选修四1.3 化学反应热的计算 学案+随堂练习+课后练习（有答案）

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1.3
化学反应热的计算
一、盖斯定律
1．内容
不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热________。
2．能量守恒定律
从S→L，ΔH1<0，体系________；
从L→S，ΔH2>0，体系________；
结论：(1)ΔH1＋ΔH2＝0；
(2)反应的热效应只与始态、终态有关，与________无关。
3．意义
利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。
4．盖斯定律应用的常用方法
(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)加和法：
①确定待求反应的热化学方程式。
②找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
③利用同侧相加、异侧相减进行处理。
④根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。
⑤实施叠加并确定反应热的变化。
5．应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
(1)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；
(2)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(带符号)；
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。
二、反应热的计算
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ΔH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ΔH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
根据化学键的变化
ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量和－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
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)
参考答案：
1.3
化学反应热的计算
一、盖斯定律
1．相同
2．放热
吸热
途径
1.3
化学反应热的计算
随堂练习
一、盖斯定律
1．已知①C(s)＋O2(g)===CO(g)；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)。经过哪个计算过程可得到C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)(　　)
A．①－②
B．①＋②
C．①－②
D．①＋②
2．肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋8.7
kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0
kJ·mol－1
下列表示肼与N2O4反应的热化学方程式，正确的是(　　)
A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－542.7
kJ·mol－1
B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1
059.3
kJ·mol－1
C．N2H4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1
076.7
kJ·mol－1
D．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1
076.7
kJ·mol－1
3．(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　
ΔH＝＋260
kJ·mol－1　①
已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566
kJ·mol－1　②
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_____________________________。
(2)已知Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)　ΔH＝＋532.36
kJ·mol－1　①
Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)
ΔH＝＋473.63
kJ·mol－1　②
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：__________________________。
4．在298
K、100
kPa时，已知：
(1)2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1
(2)Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2
(3)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
5．已知：CH3OH(l)的燃烧热为726.6
kJ·mol－1，HCHO(g)的燃烧热为563.6
kJ·mol－1。反应CH3OH(l)＋O2(g)===HCHO(g)＋H2O(l)的反应热为ΔH。有关判断正确的是(　　)
A．0<ΔH<＋563.6
kJ·mol－1
B．＋726.6
kJ·mol－1>ΔH>＋536.6
kJ·mol－1
C．ΔH>0
D．ΔH＝－163
kJ·mol－1
6．由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：
(1)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1；
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2；
③TiO2(g)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH3。
则TiO2(g)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。(列出关于ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式)
(2)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：
①WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)
ΔH1＝＋66.0
kJ·mol－1
②WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)
ΔH2＝－137.9
kJ·mol－1
则WO2(s)WO2(g)的ΔH＝________。
二、反应热的计算
1．已知：①Zn(s)＋1/2O2(g)===ZnO(s)
ΔH1＝－351.1
kJ/mol
②Hg(l)＋1/2O2(g)===HgO(s)
ΔH2＝－90.7
kJ/mol
则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的焓变是(　　)
A．－441.8
kJ/mol
B．－254.6
kJ/mol
C．－438.9
kJ/mol
D．－260.4
kJ/mol
2．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x
kJ·mol－1
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a
kJ·mol－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b
kJ·mol－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c
kJ·mol－1则x为(　　)
A．3a＋b－c
B．c－3a－b
C．a＋b－c
D．c－a－b
3．①
CH4(g)
＋4NO2(g)
===4NO(g)
＋CO2(g)
＋2H2O(g)；ΔH
＝
－574
kJ·mol－1；
②CH4(g)
＋4NO(g)
===2N2(g)
＋CO2(g)
＋2H2O(g)；ΔH
＝
－
1
160
kJ·mol－1。
下列错误的是(　　)
A．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B．由反应①可知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH>－574
kJ·mol－1
C．4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g)；ΔH＝＋586
kJ·mol－1
D．若用标准状况下4.48
L
CH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6
mol
4．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2
215
kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8
g水，则放出的热量约为(　　)
A.
55
kJ
B．220
kJ
C．550
kJ
D．1
108
kJ
5．已知下列热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6
kJ·mol－1。现有0.2
mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53
kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为
(　　)
A．1∶1
B．1∶2
C．2∶3
D．3∶2
6．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a
kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220
kJ·mol－1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462
kJ·mol－1，则a为(　　)
A．－332
B．－118
C．＋350
D．＋130
1.3
化学反应热的计算
随堂练习
答案
一、盖斯定律
1．C
2．D
3．(1)2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－46
kJ·mol－1
(2)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋58.73
kJ·mol－1
4．A
5．D
6．(1)2ΔH1－ΔH2＋ΔH3
(2)＋203.9
kJ·mol－1
二、反应热的计算
1．D
2．A
3．B
4．A
5．A
6．D
1.3
化学反应热的计算
练习题
1．下列关于盖斯定律的描述中不正确的是(　　)
A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关
B．盖斯定律遵守能量守恒定律
C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热
D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
2．液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成：
已知：氢气的燃烧热ΔH为－286
kJ·mol－1，则ΔH2为
(　　)
A．＋330
kJ·mol－1
B．－330
kJ·mol－1
C．＋242
kJ·mol－1
D．－242
kJ·mol－1
3．下列说法或表示方法正确的是(　　)
A．已知C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，若将含0.5
mol
H2SO4的浓硫酸与含1
mol
NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3
kJ
C．由C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.90
kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定
D．在101
kPa时，2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
4．已知：
①Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s)ΔH1＝＋234.1
kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5
kJ·mol－1
则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是(　　)
A．－824.4
kJ·mol－1
B．－627.6
kJ·mol－1
C．－744.7
kJ·mol－1
D．－169.4
kJ·mol－1
5．已知热化学方程式：SO2(g)＋O2(g)?SO3(g)　ΔH＝－98.32
kJ·mol－1，在容器中充入2
mol
SO2和1
mol
O2，充分反应，最终放出的热量(　　)
A．＝196.64
kJ
B．＝98.32
kJ
C．＜196.64
kJ
D．＞196.64
kJ
6．在298
K、101
kPa时，已知：
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
7．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5
kJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6
kJ·mol－1。现有0.2
mol的碳粉和氢气组成的悬浮气，该混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53
kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为(　　)
A．1∶1
B．1∶2　　　
C．2∶3
D．3∶2
8．已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)　ΔH＝＋64.39
kJ·mol－1，2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－196.46
kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.84
kJ·mol－1。在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于(　　)
A．－319.68
kJ·mol－1
B．－417.91
kJ·mol－1
C．＋546.69
kJ·mol－1
D．－448.46
kJ·mol－1
9．(1)随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：
SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l)
ΔH＝a
kJ·mol－1
2H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)
ΔH＝b
kJ·mol－1
2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝c
kJ·mol－1
则：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝____
kJ·mol－1。
(2)据粗略统计，我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米，这不仅是能源的浪费，也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。
已知CO中的C与O之间为三键连接，且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)　ΔH。下表所列为常见化学键的键能数据：
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
键能(kJ·mol－1)
348
414
436
326.8
1
032
464
则该反应的ΔH＝__________
kJ·mol－1。
(3)恒温恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图所示。
已知：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)ΔH＝－196.6
kJ·mol－1
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：_________________________________。
②ΔH2＝________kJ·mol－1。
10．氯原子对O3的分解有催化作用：O3(g)＋Cl(g)===ClO(g)＋O2(g)　ΔH1，ClO(g)＋O(g)===Cl(g)＋O2(g)
ΔH2，大气臭氧层的分解反应是O3(g)＋O(g)===2O2(g)
ΔH，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是(　　)
A．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E1－E3
B．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E2－E3
C．O3(g)＋O(g)===2O2(g)是吸热反应
D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2
11．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为
TiO2─→TiCl4Ti
已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH3
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为(　　)
A．ΔH3＋2ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2
D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2
12．已知以下的热化学反应方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－24.8
kJ·mol－1
②Fe2O3(s)＋CO(g)===Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH＝－15.73
kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋640.4
kJ·mol－1
则14
g
CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为(　　)
A．－218
kJ·mol－1
B．－109
kJ·mol－1
C．＋218
kJ·mol－1
D．＋109
kJ·mol－1
13．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。
已知断裂1
mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、N—N为154，则断裂1
mol
N—H键所需的能量(kJ)是(　　)
A．194
B．391
C．516
D．658
14．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的关系正确的是(　　)
①2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH1
2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH2
H2O(g)===H2O(l)　ΔH3
②Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(浓，aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)
ΔH4
Ba(OH)2(aq)＋2HNO3(aq)===Ba(NO3)2(aq)＋2H2O(l)
ΔH5
A．ΔH1<ΔH2；ΔH4＝ΔH5
B．ΔH1>ΔH2；ΔH4>ΔH5
C．ΔH2＝ΔH1＋6ΔH3；ΔH4>ΔH5
D．ΔH1>ΔH2；ΔH4<ΔH5
15．在298
K、1.01×105
Pa下，将22
g
CO2通入750
mL
1
mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应放出x
kJ的热量。已知在该条件下，1
mol
CO2通入1
L
2
mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，放出y
kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是(　　)
A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1
B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1
C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1
D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1
16．(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：
①在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80
g·mol－1，则该蒸气中S2分子的体积分数不小于__________。
②若已知硫氧键的键能为d
kJ·mol－1，氧氧键的键能为e
kJ·mol－1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－a
kJ·mol－1，则S8分子硫硫键的键能为__________。
(2)下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/(kJ·mol－1)
198
360
498
x
①已知白磷的燃烧热为2
982
kJ·mol－1，白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则表中x＝__________。
②0.5
mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6，放出的热量为________
kJ。
1.3
化学反应热的计算
1．A　2．C　
3．B　4．A　
5．C　
6．A　
7．A　
8．A　
9．(1)(2a＋b＋2c)　(2)－128.8
(3)①S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－297
kJ·mol－1
②－78.64
10．D　
11．C　
12．B　
13．B　
14．D　15．C　
16．(1)①75%　②(2d－a－e)kJ·mol－1
(2)①585　②819
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精品试卷·第
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