高中化学选必一 第1章 第2节 第2课时 反应热的计算

第2课时反应热的计算

［核心素养发展目标］1.巩固应用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。2.能够提取热化学信

息，利用多种方法计算化学反应的反应热，建立解决较复杂反应热问题的思维模型。

一、一定量的反应物产生热量的计算

1.计算依据

反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比。

2.关系式

(1)依据热化学方程式计算

aA(g)+Z?B(g)=cC(g)+</D(g)NH

abed|AA/1

〃(A)〃(B)n(C)〃(D)Q

...//(A)/2(B)H(C)n(D)__Q

a~b~c~d一公司。

(2)依据燃料的燃烧热计算：。=〃(可愣物)乂公”|(燃烧热)。

r应用体验」

1.已知：FeS2(s)+^O2(g)=1Fe2O3(s)+2SO2(g)AH=-853kJ-moFL

计算Ikg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量：(写出计算步骤)。

答案FeS2燃烧的热化学方程式为FeS2(s)+*)2(g)=/Fe2O3(s)+2SO2(g)A//=-853

1000gX90%..

kJmol'；C=»(FeS)X|AHl=X853kJ，mo126398kJ。

212()＜；mo|'

2.在101kPa下,H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为285.8kJmo「、283.0kJmo「，计算1molH2(g)

和2molCO(g)组成的混合气体完全燃烧释放的热量。

答案Q=285,8kJ-moCX!mol+283.0kJmoLX2moi=851.8kJ。

3.已知：2SO2(g)+O2(g)2so3(g)△"=-196.6kJ・mo「l实验室测得4moiSO2发生上

述化学反应时放出314.3kJ热量，请计算该反应中SO?的转化率。

答案参加反应的SO2为襟1泮X2mol^3.2mol,SO2的转化率为阴粤X100%=80%。

1VO.OKJ4I11O1

二、几种常见反应热的计算类型

类型一己知键能或燃烧热M算型

1.已知反应：CH4(g)+CO2(g)2co(g)+2H?(g)中相美化学键的键能数据如下:

C=O

化学键C—HC=OH—H

(CO)

键能/(klmoL)4137454361075

该反应的△"=kJ-mol'(>

答案+120

解析AH=(413kJ-mor'X4+745kJ-mol-1X2)-(2X1075kJ-mol-1+2X436kJmo】r)=+

120kJmoCo

2.[2020•全国卷U,28⑴①]乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)

△M，相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质C2H4(g)

C2H6(g)H2(g)

燃烧热△”/(kJmoL)-1560-I411-286

1

AWi=kJ-molo

答案+137

解析先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后枝据盖斯定律，△4=一1560kJ-mol

1—(―I411kJ-mol1)-(-286kJ-mol-,)=+137kJ-mol1(>

类型二多步方程式叠加型

3.已知热化学方程式：

-1

®C2H2(g)4-102(g)=2CC)2(g)+H2O(1)AHI=-I301.0kJ-mol

@C(s)+O2(g)=CO2(g)

△“2=-393.5kJmor1

③H2(g)+102(g)=H20(l)

A〃3=-285.8kJ-mor1

则反应④2c(s)+HMg)=C2H2(g)的A”为()

A.+228.2kJ-mol-1

B.-228.2kJ-mol-1

C.+1301.0kJ-moF1

D.+621.7kJ-mof1

答案A

解析热化学方程式①@©和④之间存在如下关系：2X②+③一①=①。所以根据盖斯定律,

得=2AH2+-A//I=2X(-393.5kJ-mo「)-285.8kJ-moF,+l301.0kj-mo「】=+

228.2kJmoL。

4.冬季取暖许多家庭用上了清洁能源天然气，实际生产中天然气需要脱硫，在1200C时，

工艺中会发生下列反应：

3

①H2s(g)+R2(g)=SO2(g)+H2O(g)NH\

3

②2H2s(g)+SO2(g)=5S2(g)+2H20(g)A/72

@H2S(g)+1o2(g)=S(g)+H2O(g)Mb

@2S(g)=S2(g)MU。

则A%的正确表达式为o

2

答案A〃4=§(AH]+A”2-3A，3)

解析将2X②+2X①一6X③得到6s(g)=3S2(g)的蛤变3=2A//.+2A^2-6AH3;所以

2

2s(g)=S2(g)的蛤变△，4=1(AM+A〃2-3A”3)。

类型三反应进程图型

5.在微生物作用的条件下，NH；经过两步反应被氧化成NO；o两步反应的能量变化示意图

如图。

NO；(aq)+-O2(g)

弋〃，-73kJ-mol

NO；(aq)

反应过程’

(第一步反应)(第二步反应)

(I)第一步反应是(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是O

(2)1molNH；(aq)全部被氧化成NO3(aq)的热化学方程式是。

答案(1)放热△”<()(或反应物的总能量大于生成物的总能量)

+-

(2)NH4(aq)+2O2(g)=N0j(aq)+2H(aq)+H2O(l)AH=-346kJ-mol'

6.直接将CO2转化为有机物并#植物的“专利”，科学家通过多种途径实现了CCh合成甲

醛，总反应为CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g)&H,转化步骤如图所示：

2H2O(g)H2O2(D

2(g)H

3H2(g)H2O(g)OH°A(DO

84)•♦垢:一HHH(8)

已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△"»，则总反应的△，=(用图中焰变以及A”4表示)。

公安A-I”监〃3NHq

口案△"]+△//2+2—2

解析根据题图及盖斯定律，总反应CO2（g）+2H2（g）HCHO（g）+H2O（g）是①+②+；X③

一Jx④得到的，则反应热△”=AM+A”2+华一华。

乙乙乙

三、A”的大小比较

1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:

2.看△”的符号。比较反应热大小时不要只比较数值的大小，还要考虑其符号。

3.看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的△月越小,

吸热反应的A“越大。

4.看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量加状态相同时，反应的程度越大，热

量变化越大。

r应用体验」

1.如图为不同聚集状态的硫单质燃烧的反应过程能量变化:

卷[S（g）+CMg）

~w]r———————————————

S（s）+O2（g）\

o!

2m^

—

so2（g）

°反应过程

S（g）+O2（g）=SO2（g）XH\

S（s）+O2（g）=SO2（g）

则：Q________（填或“="，下同）Q,bH\

答案〉v

2.已知：C（s,金刚石）=C（s,石墨）

A〃=-1.9kJmol1

C（s,金刚石）+O2（g）=CO2（g）NH\

C（s,石勒+C>2（g）=CO2（g）NH?

根据上述反应所得出的结论正确的是（）

A.AZ/|—AZ/zB.

c.AH,<A//2D.金刚石比石墨稳定

答案c

解析已知：C(s,金刚石)=C(s,石墨)A7/=-1.9kJ-mol-1,则等量的金刚石和石墨，金

刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则△MVAHzVO,能量越高越不稳定，则石墨比金刚石

稳定。

3.氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。

①HF(aq)+OH(aq)=F(aq)+H2。。)A//=«kJmol1

②H3O(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)NH=bkJmor1

③HF(aq)+H2。⑴匕。+(叫)+F-(aq)\H=ckJmol_1

-

®F-(aq)+H2O(1)HF(aq)+OH(aq)△〃=4kJmo「

已知：a<b<0,下列说法正确的是()

A.HF的电离过程吸热

B.c=a~b,(?<0

C.c>0,4Vo

D.d=b+c,d<0

答案B

解析③是电离方程式，③二①一②，NH=c=a-b,由于〃<仇c<0,说明HF的也离是放

热过程，故A不正确、B正确；反应④是反应①的逆过程，d=-a>Ot故C、D不正确。

课时对点练

(选择题I〜12题，每小题7分，共84分)

IW对点训练

题组一焰变的计算与比较

1.热值指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，已知葡萄糖(相对分子质量

为180)燃烧的热化学方程式为C6Hl2。6⑸+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(J)AH=-2803

kJ-moFL下列说法错误的是()

A.葡萄糖的热值约为15.6kJ・gr

B.若生成物中水为气态，则变大

C.该条件下,6co2(g)+6H2(XD=C6Hl2O6(s)+6O2(g)的熠变为+2803kJ-moF1

D.该条件下，完全燃烧30g葡萄糖时消耗22.4LCh

答案D

解析由题中数据计算可知，葡萄糖的热值约为2警"mF\i5.6kJ-g,A项正确：气

loUg-mol

态水的能量高于液态水的能量，若生成物中水为气态，期反应放出的热量减少，△”变大，B

项正确；6co2(g)+6H2C\l)=C(H2O6(s)+6C)2(g)与题干中的反应互逆，相同条件下二者的蛤

变互为相反数，C项正确；未指明标准状况，无法计算，D项错误。

2.己知：S2⑸=S2(g)AH=+4.5kJ-mol某些化学键的键能数据如表所示：

化学键H—HCl—ClH—ClS=SH—S

键能/(kJmoL)436243431255339

下列说法正确的是()

A.1molHMg)与2molCl^g)反应生.成HQ(g)时放出370kJ热量

B.比值)与S2⑸反应生成H2s(g)的热化学方程式为2H2(g)+S2(s)=2H2S(g)A”=-229

kJ-mol1

C.反应的焙变△〃=反应物的键能之和一生成物的键能之和

D.1molH2s(g)分解吸收的热量比ImolHCl(g)分解吸收的热量多，所以H2s(g)比HCI(g)稳

定

答案C

解析A项,反应H2(g)+02(g)=2HQ(g)的F(CI—Cl)+E(H—H)-2E(H—Cl)=(243

kJ-mol-'+436kJmol_1)—2X431kJmo「=-183kJ-moF1,当2molCb(g)与1molH?(g)反

应时，只有1molCk(g)参加反应，所以放出的热量为183kJ,错误；B项，根据表中键能数

-1

据可得热化学方程式：2H2(g)+S2(g)=2H2s(g)A”=-229kJ-mol,结合S2(s)=S2(g)

A”=+4.5kJ-mol-1可得热化学方程式：2H?(g)+S2(s)=2H2s(g)A"=-224.5kJ-mol-1,错

误；D项，由于H—Cl的疲能大于H—S,所以HCl(g)比H2s(g)稳定，错误。

3.碘与氢气反应的热化学方程式为L(s)+H2(g)2HI(g)AH=+26.48kJ-mol-1.已知：

15

@I2(s)=I2(g)AH=+35.96kJ-moF；②在1X10Pa、298K条件下,断开1molAB(g)分

子中的化学健，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A-B的键能。下

列说法正确的是()

A.2moi碘蒸气凝华时要吸收71.92kJ的热量

B.将1moib(g)与1molH?(g)混合，充分反应，放出9.48kJ热量

C.ImolCg)与1mol比⑨的键能总和小于2molHI(g)的键能总和

D.ImolHI(g)发生分解反应要吸收13.24kJ热量

答案C

解析由L⑸=h(g)△〃=+35.96kJ・moL可知，2L(g)=2L(s)A/7=-71.92kJ-moF1,

则2moi碘蒸气凝华时要放出71.92kJ的热量，A错误：将题干中k与氢气的反应编号为③,

1

根据盖斯定律可知，反应③一反应①可得I2(g)+H2(g)2HI(g)△”=+26.48kJ-moF-

(+35.96kJ・mo「i)=-9.48kJ・morl该反应是可逆反应，则1molL(g)与1molH2(g)混合，

充分反应，放出的热量小于9.48kJ,B错误；由B项分析可知，b(g)与H2(g)的反应为放热

反应，根据△”=反应物的键能之和一生成物的键能之和可知，1molL(g)与1molH?(g)的键

能总和小于2molHI(g)的维能总和，C正确。

题组二盖斯定律计算焰变的方法

4.已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g)

△H=­Q\kJ-mol1

C(s)4-O2(g)=CO2(g)A//=-02kJ-mol1

S(s)+O2(g)=SO2(g)△"=-Q3kJ-mor1

CO与银反应会造成锲催化剂中毒，为防止银催化剂中毒，工业上常用SO?将CO氧化，二

氧化硫转化为单质硫，则对应反应的热化学方程式为()

A.S(s)+2CO(g)=SO2(g)+2C(s)

AH=(2Q|—2。2—Q3)kJ-moF1

B.S(s)+2CO(g)=SO2(g)+2C(s)

&H=(QLQ3)kJ-mol-1

C.SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)

A〃=(Q|—2Q2+Q3)kJ-mor'

D.SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)

A/7=(2G，-02+203)kJ-moF1

答案C

解析将题中已知的热化学方程式从上到下依次编号为O、②、③。再根据题给信息可知co

被氧化后生成CO2,则对应的化学方程式为SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)<,根据盖斯定

律，可知由2X②一③一①可得SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=(Q|—2Q+

Q)kJmol「0

5.(2023•石家庄高二检测)2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正

确的是()

2Na(s)+CI2(g)^-^2NaChs)

卜用卜乩/

2Na(g)2CI(g)/A/

卜从卜月/从

2Na，(g)+2Cl-(g)竺12NaCI(g)

A.A//2>0

B.AW4+A//5+AH8=AWI

C.在相同条件下，2K(g)-2K'(g)的△“<△”3

D.△“6+A”7=A〃8

答案B

解析Na(s)的能量低于Na(g),则△松>0,A正确；根据盖斯定律，

+A“5+A”8,B不正确：Na的活泼性小于K,故K比Na更易失电子，失电子吸收的能量

更小，在相同条件下，2K(g)-2K+(g)的AH<AW3,C正确；根据盖斯定律，bH6+bH7=NH&,

D正确。

6.LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：

①2Li(s)+H2(g)=2LiH(s)

AW=-l82kJmol1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

△”=一572kJ-mol-1

③4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)

A/7=-l196kJmoF1

则反应2LiH⑸+O2(g)=Li2O(s)+H2O⑴的焰变为()

A.+351kJ-mol-1B.-351kJ-mol-1

C.+702kJ-mol_1D.-702kJ-mol-1

答案D

解析根据盖斯定律，由我(②+③)一①得2LiH(s)+O2ig)=Li2。⑸+比0⑴△〃=；义［一

572kJmoL+(—1196kJmo「)］一(一182kJmo「)=-702kJmol'L

7.CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)A”。

已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)

△//1=-75kJ-moF1

②C(s)+O2(g)=CO2(g)

△也=一394kJmol_1

@C(s)+1o2(g)=CO(g)

1

AW3=-111kJ-moF

贝IJAH为()

A.-580kJ-moF1B.+247kJ-moF1

C.+208kJ-mol_1D.-430kJ-moP1

答案B

解析根据盖斯定律可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)A”=2A“3—△“2-AM=+

247kJ-mol-1o

8.(2021•重庆1月适应性测试,11)已知△(g)+H2(g)-CH3cH2cH3(g)AW=-157kJ-mol

-,o已知环丙烷(g)的燃烧热△H=-2092kJ-mo「i,丙烷(g)的燃烧热A//=-2220kJmorLl

mol液态水蒸发为气态水的燧变为AH=+44则2mol氢气完全燃烧生成气态水的

△〃(口・1110口)为()

A.-658B.-482C.一329D.一285

答案B

9

解析已知△(g)+H2(g)=CH£H2cH3(g)八，=-157kJ♦mo「①，△(g)+]O2(g)=3CO2(g)

,

+3H2O(1)A/7=-2092kJmor@,CH3CH2CH3(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(I)△〃=-

-1_1

2220kJ-mol@,H2O(1)—*H2O(g)A//=+44kJmol@,2H2(g)+Ch(g)=2H2O(g)可由

2X(①一②+③+④)获得，计算得A〃=-482kJ.mo1「。

ID'综合强化

9.M/'催化H2O2分解：2比02网)=2比。⑴+O2(g)△外,其反应机理如图。若反应II的

熔变为人从，反应I、II的化学计量数均为最简整数比，则反应I的熔变△”为()

H2O2Mn?、/O2

iYYu

H+/、MnO2八比。？

A.A/7I+AH2B.XHLAH?

C.2AM—△%D.A/7|-2A/72

答案B

解析Mi?"催化H2O2分解：2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)①；反应II为MnO2(s)+

HaOaCaq)+2H+(aq)^=Mn2+(aq)+02(g)+2H2O⑴△为②：反应I为Mn2+(aq)+

+

H2O2(aq)=2H(aq)+MnO2(s)根据盖斯定律①一②可得反应【，因此A”=△切一A"。

10.煤燃烧排放的烟气中含有的SO?和NQ,会污染大气”采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸

收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，发生的相关反应如下：

①SO2(g)+2OH—(aq)=SC)r(aq)+H2O⑴AM=〃kJmor1

@C10(aq)+SO?(aq)=SOi-(aq)4-Cl(aq)

AH2=/?kJmol1

@CaSO4(s)=Ca2(aq)+SOj-(aq)

A”3=ckJnioL

2

®SO2(g)+Ca'(aq)+ClO(aq)+2OH(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cr(aq)

AA=dkJmo「

下列有关说法正确的是()

A.随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小

B.反应①@均为氧化还原反应

C.反应Ca(OH)2(aq)+H2so«aq)=CaSO4⑸+2比0⑴的△”=-ckJmo「

D.4=。+6+。

答案A

解析A项，由反应①和④可知，随着吸收反应的进行，不断消耗0H，因此吸收剂溶液的

pH逐渐减小，正确；B项，反应①元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，错误；C

项，反应Ca（0H）2（aq）+H2so«aq）=CaSO4（s）+2H2O⑴的离子方程式为Ca2++SOr+2OH

+

+2H=CaSO4I+2H2O,该离子反应不是反应③的逆反应，因此该反应的A”W—ckLmol

错误；D项，根据盖斯定律，可得④二①十②一③，所以d=a+b—c,错误。

11.已知：2H2O（l）=2H2（g）+02（g）AH=+571.6kJmolL以太阳能为热源分解FeQi，

经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下：

过程I:……

过程II：3FeO（s）+H2O（l）=H2（g）+Fe3O4（s）

A，=+129.2kJ-moP1

下列说法不正确的是（）

A.该过程能量转化形式是太阳能一化学能一热能

B.过程I的热化学方程式为Fe3O4（s）=3FeO（s）+1o2（g）A”=+156.6kJmoL

C.氢气的燃烧热△〃=-285.8kJ.moL

D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点

答案A

解析过程I中FC3O4分解为FeO、O2,该反应为吸热反应，由趣意知过程II中发生的反

应也是吸热反应，因此不存在化学能一热能的转化，A项错误；已知反应①2H?0⑴=2H2（g）

+02（g）A”=+571.6kJmoL和反应②3FeO（s）+H2CKl）=H2（g）+Fe3O4（s）AH=+129.2

kJ-moF,,根据盖斯定律，由①—②得Fe3O4（s）=3FeO（s）+1o2（g）A//=+156.6kJmol

B项正确；过程II的产物中氢气为气体，而Fes。」为固体，故铁氧化合物循环制Hz的

产物易分离，且整个过程是利用太阳能完成的，成本低，D项正确。

12.镁和卤素单质（X〉反应的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是（）

。

的

加

-3

T

24

1

)4顺1

-8C

11

-

24

-

12

(M)

l2

>Mg

gBr2

12>M

MgC

gFz>

性：M

热稳定

A.

kJ

1124

放热

反应，

g充分

晟的M

)与足

F2(g

2.4L

B.2

热量

吸收

需要

过程

g,该

金属M

冶炼

方法

液的

CL溶

解Mg

用电

上可

工业

C.

,

moF

7kJ-

=-11

A/7

(l)

+Br

2(s)

gC1

(g)=M

+Cl

r(s)

,MgB

可知

由图

D.

2

2