备战高考化学一遍过考点32反应热的计算（含解析）.docx

考点32 反应热的计算一、反应热的计算1盖斯定律内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热都是一样的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。如：由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径，则H、H1、H2的关系可以表示为HH1H2。2运用盖斯定律计算反应热第一步，找目标 确定目标方程式，找出目标方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置。第二步，定转变 根据目标方程式中各物质计量数和所在位置对已知化学方程式进行转变：或调整计量数，或调整方向。第三步，相加减 对热化学方程式进行四则运算得到目标方程式及其H。应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时需要注意以下问题：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。热化学方程式焓变之间的关系mAB H1AB H2H2=H1或H1=mH2mAB H1BmA H2H1=H2mAB H1BnC H2mAnC HH=H1+H23根据热化学方程式的反应热计算计算依据：反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照热化学方程式与H的关系计算反应热；若没有给出热化学方程式，则根据条件先得出热化学方程式，再计算反应热。4根据反应物和生成物的能量计算（1）计算公式：H=生成物的总能量反应物的总能量。（2）根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q放=n(可燃物)H。5根据反应物和生成物的键能计算计算公式：H=反应物的键能总和生成物的键能总和。根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。常见物质的共价键数目物质CH4(CH)Si（SiSi）SiO2(SiO)金刚石（CC）石墨（CC）P4（PP）1 mol微粒所含共价键数目/NA42421.56二、反应热大小比较的技巧直接比较法H 是一个有正负的数值，比较时应连同“+”、“”号一起比较。（1）吸热反应的H肯定比放热反应的大(前者大于0，后者小于0)。（2）同种物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，H 越小。（3）等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，对应H 越小。（4）产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多，放出的热量多对应H 越小。反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多，放出的热量多对应H越小。（5）生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多，放出的热量多对应H 越小。（6）对于可逆反应，热化学方程式中的反应热是完全反应时的反应热，若按方程式反应物对应物质的量投料，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值，放出的热量少对应H 越大。例如： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=197 kJ/mol， 则向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。（7）不同单质燃烧，能态高（不稳定）的放热多，对应H 越小。如：金刚石比石墨能态高，两者燃烧，金刚石放热多，对应H 越小。盖斯定律比较法（1）同一反应生成物状态不同时： A(g)+B(g)C(g)H10 A(g)+B(g)C(l) H20 因为C(g)C(l) H3|H1|。（2）同一反应物状态不同时： S(s)+O2(g)SO2(g)H10 S(g)+O2(g)SO2(g)H20 H3+H2=H1，且H30，所以|H1|H2|。（3）两个有联系的不同反应相比： C(s)+O2(g)CO2(g)H10 C(s)+O2(g)CO(g)H2|H2|。图示比较法画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较H的大小。对于反应2A+B2C的能量变化如图所示：考向一 反应热的计算典例1 已知：Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1；C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1。则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)的H是A169.4 kJmol1 B627.6 kJmol1C744.7 kJmol1 D824.4 kJmol1【解析】将题目所给热化学方程式编号，C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1；Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1，根据盖斯定律即可以得到2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H393.5 kJmol1234.1 kJmol1824.4 kJmol1，故D正确。【答案】D1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) H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2(aq)和H2O(l)的反应热H等于A417.91 kJmol1B319.68 kJmol1C546.69 kJmol1 D448.46 kJmol1利用盖斯定律进行计算的一般步骤考向二 焓变(H)的比较典例1 下列各组热化学方程式中H1H2的是AC(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2BS(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2CH2(g)O2(g)=H2O(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2DCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2【解析】A项，碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热，反应的焓变是负值，故H1H2；B项，物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，固态硫变为气态硫需要吸收热量，故H1H2；C项，2 mol氢气燃烧放出较多能量，反应热较小，H1H2；D项，碳酸钙的分解为吸热反应，H10，氧化钙与水的反应为放热反应，H2H2H3BH1H3H2DH1H3H2比较反应热大小的四个注意要点（1）反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：（2）H的符号：比较反应热大小时不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。（3）化学计量数：当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的H越小，吸热反应的H越大。（4）正确理解可逆反应的反应热(H)，如：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=92.4 kJmol1中的 92.4 kJ 是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成 2 mol NH3(g)时放出的热量。1已知：H2O(g)H2O(l)H1=-Q1 kJ/mol，C2H5OH(g)C2H5OH(l)H2=-Q2 kJ/mol，C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H3=-Q3 kJ/mol。则表示酒精燃烧热的热化学方程式是AC2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-(Q1-Q2+Q3) kJ/molBC2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-(3Q1 +Q3) kJ/molCC2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/molDC2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)H=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol2在25 、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热H分别为393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、870.3 kJmol1，则 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为A488.3 kJmol1 B488.3 kJmol1C191 kJmol1 D191 kJmol13已知：2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H32H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是AH10，H2H4CH1H22H3H5D2H5H1”、“”“”“Q(稀硝酸)Q(稀醋酸)，又因放热反应中，H为负值，即H=Q，故H2H3H1。考点冲关1【答案】C【解析】根据盖斯定律，由3-+得C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol，C项正确。2【答案】A【解析】25 、101 kPa下，H2(g)、C(s)和CH3COOH(l)的燃烧热H分别是285.8 kJ mol1、393.5 kJ mol1和870.3 kJ mol1，则H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ mol1，CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H870.3 kJmol1，由盖斯定律可知，22可得反应2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)，其反应热为2(285.8 kJmol1)2(393.5 kJ mol1)870.3 kJmol1488.3 kJmol1。3【答案】D【解析】因反应均为燃烧反应，故H1、H2、H3、H4均小于0，根据盖斯定律，2H5H1H22H3（2）（3）0，故H1H2。（2）由盖斯定律知，用式-式得S(g)S(s)H=H1-H20，故H1H2。（3）由盖斯定律知，用式-式得CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H=H1-H20，故H1（2）S(l)O2(g)=SO2(g) H529 kJmol1（3）10.5 kJmol1（4）124 kJmol14 566【解析】（1）根据盖斯定律，由(反应反应)3，得N2(g)O2(g) 2NO(g)H2 kJmol1。反应中生成物气体的物质的量大于反应物的，所以反应是熵增反应，S0。（2）由已知信息可得CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283 kJmol1，将该热化学方程式及已知信息中热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由a2b得：S(l)O2(g)=SO2(g)H(283 kJmol1)237.0 kJmol1529 kJmol1。设E2为逆反应的活化能，则E1E2H20，所以E1H2。（3）醋酸和NaOH的中和反应(反应热H)，可以分为CH3COOH的电离(反应热H1)、H和OH的中和(反应热H2)两步，故H1HH246.8 kJmol1(57.3 kJmol1)10.5 kJmol1。（4）反应热反应物总键能生成物总键能，由有机物的结构可知，乙苯催化脱氢反应的反应热等于CH2CH3的总键能与CH=CH2、H2的总键能之差，故乙苯催化脱氢反应的H(54123483412612436) kJmol1124 kJmol1，根据盖斯定律，乙苯的燃烧热H290 kJmol1(4 400 kJmol1)(124 kJmol1)4 566 kJmol1。直通高考1【答案】C【解析】根据盖斯定律，得H=H1+H2+H3，又易知Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。AH1表示断裂CO32和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而H1(MgCO3)H1(CaCO3)0，A项正确；BH2表示断裂CO32中共价键形成O2和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而H2(MgCO3)H2(CaCO3)0，B项正确；C由上可知H1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(MgO)，H3(CaO)H3(MgO)0，C项错误；D由上分析可知H1+H20，H30，故H1H2H3，D项正确。故答案选C。2【答案】C【解析】A反应、的生成物CO2和H2是反应的反应物，A正确；B反应可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C错误；D把反应三个反应按(+)2+可得该反应及对应的焓变，D正确。【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。3【答案】（1）89.3【解析】（1）根据盖斯定律+，可得反应的H=89.3kJ/mol；答案：89.3；4【答案】（2）-116【解析】（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）2得 H=（H1+H2+H3）2=116kJmol 1。5【答案】（1） CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2 C(s)+CO2(g)=2CO(g)【解析】（1）由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2； 可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为，用 可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变。6【答案】 （4） 减小【解析】【分析】I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；II.（4）此问是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。【详解】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) H= 225kJmol 1；SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为：，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；II.（4）将反应反向，并与反应直接相加可得反应，所以H3=H2 H1，因H20，所以H3必小于0，即反应正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。7【答案】（1）247【解析】（1）已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1根据盖斯定律可知2即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=247 kJmol1。.8【答案】（1）2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl（2）114【解析】（1）根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O，方程式为：2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。（2）将第一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变，所以焓变为483+(30)=114kJmol-1。9【答案】（1）3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) H2=254 kJmol1【解析】（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）H=H1+H3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）H=-254 kJ/mol。10【答案】（1）136.2【解析】（1）将两个热化学方程式编号，2NO2（g）+H2O（l）=HNO3（aq）+HNO2（aq） H=116.1 kJmol1（式）3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） H=75.9 kJmol1（式）应用盖斯定律，将（式3+式）2得，反应3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）