2026人教版高中化学选择性必修1--第一章　第二节　第2课时　反应热的计算（含解析）

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2026人教版高中化学选择性必修1
第一章　化学反应的热效应
第二节　反应热的计算
第2课时　反应热的计算
基础过关练
题组一　反应热的相关计算
1.(2025河南重点中学联考)氮氧化物的治理对大气环境的净化有着重要的意义。已知:
①CO(g)+NO2(g) NO(g)+CO2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1(b>0)
在NO2转化为N2的总反应中,若有标准状况下4.48 L CO被氧化,则放出的热量为 (　　)
A. kJ
2.(2025北京海淀期中)已知反应:①CH4(g)+2F2(g) CH2F2(g)+2HF(g)　ΔH1<0
②CH4(g)+4F2(g) CF4(g)+4HF(g)　ΔH2
相关化学键的键能数据如下:
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol-1) a b c d
下列说法正确的是 (　　)
A.①中反应物的总能量小于生成物的总能量
B.ΔH1=2(b-a+c-d) kJ·mol-1
C.ΔH2=ΔH1
D.CH2F2(g)+2F2(g) CF4(g)+2HF(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1
3.(教材习题改编)已知:①2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH1=-571.6 kJ/mol
②H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH2=-241.8 kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-890.3 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为　　　　kJ/mol;等质量的H2和CH4完全燃烧生成H2O(l),放出热量较多的是　　　　。
(2)112.0 L(标准状况)H2和CH4的混合气体充分燃烧生成H2O(l),放出3 242.5 kJ热量,则混合气体中CH4的体积分数为　　　　。
(3)写出CH4燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式:　　　　　。
题组二　反应热的判断与大小比较
4.(2025四川自贡一中月考)根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(　　)
A.H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)　ΔH1,H2(g)+Br2(l) 2HBr(g)　ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l)　ΔH1,2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(l)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)　ΔH1,CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.已知2C(s)+2O2(g) 2CO2(g)　ΔH1,2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2,则ΔH1<ΔH2
5.(2025湖南长沙一中月考)由乙烷制备乙烯的反应如下:
①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH1=-566 kJ·mol-1
②2C2H6(g)+O2(g) 2C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH2
③C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH3
已知:2 mol C2H6(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol C2H4(g)和2 mol H2O(g)的总能量高260 kJ。则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系正确的是　 (　　)
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1　　　　　B.ΔH3>ΔH1>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3　　　　　D.ΔH2>ΔH3>ΔH1
能力提升练
题组　反应热知识的综合应用
1.(2025山东济南一中月考)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;化学键的键能(1 mol气态分子离解成气态原子所吸收的能量)数据如表所示,下列说法不正确的是 (　　)
化学键 C O O O C—H O—H
键能/(kJ·mol-1) 750 x 413 463
A.b>a
B.H2O(g) H2O(l)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1
C.上表中x=
D.当有4NA个C—H键断裂时,反应放出的热量为|b| kJ或|a| kJ
2.(2025河南郑州期中联考)镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.热稳定性:MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2
B.标准状况下22.4 L F2(g)与足量的Mg(s)充分反应生成MgF2(s),吸热1 124 kJ
C.由MgCl2(s)制备Mg(s)的过程中,需要放出热量
D.由图可知,MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(l)　ΔH=-117 kJ·mol-1
3.(2025浙江宁波月考)25 ℃、101 kPa下,磷与氯气反应时各状态间的能量(单位为kJ·mol-1)变化如图所示。已知:E1=E2-274.4 kJ·mol-1=E3-495.2 kJ·mol-1=E4-626 kJ·mol-1=E5-1 703.6 kJ·mol-1=E6-1 774 kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)依据图示写出各反应的焓变:
6Cl2(g)+P4(白磷,s) 4PCl3(g)　ΔH1=　　　　;
5Cl2(g)+2P(红磷,s) 2PCl5(g)　ΔH2=　　　　;
Cl2(g)+PCl3(l) PCl5(s)　ΔH3=　　　　。
(2)已知25 ℃、101 kPa下:
①P4(白磷,s)+5O2(g) 2P2O5(s)　ΔH4
②4P(红磷,s)+5O2(g) 2P2O5(s)　ΔH5
则ΔH4　　　　(填“>”“=”或“<”)ΔH5。
(3)黑磷与白磷、红磷互为同素异形体,已知P4(白磷,s) 4P(黑磷,s)　ΔH=-157.2 kJ·mol-1,则红磷、白磷、黑磷的稳定性从高到低的顺序为
　　　　　　　　　(填名称)。
(4)25 ℃、101 kPa下 ,将1.86 g红磷在2.24 L(已换算成标准状况)Cl2中引燃,生成了大量的白色烟雾,完全反应后,若红磷和Cl2均无剩余且生成的每种产物均只有一种状态,此时放出的热量为　　　　kJ。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　将①×2+②得总反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)　ΔH=-(2a+b) kJ·mol-1,若有标准状况下4.48 L(即0.2 mol)CO被氧化,则放出的热量为 kJ,B正确。
2.D　①是放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,A错误;ΔH1=断键吸收的总能量-成键释放的总能量,因此ΔH1=(4a+2d-2a-2b-2c) kJ·mol-1=2(a+d-b-c) kJ·mol-1,B错误;反应②中ΔH2=(4a+4d-4b-4c) kJ·mol-1,ΔH2=2ΔH1,C错误;根据盖斯定律,②-①得CH2F2(g)+2F2(g) CF4(g)+2HF(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1,D正确。
3.答案　(1)285.8　H2　(2)60%　(3)CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.3 kJ/mol
解析　(1)根据反应①可知2 mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放热571.6 kJ,则H2的燃烧热为285.8 kJ/mol;根据反应①、③可分别求出1 g H2、CH4完全燃烧生成H2O(l)放出的热量分别为≈55.6 kJ,故等质量的H2和CH4完全燃烧,H2放出的热量较多。(2)设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x mol和y mol,依据题意得x+y=和285.8x+890.3y=3 242.5,解得x=2、y=3,故混合气体中CH4的体积分数为×100%=60%。(3)根据盖斯定律,②×2-①+③得CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=(-241.8×2+571.6-890.3)kJ/mol=-802.3 kJ/mol。
4.B　已知Br2(l) Br2(g)　ΔH>0,根据盖斯定律得ΔH=ΔH2-ΔH1>0,即ΔH1<ΔH2(破题技法),A正确;已知2S(s)+2O2(g) 2SO2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,B错误;已知CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)为吸热反应,ΔH1>0,CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(s)为放热反应,ΔH2<0,即ΔH1>ΔH2,C正确;已知2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,D正确。
5.A　由2 mol C2H6(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol C2H4(g)和2 mol H2O(g)的总能量高260 kJ可知,反应②2C2H6(g)+O2(g) 2C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-260 kJ·mol-1;根据盖斯定律,由(②-①)×可得反应③,则ΔH3=[-260-(-566)] kJ·mol-1×=+153 kJ·mol-1,故ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH3>ΔH2>ΔH1。
方法规律　 图示法比较ΔH大小
① ②
(1)等量的S(g)、S(s)分别与O2(g)反应生成SO2(g),前者放热多,放热越多,ΔH越小,则ΔH1<ΔH2。
(2)H2(g)与O2(g)反应分别生成等量的H2O(g)、H2O(l),生成H2O(l)时放出的能量多,则ΔH1<ΔH2。
能力提升练
1.C　H2O(g)→H2O(l),放出热量,则反应①放出的热量更多,放热反应ΔH为负值,则b>a,A正确;根据盖斯定律,由(①-②)得H2O(g) H2O(l)　ΔH= kJ·mol-1,B正确;根据反应②得ΔH2=413 kJ·mol-1×4+2x kJ·mol-1-(750 kJ·mol-1×2+463 kJ·mol-1×4)=b kJ·mol-1,整理可得:x=,C错误;当有4NA个C—H键断裂时,反应消耗了1 mol甲烷,按照反应①进行生成液态水时放出的热量为|a| kJ,按照反应②进行生成气态水时放出的热量为|b| kJ,D正确。
2.A　由题图可知,1 mol卤化镁的能量大小顺序为MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2,能量越低越稳定,则热稳定性的大小顺序为MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2,A正确;由题图可知,Mg(s)与F2(g)反应生成MgF2(s)为放热反应,B错误;由MgCl2(s)制备Mg(s),需要吸收热量,C错误;根据题图可知生成氯化镁、溴化镁的热化学方程式分别为Mg(s)+Cl2(g) MgCl2(s)　ΔH1=-641 kJ·mol-1①,Mg(s)+Br2(g) MgBr2(s)　ΔH2=-524 kJ·mol-1②,由盖斯定律,①-②可得MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g)　ΔH=-117 kJ·mol-1,液溴的能量低于气态溴,则溴化镁与氯气发生反应生成液溴和氯化镁的焓变小于-117 kJ·mol-1,D错误。
3.答案　(1)-1 148 kJ·mol-1　-714.6 kJ·mol-1　-123.8 kJ·mol-1　(2)<　(3)黑磷>红磷>白磷　(4)19.364
解析　(1)由题图可知,ΔH1=E4-E6=(E1+626 kJ·mol-1)-(E1+1 774 kJ·mol-1)=-1 148 kJ·mol-1;ΔH2==-714.6 kJ·mol-1;ΔH3==-123.8 kJ·mol-1。(2)由题图可知,白磷转化为红磷的反应为P4(白磷,s) 4P(红磷,s)　ΔH=E5-E6=(E1+1 703.6 kJ·mol-1)-(E1+1 774 kJ·mol-1)=-70.4 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,反应①-②得反应P4(白磷,s) 4P(红磷,s),则ΔH=ΔH4-ΔH5<0,ΔH4<ΔH5。(3)根据(2)可知P4(白磷,s) 4P(红磷,s)　ΔH=-70.4 kJ·mol-1　ⅰ,则等质量时含有的能量:白磷>红磷;P4(白磷,s) 4P(黑磷,s)　ΔH=-157.2 kJ·mol-1　ⅱ,则等质量时含有的能量:白磷>黑磷;根据盖斯定律,ⅰ-ⅱ可得4P(黑磷,s) 4P(红磷,s)　ΔH=+86.8 kJ·mol-1,则等质量时的能量:红磷>黑磷,由于物质的能量越高稳定性越差,故物质的稳定性:黑磷>红磷>白磷。(4)由题图可知,2P(红磷,s)+3Cl2(g) 2PCl3(l)　ΔH6==-604.2 kJ·mol-1,2P(红磷,s)+5Cl2(g) 2PCl5(s)　ΔH7==-851.8 kJ·mol-1,设Cl2与红磷反应生成PCl3(l)为x mol、生成PCl5(s)为y mol,由题意可得:①(x+y) mol=,②(3x+5y) mol=×2,解得x=0.05、y=0.01,则反应放出的热量为×0.05 mol=19.364 kJ。
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