人教版高中化学选修一专项练习：反应热的计算（四大题型）

专题1.2反应热的计算

，题型梳理

【题型1利用盖斯定律计算反应热】

【题型2利用盖斯定律书写热化学方程式】

【题型3利用盖斯定律比较反应热的关系】

【题型4根据键能计算反应热】

，举一反三

盖斯定律

1.定义：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体

系的始态和终态有关，与反应途径无关。

2.盖斯定律的理解

热化学方程式埔变之间的关系

aA——BAH)

十△4或AH尸a△凡

AqBAHj

a\—BAHj

△H=AH|+

3.应用盖斯定律采用“加合法”计算AH的一般步骤

(1)确定待求反应的热化学方程式。

⑵利用“同侧相加、异侧相减”的原则进行处理。

(3)根据未知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。

(4)确定反应热的数值和符号。

【题型1利用盖斯定律计算反应熟】

【例1】已知H2(g)+C12(g)=2HC“g)AH=-184,6kJ-moF,,则反应HCl(g尸gHz(g)+gcb(g)的AH为

A.+184.6kJmol1B.—92.3kJ-mol1C.—369.2kJmol1D.+92.3kJ-mol1

【答案】D

【详解】根据盖斯定律及热化学方程式的书写规则，反应HCl(g)=；H2(g)+gQ式g)的AH=-(-184.6

kJHior')xy-4-92.3kJinor1,故选D。

【变式1・1】已知：©Zn(s)+^O>(g)=ZnO(s)AH)=-351.1kJ-moF1,②Hg⑴+^C^gAHgO⑸AH2二

-90.7kJ-mol-1,则反应Zn(s)+HgO(s):ZnO(s)+Hg⑴的焰变是

A.-441.8kJ-mol-1B.-254.6kJ-moF1

C.-438.9kJ-mol-1D.-260.4kJ-mol-1

【答案】D

【详解】根据盖斯定律，由①一②可得Zn(s)+HgO(s尸ZnO⑸+Hg⑴，则△H=(-351.1kJ-mo「)一(-90.7

kJmoL尸一260.4kJ-mol1；

故选D。

【变式1・2】已知腓(N2H。是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知

①2H2。⑴+02倍)=2出。2(1)AHi=+108.3kJ/mol

②N2H4(l)+O2(g)=N2［g)+2H2O(l)△H2=-534.0kJ/molo

则有反应：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)AH3,贝i"%是

A.+425.7kJmo「B.-425.7kJmo「

C.+642.3kJmol1D.-642.3kJmol।

【答案】D

【详解】根据盖斯定律②一①，整理可得N2H4(1)+2比。2。尸N2(g)+4H2O⑴AH3=-642.3kJ/mol；

故选Do

【变式1・3］根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N?在催化剂(掺有少量Fe2O3

-1

的TiO2)表面与水发生下列反应。已知：N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)AH=-92.4kJ-mol,2H2(g)+

1

O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJmor,则2N2(g)+6H?O⑴=^4NH3(g)+3O2(g)AH=。

【答案】1530kJ-mol-1

【详解】由盖斯定律前式x2—后式x3即得。则2N2(g)4-6H2O(l)i=MNH3(g)4-3O2(g)AH=2x(-92.4kJ-moF

»)-3x(-571.6kJmo「)=1530kJ-moF1;

【变式1-4】

--

(1)已知下列反应：SO2(g)+2OH(aq)=SO?(aq)+H2O(l)AHi,CKT(aq)+SO；(aq)=SO：［aq)+C「

(aq)AH2,CaSO«s尸Ca2+(叫)+SO；(aq)AHa,则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClCT(aq)+2OH-

(aq尸CaSCU(s)+H2O⑴+C「(aq)的AH=。

⑵①2OMg)+N2(g尸N2O4。)AHi，②N2(g)+2H2(g)=N2H4⑴AH2,③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)AH3,④

2N2H4(1)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)AH4=-1048.9kJmo「

上述反应热效应之间的关系式为AH4=o

(3)碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应为：2Li(s)+h(s)=2LiI(s)AH,已知：

4Li(s)+Ch(g)=2Li2O⑸AH”4LiI(s)+O2(g)=2L(s)+2Li2O⑸AH?,则电池反应的AH=。

All_All

1

【答案】(1)AHI+AH2—AE(2)2AH3-2AH2-AHI(3)-~

【详解】(1)将题中的3个反应依次标记为①、②、③，根据盖斯定律，①+②一③即得所求的反应，

AH=AH1+AH2-AH3；

(2)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯

定律，将热化学方程式③x2,减去热化学方程式②x2,再减去热化学方程式①，即可得出热化学方程式

④，故AH4=2AH3—2AH2-AHio

(3)给己知两个热化学方程式依次编号为①、②，观察可知得锂一W电池反应的热化学方程式，根

据盖斯定律可知，AH=±A百H_A空LI。

【题型2利用盖斯定律书写热化学方程式】

【例2】饮用水中的NO：主要来自于NH；。已知在微生物的作用下，NH：经过两步反应被氧化成NO；。

两步反应的能量变化示意图如下：

(第一步反应)(第二步反应)

1molNH：全部被氧化成NO；的热化学方程式为

1

[答案】NH：(aq)+2O2(g)=NO；[aq)+2H(aq)4-H2O(l)AH=-346kJ-moF

【详解】首先写出NH；(aq)+2O2(g)=NO；(aq)+2H'(aq)+2H2O(l),然后依据图像写出①NH；(aq)+5

+1

O2(g)=NO；(aq)+2H(aq)4-H2O(1)AHi=-273kJ-moF②NO£(aq)+；Ch(g户NO；(aq)AHi=-73

kJmor1,①+②即得1molNH：全部被氧化成NO；的热化学方程式：NH；(aq)+2O2(g)=NO；(aq)+2H

(aq)4-H2O(l)AH=-346kJmoJ

【变式2・1】大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25c时，相关物质的燃

烧热数据如下表：

物质H2（g）C(石墨，s)C6H6⑴

燃烧热AH/（kJmor'）-285.8一393.5-3267.5

则25C时HMg）和C（石墨，s）生成C6H6。）的热化学方程式为o

【答案】3H2（g）+6C（石墨，s）;C6H6（1）AH=+49.1kJ-mol-1

【详解】由题给燃烧热数据可得，①H2（g）+gO2（g）=H2O。）AHi=-285.8kJmol②C（石墨，s）+

11

O2（g）=CO2（g）AH2=-393.5kJmor,③C6H6⑴+£o2（g）=6CO2（g）+3H2。。）AH3=-3267.5kJmor,

根据盖斯定律，目标方程式可由3x①+6x②一③得到，其AH=（—285.8kJ-mol'）x3+（-393.5kJmol'）x6

一（—3267.5kJ-moL）=+49.1kJ-moF1,故H?（g）与C（石墨，s）生成C6H6⑴的热化学方程式为3H?（g）+

6c（石墨，s）=C6H6⑴AH=+49.1kJmoF'o

【变式2・2】(1)火箭发射时可以用肺(N/」液态)作燃料,NO?作氧化剂，二者反应生成M和水蒸

(2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。也可用CO在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取

氢气的方法之一

已知：在25℃、lOlkPa下,

①H1O(g)=H2(g)+；O2(g)AH(=+241.8kJ/mol

@C(s)+1o2(g)=CO(g)AH,=-l10.5kJ/mol

③C(s)+OJg)=CO2(g)AH3=-393.5kJ/mol

则25°C、lOlkPa下，CO与水蒸气反应转化为H?和CO］的热化学方程式为。

【答案】⑴2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)AH=-1134.4kJ/mol

⑵CO(g)+H2O(g)=CO,(g)+H2(g)AH=-41.2kJ/mol

-1

【详解】(1)根据图示信息,可得①Nz(g)+202(g)=2NO2(g)AHi=+66.4kJmol

1

②N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH2=-534kJmoF；

N2H4(1)与NO2(g)反应的方程式为2N2H4(I)+2NO2(g)=3N2(g)+4H9(g),根据藁斯定律：②

1

x2一①计算反应2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)的熠变AH=(-534kJmoF)x2~

(+66.4kJmol')=—1134.4kJ/mol；

(2)CO与水蒸气反应转化为H?和CO?的反应为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g);

①Hq(g)=H2(g)+gc)2(g)AH.=+241.8kJ/mol

@C(s)+1o2(g)=CO(g)AH2=-110.5kJ/mol

③C(s)+02(g)=CO2(g)AH3=-393.5kJ/mol

根据盖斯定律该反应=①一②+③，可得co与水蒸气反应转化为H?和co?的热化学方程式为

CO(g)+H2o(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-41.2kJ/molo

【变式2・3】甲醇质子交换膜燃料电池中将甲静蒸气转化为氢气的两种反应原理是：①CH30H(g)+

1

H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)AH=+49.0kJ-moF,②CH30H(g)+gc)2(g)=CO2(g)+2H2(g)AH=-192.9

kJ-inoF',又知③H2O(g)=H2O⑴AH=-44kJmoF1,则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式。

1

【答案】CH3OH(g)4-|02(g)=C02(g)+2H20(l)AH=-764.7kJ-mol

3

【详解】根据盖斯定律，由3乂②一①乂2+③乂2得：CH3OH(g)4--O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=3^(-192.9

kJ-mol')—2x49.0kJ-mol,+(—44kJ-mol!)x2=—764kJ-mol-1；

【变式2・4】书写下列热化学方程式。

(1)下图是ImolNO?和ImolCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO?和CO反应的热

化学方程式：o

H2(g)+102(g)=H2O(g)AH=-285.8kJ-mo「

,

CO(g)+^O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-mor

则固态碳与水蒸气反应生成一氧亿碳和氢气的热化学方程式是o

【答案】(l)NO2(g)+CO(g尸C02(g)+N0(g)AH=-234kj/mol

(2)C(s)IILO(g)=Il2(g)ICO(g)△H=+13L5kJ-mol-'

【详解】(I)根据图像可知ImolNCh和ImolCO反应生成CCh和NO的焰变AH=(E|-

E2)kJ/mol=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,故热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)AH=

-234kJ/moL

(2)已知:©C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=-437.3kJ-moF1

-

@H2(g)+^O2(g)=H2O(g)AH=-285.8kJ-mol'

1

@CO(g)+102(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-moF

根据盖斯定律可知①一②一③即得到碳单质与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为C(s)+

H2O(g)=H2(g)+CO(g)AH=+131.5kJmo「1。

【题型3利用盖斯定律比较反应热的关系】

【例3】依据下列含硫物质转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是

①S(g)+O2(g)=SO2(g)AHi

②S(s)+02(g)。SO2(g)AH2

③2H2s(g)+Ch(g)。2S(s)+H2O(1)AHa

④2H2s(g)+3Ch(g)^2SO2(g)+H2O(1)AH4

⑤2H2s(g)+SCh(g)=3S(s)+2+0(1)

A.C.AH4=AH+AH

AHI>AH2B.AH3SH423D.2AHS=3AH3-AH4

【答案】D

【详解】A.气态S的能量比固体S的大，所以气态S燃烧时放出的热量多，放热反应的为负数，绝

对值大的△”反而小，故A错误；

B.反应③是H2s的不完全燃烧，反应④是H2s的完全燃烧，完全燃烧放出的热量多，放热反应的△〃为

负数，绝对值大的△〃反而小，所以故B错误；

C.根据盖斯定律，②x2+③得2H2S®+3O2(g)=2SOMg)+H2O(l)△乩=2A“2+A〃3,故C错误；

D.根据盖斯定律[③X3—④]x；得SO?(g)+2H2s(g)=3S(s)+2Hq⑴AH5=l(3AHrAH4),即

2A“5=3A”3—故D正确；

故选：Do

【变式3・1】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)AH=xkJ-mol-1

已知：@C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=akJmol1

②K2s(s尸S(s)+2K(s)AH=bkJmor1

@2K(s)+N：(g)+3O2(g)=2KNO3(s)AH=ckJmor1

下列说法不正确的是

A.x<0a<0

B.b>0c<0

C.x=3a—b—c

D.1molC(s)在空气中不完全燃烧生成CO的婚变小于akJ-moF1

【答案】D

【详解】A.黑火药的爆炸、碳佗燃烧都属于放热反应，因此x<0,a<0,A正确；

B.反应②为分解反应，反应吸热，b>0,反应③为化合反应，多数化合反应放热，c<0,B正确；

C.根据盖斯定律将方程式3x①一②一③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s户K2s(s)+N2(g)+3CCh(g)的AH=(3a-b

—cJkJ-mol1,所以x=3a—b—c,C正确；

D.1molC(s)在空气中不完全燃烧生成CO放出的热量小于生成CO?时放出的热量，所以给变大于a

kJmol1,D错误：

答案选D。

【变式3-2】已知①H?(g)+；Ch(g尸HzCXg)AHi=akJmol1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）AH2=bkJmoL

③H2(g)+；Ch(g尸H2O⑴AHJ=CkJmol1

1

@2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)AH4=dkJmol

下列关系式正确的是

A.a<c<0B.b>d>0C.2a=b<0D.2c=d>0

【答案】C

【详解】氢气燃烧是放热反应，AH<0；生成液态水比生成气态水时放出的热量多，AH更小，即

c<a<O,O>b>d；②中各物质的物质的量是①中的2倍，则AH2=2〉HI,即b=2a；

综上所述，A、B、D错误，答案先C。

【变式3・3］依据图示关系，下列说法不正确的是

A.A//5>A//4

B.Imol石墨、ImolCO分别完全燃烧，石墨放出热量多

C.石墨比金刚石稳定

D.C(石墨，s)+CO/g)=28(g)的

【答案】D

【详解】根据盖斯定律：I△%一则故正确；

A.△H5=Z\H+4H>,A

B.由图可知Imol石墨完全燃烧放热393.5U热量，ImolCO完全燃烧放热283.0kJ热量，石墨燃烧放热

多，故B正确；

C.由图可知石墨到金刚石吸热，说明石墨能量低稳定，故C正确；

①(石墨，；(O根据盖斯定律①一②得(石墨，S

D.Cs)+O2g)=CO(g)AH5,@CO(g)+1o2=CO2(g)AH2C)

+CO2(g)=2CO(g)AH=AH5-AH2,故D错误；

答案选D。

【变式3・4】关于下列八”的判断不手确的是。

①C（s,石墨）M）2（g）=82（g）组

②C(s,金刚石)+。21)=82®AH2

③2c(s,石墨)+C>2(g)=28(g)AH.

®2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH4

⑤CO/g)+C(s,石墨)=2CO(g)AH,

A.AH,<0,AH.,<0B.

2

C.若石墨比金刚石更加稳定，则AHiVAH?D.若反应⑤为吸热反应，则AH-AHi

【答案】C

【详解】A.①为石墨燃烧，放热反应，故△、<(),④为•氧化碳燃烧，放热反应，AH*。，A正确：

.All.All

B.由盖斯定律，①=5(③+④)，故△、=­々一B止确；

C.由能量越低越稳定，若石墨比金刚石更加稳定，得石墨具有得能量比金刚石低，即AHi-AH?〉。，则

△H,>AH2,C错误；

D.由盖斯定律得，⑤二③一①，则△%=△%—AHI>0,得D正确；

故选C。

【题型4根据键能计算反应热】

【例4】NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是C02的12000〜20000倍，在大气中的寿命可长达740

年，如表所示是几种化学键的键能，下列说法中正确的是

化学键N三NF-FN-F

键能/kJmolr946154.8283.0

A.过程N2(g)-2N(g)放出能量

B.过程N(g)+3F(g)-NFKg)放出能量

C.反应N2(g)+3F2(g尸2NFa(g)为吸热反应

D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应

【答案】B

【详解】A.过程N2(g)-2N(g)为化学键断裂的过程，是吸收能量的过程，故A错误;

B.过程N(g)+3F(g)-NF3(g)为形成化学键的过程，是放出能量的过程，故B正确；

C.由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可得：△〃=946kJ-mol」+3X154.8kJ-mol

-'—6x283.0kJ-mor>=—287.6kJ-mor1,则该反应为放热反应，故C错误：

D.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，则NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，说明

没有化学反应的发生，故D错误；

故选B。

【变式根据能量变化示意图，下列说法正确的是

4molH(g)+2mol0(g)

1368kJ

1852kJ

2molH2(g)+lmolO2(g)

2molH2O(g)

反应过凉

A.反应2H2(g)+C)2(g)=2Hq(g),反应物的总能量小于生成物的总能量

B.可推测,断开ImolO-H键共放出463kJ能量

C.ImolH?O(g)分解生成H2(g)和O2(g)吸收484kJ能量

D.珥伍)和O2(g)生成2moi也0⑴放出的能量大于484kJ

【答案】D

【详解】A.由图知，该反应正反应为放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误；

B.断键时应该为吸收能量，B错误：

C.由图知，生成2moi水时放出的热量为1852EJ,所以ImolHQ(g)分解生成H?(g)和5(g)吸收能量为

926kJ,C错误；

D.由凡0修)H2O(1),AH<0,耳⑷和O2(g)生成2moi凡0(1)放出的能量大于484kJ,故D正确;

故选D。

【变式4-2］一定条件下，凡和C1?反应生成HC1的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A.断裂