反應(yīng)熱的計算（原卷版）-2024年人教版新高二化學復(fù)習講義+習題

第03講反應(yīng)熱的計算

￡顏羽目標

1.證據(jù)推理與模型認知：構(gòu)建蓋斯定律模型，理解蓋斯定律的本質(zhì)，形成運用蓋斯定律進行相關(guān)判斷或計算

的思維模型。

2.科學態(tài)度與社會責任：了解蓋斯定律對反應(yīng)熱測定的重要意義，增強為人類科學發(fā)展而努力的意識與社會

責任感。

如識導

蓋斯定律的內(nèi)容

蓋斯定律"虛擬路徑”法

應(yīng)用蓋斯

：定律計算方程式疊加法

△H的方法

利用蓋斯定律注意事項

反應(yīng)熱根據(jù)熱化學方程式計算

的計算反應(yīng)熱根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計算

的計算根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計算

根據(jù)蓋斯定律計算

同一物質(zhì)不同聚集狀態(tài)

△H的大小比較

J同一反應(yīng)，物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同

一、蓋斯定律

1.蓋斯定律內(nèi)容

(1)實驗證明，一個化學反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是o換句話說，在一

定條件下，化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的和有關(guān)，而與反應(yīng)進行的無關(guān)。

例：下圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。

AH1'(}A'4Hl

始態(tài)一(D)終態(tài)

SH

Mb

(HI)…2用

(2)蓋斯定律的意義

應(yīng)用蓋斯定律可以間接計算出反應(yīng)很慢的或不容易直接發(fā)生的或者伴有副反應(yīng)的反應(yīng)的反應(yīng)熱。

2.應(yīng)用蓋斯定律計算AH的方法

⑴“虛擬路徑”法

若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個途徑：

①由A直接變成D,反應(yīng)熱為△”；

②由A經(jīng)過B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別為AM、AH2,AH3?

如圖所示：

貝!I：NH=o

(2)方程式疊加法

依據(jù)目標方程式中各物質(zhì)的位置和化學計量數(shù)，調(diào)整已知方程式，最終加合成目標方程式，A8同時作出相

應(yīng)的調(diào)整和運算。

【特別提醒】利用蓋斯定律注意事項

利用蓋斯定律時注意以下三點：

(1)依據(jù)目標方程式中只在已知方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)調(diào)整已知方程式方向和化學計量數(shù)。

(2)每個已知方程式只能調(diào)整一次。

(3)AH與化學方程式一一對應(yīng)調(diào)整和運算。

二、反應(yīng)熱的計算

1.根據(jù)熱化學方程式計算

熱化學方程式中反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學計量數(shù)成正比。例如，

oA(g)+Z?B(g)==cC(g)+#(g)AH

abcd

"(A)”(B)n(C)〃(D)Q

E,J7(A)”(B)n(C)w(D)Q

Ma~b~c~d-|A/7]°

例1.已知由氫氣和氧氣反應(yīng)生成4.5g水蒸氣時放出60.45kJ的熱量。

⑴寫出田燃燒的熱化學方程式。

(2)計算該條件下50gH2燃燒放出的熱量。

2.根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計算

△”=￡(反應(yīng)物的鍵能總和)一E(生成物的鍵能總和)。

例2.根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應(yīng)熱\H=

化學鍵C—HC—FH—FF—F

鍵能/（kJ,mo「）414489565155

3.根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計算

。(放)="(可燃物)x|△司(燃燒熱)。

例3.已知丙烷的燃燒熱AW=-2215kJ.moPi,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水，則放出的熱量約

為()

A.55kJB.220kJC.550kJD.1108kJ

4.根據(jù)蓋斯定律計算

將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其相加或相減，得到一個新的熱化學方程式及其

例4.CH4—CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)o

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)AH=-VSkJ-moP1

1

C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=-394kJ-moP

C(s)+拓2(g)=C0(g)AH=—111kJ-mor1

該催化重整反應(yīng)的kJ-mol-。

三、AH的大小比較

1.同一物質(zhì)不同聚集狀態(tài)

H2O(S)=H2O(1)A//,

反應(yīng)過程

由物質(zhì)的能量E大小比較知熱量：。1<0，且均為吸熱反應(yīng)，AH為正值，△Hi=QkJ-moL,^H2=Q2kJ-mol

-i,得AH1QH2。

2.同一反應(yīng)，物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同

S(g)+O2(g)=SO2(g)A/71

S(s)+O2(g)=SO2(g)AH2

反應(yīng)過程

由物質(zhì)的能量(E)的大小知熱量：。>。2，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則AHi=—QkJ-mo「，△%=—QkJ-mo「

得AHI<AH2?

【方法技巧】

(1)AH的大小比較時包含“十”“一”比較。

(2)先畫出物質(zhì)的能量(0的草圖，比較熱量的大小，再根據(jù)吸、放熱加上“十”“一”進行比較。

(3)可逆反應(yīng)的為完全反應(yīng)時的值，因不能完全反應(yīng)，吸收或放出的能量一般小于公司。

考點01蓋斯定律及其應(yīng)用

【例1】已知膽研晶體相關(guān)的焰變?nèi)鐖D所示，貝必乩為

2+-

CUSO4-5H2O(S)................---------?Cu(aq)+SO4(aq)+5H2O(l)

'Hz

CuSs

CUSO4-3H2O(S)CUSO4H2O(S)卜氏°4()

2H20(1)4或)(1)*5H1O(1)

A.AH9+AH3+AH4+AH5B.-(AH。+AH3+AH4+AH5)

c.AH3-AH4-AH5-AH2D.AH3+AH4+AH5-AH2

【變式1-1］已知下列反應(yīng)的熱化學方程式：

1

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)AHi=-1036kJ-mol-

1

4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH2=+94kJ-mol

1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH3=-484kJ-mol-

則H2s熱分解反應(yīng)的2H2s(g)=2H2(g)+S2(g)的AEU為

A.-314kJ/molB.+170kJ/molC.-170kJ/molD.+314kJ/mol

【變式1-2】已知：弱堿MOH(aq)與H2so4(aq)反應(yīng)生成Imol正鹽的△HoZdZkJ/mol,強酸與強堿的稀溶液

的中和熱為△H=-57.3kJ/mol。則MOH在水溶液中電離的AH為

A.+45.2kJ/molB.+69.4kJ/molC.-69.4kJ/molD.-45.2kJ/mol

考點02AH大小比較

【例2】由圖分析，下列說法正確的是

Y+Z

X

A.X—Y+Z和Y+Z—X兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等

B.X—Y+ZAH<0

C.X具有的熔高于Y和Z具有的焰的總和

D.X—Y+ZAH>0,則Y+Z-X△H<0

【變式1-11下列焰變比較正硬的是

++

A.Na(g)-e-=Na(g)\HiK(g)-e-=K(g)AftNHI<NH2

B.Cl(g)+e=Cl-(g)AH；Br(g)+e-=Br(g)AH2

++

C.NaCl(g)=Na(g)+Cl-(g)\HiNaBr(g)=Na(g)+Br(g)NH2NHiSH?

D.H2(g)+C12(g)=2HCl(g)KHiH2(g)+C12(g)=2HCl(l)Aft\HI<^H2

【變式1-2］已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成可溶性鹽的熱化學方程式可表示為

H+(aq)+OH-(aq)=H,0(l)AH=-57.3kJ-mor1,又知弱電解質(zhì)的電離是吸熱過程。向1L0.5moi的

NaOH溶液中分別加入下列物質(zhì)：①稀醋酸、②濃硫酸、③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時的焰變分別為、公凡、

則、的關(guān)系是

AH3,AH|AH2,AH3

A.AH!>AH2>AH3B.AH^AH^A^

c.AH,=AH3>AH2D.AH.>AH3>AH2

考點03反應(yīng)熱的計算

【例3】工業(yè)上合成氟化氫(H-C三N)的一種反應(yīng)原理為：CH4+NH3=HCN+3H2O利用下列相關(guān)化學鍵

的鍵能數(shù)據(jù)，估算該反應(yīng)的AH約為

化學鍵C-HN-HC三NH-H

鍵能414389896436

A.+205kJ-mo「B.-205kJ-mor1

C.+529kJ-mor'D.-529kJ-mo「

【變式1-1】化學反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成（或拆開）lmol化學鍵時釋放

（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能（kJmol-1）：P-P：198P-O：

則反應(yīng)P4（白磷）+302=P4o6的反應(yīng)熱4H為

白磷

A.-1638kJ-mob1B.+1638kJmol-1

C.-126kJmol1D.+126kJmol-1

【變式1-2］已知下列幾種含碳化合物的轉(zhuǎn)化及能量變化關(guān)系如圖所示。

“能量/kJ?mol-1

C(s)+2H2(g)+2O2(g)

CH4(g)+2O2(g)~~~

]854.5

9651890.3ICO(g)+1O2(g)+2H2O(l)

|CO2(g)+2H2O(l)

0反應(yīng)歷程

下列說法正確的是

1

A.C(s)+2H2(g)=CH4(g)AH=+74.8kJmor

B.ImolC(s)完全燃燒可釋放779.7kJ能量

C.CO的燃燒熱AH=-110.6kJ-mo「

D.1molCO(g)具有的能量大于1molCO2(g)具有的能量

T遒關(guān)檢18

1.假定反應(yīng)體系的始態(tài)為S,終態(tài)為1,它們之間變化如圖所示：s、：：：、1,則下列說法不正確的是

A.若AHi<0,貝!]AH2>0B.若AHi<0,貝I]AH2<0

C.AH1和AH2的絕對值相等D.AH1+AH2=O

2.下列圖像分別表示有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系：

據(jù)此判斷下列說法正確的是

A.石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)

B.白磷比紅磷穩(wěn)定

C.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH>0

D.S(g)+O2(g)=SO2(g)AHi；S(s)+O2(g)=SO2(g)AH2,AHI>AH2

1

3.已知：2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)AH=-VOl.OkJmol

2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)AH=-181.6kLmoH

則反應(yīng)2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg⑴的AH為

A.+519.4kJ-mol->B.-259.7kJ-moHC.+259.7kJ-mol->D.-SW4kJ-mol-1

4.已知斷裂Imol化學鍵所需的能量：N^N鍵為942kJ、0=0鍵為5OOkJ、N—N鍵為154kJ,O-H鍵

為452.5kJ,則斷裂ImolN-H鍵所需的能量是

能量八

2N(g)+4H(g)+2O(g)

假想中間物

質(zhì)的總能量

耶、

.廣2752kJ-mof1

反應(yīng)物的

總能量N2H4(g)+O2(g)

A/f]=-534kJmor1

生成物的YY

總能量N2(g)+2H2O(g)

A.194kJB.316kJC.391kJD.658kJ

5.已知:①Imolth分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量②ImolCL分子中化學鍵斷裂時需要吸收243kJ

的能量③由H原子和C1原子形成ImolHCl分子時釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是

A.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2moi氯化氫氣體，反應(yīng)的AH=+183kJ-mori

B.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2moi氯化氫氣體，反應(yīng)的AH=-183kJ-mol-i

C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成Imol氯化氫氣體，反應(yīng)的AH=-183kJ.mol"

D.lmolH2和ImolCb的總能量比2moiHC1的總能量低183kJ

6.由下列鍵能數(shù)據(jù)大小，不能得出的事實是

化學鍵O-HH-H0-0

鍵能kJ-mol4463436498.3

A.lmolH2和^molCh總能量大于Imol%?？偰芰?/p>

2

B.斷開ImolH2中的化學鍵所吸收的能量是436kJ

1

C.H2(g)+1o2(g)=H2O(g)AH=-240.85kJ-mol

D.生成ImolHzO的化學鍵所放出熱量是463kJ

7.已知：①C(s)+C>2(g)=CO2(g)AH1

②H2(g)+Jo2(g)=HQ(g)AH2

@CO(g)+|o2(g)=CO2(g)AH3

@C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH4>0

下列說法正確的是

A.皿<0、AH3>0

B,膽=明+溫-前

C.AH2+AH3<AH]

D.△乩、AH2>八凡分別對應(yīng)為c、H2,CO的燃燒熱

8.在25°C、101kPa下，1g乙醇燃燒生成C02和液態(tài)水時放熱29.71kJ,下列熱化學方程式正確的是

1

A.C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=+1366.7kJ-mol

1

B.C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=-1366.7kJ-mol

1

C.yC2H5OH(1)+102(g)=CO2+1H2O(1)AH=-29.71kJmol

1

D.C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=-29.71kJ-mol

9.硫酸是基礎(chǔ)化學工業(yè)的重要產(chǎn)品，下列為接觸法制硫酸的反應(yīng)：

①4FeS2(s)+UO2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)AH=-3412kJmol1

②2so2(g)+Ch(g)02so3(g)AH=-196.6kJmol1

③SO3(g)+H2O(l)=H2so4(1)AH=-130.3kJ-mol-1

下列說法正確的是

A.反應(yīng)②中使用催化劑越多釋放出的熱量越大

B.反應(yīng)①中1molFeS2(s)參與反應(yīng)放出的熱量為3412kJ

C.64gsCh與1mol02在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)釋放出98.3kJ熱量

D.FeS2生成H2s04的熱化學方程式可表示為2FeS2(s)+yO2(g)+4H2O(l)=Fe2O3(s)+4H2SO4(1)AH=-2

620.4kJmol1

1

10.lOlkPa下，H2O(1)=H,(g)+102(g)AH=+285.8kJ-moF.下列說法不正俄的是

A.液態(tài)水變?yōu)樗魵馄茐牡氖欠肿娱g作用力

B.水分解為氫氣和氧氣，斷鍵吸收的總能量大于成鍵放出的總能量

C.標準狀況下，1L2L水中含共用電子對總數(shù)為6.02x1023

D.lOlkPa下，H2O(g)=H2(g)+1o2(g)AH<+285.8kJ-mor1

11.下列熱化學相關(guān)的描述正確的是

A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下AH不同

B.已知S(g)+C)2(g)=SO2(l)AH,,S(g)+O2(g)=SO2(g)AH2,則阻<同

1

C.表示NH3的燃燒熱：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AH=-1526kJ-mor

D.一定條件下N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)AH=-92.2kJ.mo「，則ImolN??和3moiH?(g)置于密閉容

器中充分反應(yīng)放熱92.2kJ

12.已知ImolNz(g)中的化學鍵斷裂時需要吸收946kJ的能量，Imol。?3中的化學鍵斷裂時需要吸收498kJ

的能量，ImolNO(g)中的化學鍵形成時釋放632kJ的能量，N?(g)與OZ(g)反應(yīng)生成NO(g)的熱化學方程式

為

A.N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=-812kJmor'

1

B.N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=-180kJ