烧热的热化学方程式，再结合第一步热
化学方程式，由盖斯定律可求算
的 ，D正确。
10.(7分) (1)(2分)在、 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧
时放出热量，其燃烧生成的 用过量饱和石灰水吸收可得
沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________
____________________________________________。
[解析] 根据碳原子守恒，有关系式 ，生成
沉淀，为，则 完
全燃烧生成和液态水放热 ，据此可写出反应的热化学方程
式： 。
(2)(2分)在一定条件下，将和 充入一密闭容器
中发生反应生成氨气，达到平衡时的转化率为，放出 的
热量，写出与 反应的热化学方程式：
_ _________________________________________________________。
[解析] 完全反应放出的热量为 ，故
。
(3)(3分) 在催化剂作用下发生反应：
则反应的为______ 。
[解析] 将已知热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，
由，可得：
。
11.(6分)根据要求填空。
(1)(3分)硫酸是一种重要的基本化工产品。
接触法制硫酸生产中的关键工序是 的
催化氧化：
与反应生成和 的热化学方程式为
______________________________________________________________。
。
钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，
[解析] 根据题图可知，
，
根据盖斯定律，由 得：
。
(2)(3分)二十世纪初，工业上以 和
为原料在一定温度和压强下合成尿
素。反应分两步：
和生成 ；
分解生成尿素。
试写出和反应生成和 的热化学方程式：
_______________________________________________________________。
[解析] 根据题图，
根据盖斯定律， 可得
。
①, ，
快速核答案
新课探究
学习任务一 盖斯定律
【课前自主预习】
1. 相同 2. 放热 吸热 始态 终态 途径
［问题思考］
（1）提示：途径Ⅰ的反应物是和，生成物是；反
应的热化学方程式：。
（2）提示：图中最初的反应物是和，最终的生成物是
和；
①
②
③。
（3）提示：将途径Ⅱ中的三个热化学方程式相加得到的热化学方程
式为，途径Ⅰ与途径
Ⅱ中相同质量的碳完全燃烧放出的热量相等。
（4）提示：；化学反应中能量的变化只与
反应物的多少和反应物、生成物的最终状态有关，与中间过程无关。
【知识迁移应用】
例1 D 例2
学习任务二 反应热的计算
【课前自主预习】
［问题思考］
（1）提示：。
（2）提示：
。
【知识迁移应用】
例3 D
例4 （1）
（2）
课堂评价
1. （1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× 2. C 3. C
练习册
1. A 2. D 3. A 4. B 5. D 6. A 7. D 8. A 9. C
10. （1）
（2）
（3）
11.（1）
（2）
