第三节　化学反应热的计算

一、课标导航

二、核心纲要

1. 盖斯定律

（1）内容：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，这就是盖斯定律。

（2）对盖斯定律的理解。

如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。例如，图1-3-1中反应热的关系为

ΔH1═ΔH2+ΔH3

（3）根据盖斯定律解题的思路，运用所给方程式通过加或减的方法得到新化学方程式。

【例】已知　ΔH=-110.35kJ/mol

CO（g）+═CO2（g）　ΔH=-282.57kJ/mol

则反应C（s）+O2（g）═CO2（g）的反应热是多少？

【解析】 要求的方程式是用两个已知的方程式相加得到的，所以ΔH也可以相加。即C（s）+O2（g）═CO2（g）的ΔH=-（110.35+282.57）kJ/mol=-392.62kJ/mol

【注】 ① 热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也要乘上该数。

② 化学方程式相加减时，反应热也要相加减。

③ 热化学方程式颠倒之后，反应热的正负号要随之改变。

（4）盖斯定律的意义。

有些反应进行得很慢，有些反应不能直接发生，有些反应有副反应发生，无法直接测定反应热。应用盖斯定律，可以间接地把它们的反应热计算出来。

2. 反应热的计算

（1）根据反应物和生成物的总能量计算：ΔH=E生-E反。

（2）根据反应物和生成物的键能计算：ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。

（3）根据盖斯定律计算。

（4）根据热化学方程式。

（5）利用燃烧热的数据：Q=n（可燃物）×|ΔH|。

三、全能突破

基础演练

1. 在298K、100kPa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

2. 已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）　ΔH1=-566kJ/mol，

N2（g）+O2（g）═2NO（g）　ΔH2=+180kJ/mol，

则2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）的ΔH是（　　）。

A. -386kJ/mol

B. +386kJ/mol

C. -746kJ/mol

D. +746kJ/mol

3. 已知下列热化学方程式：①C（s）+O2（g）═CO2（g）　ΔH=-393.5kJ/mol　②CO（g）+═CO2（g）　ΔH=-283.0kJ/mol　③ 2Fe（s）+3CO（g）═Fe2O3（s）+3C（s）　ΔH=-489.0kJ/mol则4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）的反应热ΔH为（　　）。

A. -1641.0kJ/mol

B. +3081kJ/mol

C. +663.5kJ/mol

D. -2507.0kJ/mol

4. 实验测得碳单质、氢气、甲烷的燃烧热（ΔH）分别为-393.5kJ/mol、-285.8kJ/mol、-890.3kJ/mol。则CH4（g）═C（s）+2H2（g）的反应焓变（ΔH）为（　　）。

A. -74.8kJ/mol

B. +74.8kJ/mol

C. -211kJ/mol

D. +211kJ/mol

5. 已知下列热化学方程式：

① H2（g）+═H2O（l）　ΔH=-285.8kJ·mol-1，

② H2（g）+═H2O（g）　ΔH=-241.8kJ·mol-1，

③ C（s）+═CO（g）　ΔH=-110.5kJ·mol-1，

④ C（s）+O2（g）═CO2（g）　ΔH=-393.5kJ·mol-1，

回答下列各问：

（1）上述反应中属于放热反应的是_______。

（2）H2的燃烧热ΔH=_______；C的燃烧热ΔH=_______。

（3）燃烧10g H2生成液体水，放出的热量为_______。

（4）CO的燃烧热ΔH=_______；其热化学方程式为___________________________________。

6. 将3molC在不足量的氧气中全部燃烧，所得气体中CO占体积，CO2占体积。且有：

则在这一燃烧过程中放出的热量是_________kJ。

7. 随着人类对环境问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视，目前工业上有一种方法可用CO2来生产燃料甲醇。

（1）实验测得，5g甲醇（CH3OH）在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，甲醇的燃烧热ΔH=_______。

（2）在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出的CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。已知H2的燃烧热为ΔH=-285.8kJ/mol，又知H2O（l）═H2O（g）　ΔH=+44kJ·mol-1，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和气态水的热化学方程式为___________________________________。

能力提升

8. 某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：

过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图1-3-2所示。

① 第一步反应是_______反应（选填“放热”或“吸热”），判断依据是___________________________________。

② 全部氧化成的热化学方程式是___________________________________。

9. 砷的常见氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5热稳定性差。根据图1-3-3写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式为___________________________________。

10. 下列热化学方程式中，正确的是（　　）。

A. 甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）　ΔH=-890.3kJ·mol-1

B. 由N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）　ΔH=-92.4kJ·mol-1热化学方程式可知，当反应中转移6NA电子时，反应放出的热小于92.4kJ

C. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH=2×（-57.3）kJ·mol-1

D. 在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为

2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）　ΔH=-571.6kJ·mol-1

11. H2和I2在一定条件下能发生反应：H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）　ΔH=-akJ·mol-1

下列说法不正确的是（　　）。

A. 反应物的总能量高于生成物的总能量

B. 断开1mol H—H键和1mol I—I键所需能量大于断开2mol H—I键所需能量

C. 断开2mol H—I键所需能量约为（c+b+a）kJ

D. 向密闭容器中加入2mol H2和2mol I2，充分反应后放出的热量小于2akJ

12. 已知：P4（s）+6Cl2（g）═4PCl3（g）　ΔH=akJ·mol-1

P4（s）+10Cl2（g）═4PCl5（g）　ΔH=bkJ·mol-1

P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol-1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol-1，下列叙述正确的是（　　）。

A. P—P键的键能大于P—Cl键的键能

B. 可求Cl2（g）+PCl3（g）═PCl5（s）的反应热ΔH

13. 已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）　ΔH1

CO2（g）+C（s）═2CO（g）　ΔH2

2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）　ΔH3

4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）　ΔH4

3CO（g）+Fe2O3（s）═3CO2（g）+2Fe（s）　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是（　　）。

A. ΔH1>0，ΔH3<0

B. ΔH2>0，ΔH4>0

C. ΔH1=ΔH2+ΔH3

D. ΔH3=ΔH4+ΔH5

14. 金刚石和石墨均为碳的同素异形体，氧气不足时它们燃烧生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图1-3-4所示。

（1）等量金刚石和石墨完全燃烧_______（填“金刚石”或“石墨”）放出热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式___________________________________。

（2）在通常状况下，_______（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式___________________________________。

（3）12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该反应放出的热量为_______。

15. 再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。

已知25℃，101kPa条件下：

H2（g）+═H2O（g）　ΔH1=-242kJ/mol

CH3OH（g）+═CO2（g）+2H2O（g）　ΔH2=-676kJ/mol

① 写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式___________________________________。

② 表示合成甲醇反应的能量变化示意图（如图1-3-5所示），其中正确的是_______（填字母序号）。

高考链接

16. （2014重庆卷）已知C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）　ΔH=akJ·mol-1

2C（s）+O2（g）═2CO（g）　ΔH=-220kJ·mol-1

H—H、O=O和O—H键的键能分别为436kJ·mol-1、496kJ·mol-1和462kJ·mol-1，则a为（　　）。

A. -332

B. -118

C. +350

D. +130

17. （2014广东卷）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

反应2CaSO4（s）+7CO（g）⇌CaS（s）+CaO（s）+6CO2（g）+C（s）+SO2（g）的ΔH=_______。（用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示）

巅峰突破

18. 室温下，将1mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为

，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是（　　）。.

A. ΔH2>ΔH3

B. ΔH1<ΔH3

C. ΔH1+ΔH3=ΔH2

D. ΔH1+ΔH2>ΔH3

注：第12、15、18题视频二维码参见“答案与提示”部分。