反应热的计算-2024-2025学年人教版高二化学同步讲义+分层练习（原卷版）

第二节反应热的计算

素养目标,

1.通过学习并理解盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算，培养宏观辨识与微观探析

的核心素养。

2.通过学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。

新知预习.

知识点一、盖斯定律

1.内容

一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是的(填“相同”或“不同”)。

2.特点

(1)化学反应的反应热，只与反应体系的始态、终态有关，与反应进行的无关。

(2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。

3.意义

有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接地方法测定。如：C(s)+02(g)=C0(g)反应的无法直

接测得，但下列两个反应的△〃可以直接测得：

C(s)+C)2(g)==CO2(g)AHI=-393.5kJ-mol1

1

CO(g)+lo2(g)=CO2(g)AH2=-283.0kJ-mol

1

则在此温度下C（s）+5O2（g）=CO（g）反应的△居-AH2=-110,5kJmol

知识点二、反应热的计算

1.利用热化学方程式计算

25℃>101kPa,使1.0gNa与足量Cb反应，生成NaCl晶体并放出17.87kJ热量，则生成1molNaCl的反

应热为-411.01kJ-molL

2.利用燃烧热计算

乙醇的燃烧热为△»=/366.8kJ-mol1,则25℃、lOlkPa时1kg乙醇完全燃烧放出的热量为2.971'10-41。

3.利用盖斯定律计算

已知：温度过高时，WO2（s）转变为WO2（g）：

①WC）2（s）+2H2（g）==W（s）+2H2O（g）AH,

②WO2（g）+2H2（g）==W（s）+2H2O（g）△和

贝ljWO2（s）==WO2（g）的2H=A%。

任务探究

探究任务一盖斯定律的理解与应用

运用盖斯定律解题的常用方法

1.虚拟路径法：若反应物A变为生成物D,可以有两个途径：①由A直接变成D,反应热为△"；②由A

经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为△〃]、△%、△%，如图所示：

母^回的回叫呼

则有：△!!=&Hi+XH2+&H3。

2.加合法：即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。

如：求P4白磷）===4P（红磷）的热化学方程式。

已知：P4（白磷,s）+5O2（g）=P4Oi0（s）AH1①

]_

J

P（红磷，s）+j-O2（g）==4P40io（s）②

即可用①-②X4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。

3.解题注意事项

(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。

(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减，所求之和为其代数和。

(3)将一个热化学方程式颠倒时，的"+”"-”号必须随之改变。

【典例1】煤可通过下列两种途径成为燃料：

途径IC(s)+O2(g)=CO2(g)AHi<0

途径n先制水煤气：

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH2>0①

再燃烧水煤气：

2co(g)+O2(g尸2co2(g)AH3<0②

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A//4<0③

请填写下列空白：

(1)判断两种途径放出的热量：途径I放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于")途径II放出的热量。

(2)AHi>AH2>△%、的数学关系是。

(3)由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总

能量，所以该反应发生时，反应物须能量才能转化为生成物，因此其反应条件为o

【变式训练1】已知：2Zn(s)+C)2(g)=2ZnO(s)AH=-701.0kJ-mol-1

1

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

则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的公”为()

A.+519.4kJ-mol1

B.+259.7kJ-mol-1

C.-259.7kJ-mol1

D.-519.4kJ-mo『

探究任务二反应热计算的常用方法

计算依据计算方法

热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时

改变正负号，各项的化学计量数包括的数值可以同时

扩大或缩小相同的倍数

根据盖斯定律根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包

括其△”相加或相减，得到一个新的热化学方程式

根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量X其燃烧热

根据化学键的变化△层反应物的化学键断裂所吸收的能量和一生成物的化学

键形成所放出的能量和

根据反应物和生成物的总能量△H=E（生成物）一E（反应物）

【典例2】工业上利用天然气（主要成分为CH4）与C02进行高温重整制备CO,已知CH4、七和CO的燃烧热

分别为-890.3kJ-mol1,-285.8口加0口和-283.0kJmol1,则生成111?（标准状况）CO所需热量

为o

【变式训练2】甲烷的燃烧热48=-890.3仃11101-1,11^（2114在25℃、1011^时充分燃烧生成液态水放出的

热量约为（）

A.-5.56xl04kJ-mol1

B.5.56xl04kJ-moF1

C.5.56xl04kJ

D.-5.56xl04kJ

达标演”一

1.下列关于反应热的说法正确的是（）

A.当AH为“一”时，表示该反应为吸热反应

B.已知C（s）+1c）2（g）=C0（g）的反应热为一110.5kJmoPi,说明C的燃烧热为110.5kJ/mol

C.反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关

D.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

2.相同温度时，下列两个反应的反应热分别用AM和A%表示，则（）

①H2(g)+；O2(g)==H2O(g)AH1=-Q1kJ-mol-'

②2H2O(l)==2H2(g)+O2(g)A”2=+QkJmol1

己知。1、。2均大于零。

A.Q>Q2B.Q=Q

C.2Qi<QDQ=2Q

3.已知：Fe24.1kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)AH2=-393.5kJ/mol

则2Fe(s)+|c)2(g)=Fe2C)3(s)的人”是(

)

A.-824.4kJ/molB.-627.6kJ/mol

C.-744.7kJ/molD.—169.4kJ/mol

4.已知C（s）+O2（g）=CO2（g）A//i=-393.5kJ/mol,C（s）+1o2（g）=CO（g）Atf2=-110.5kJ/mol,则2

molC在中完全燃烧，放出的热量为（）

A.221kJB.787kJ

C.393.5kJD.110.5kJ

5.液态水分解生成H2和。2可通过下列途径来完成：

西（产二也到放产

己知：氢气的燃烧热为286kJ/mol,则△均为（）

A.+330kJ/molB.—330kJ/mol

C.+242kJ/molD.—242kJ/mol

6.（1）已知：2H2（g）+C）2（g）=2H2O（g）A/7=-483.6kJ-moP1

1

N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）\H=+67.7kJ-mol-

则反应4H2（g）+2NO2（g）;N2（g）+4H2O（g）的反应热NH=。

⑵反应2so2（g）+O2（g）-2so3（g）的能量变化如图所示。已知1molSO2（g）被氧化为1molSO3（g）时的

反应热AH=-99kJ-moir。

请回答下列问题：

①图中A点表示;C点表示2moiSCh(g)的总能量。E所代表的能量是;£的大小对该反

应的反应热(填“有”或“无”)影响。

②图中kJ-moP1,

知识网络

盖斯定律的内容

化

盖斯定律途径角度

学

对盖斯定律的理解

反能量守恒角度

应

热根据热化学方程式及

的\燃烧热计算

计\?廛知根据化学键断裂和形成

算、的计算时的能量变化计算

根据盖斯定律进行计算

巩固演练J

A组•基础达标

1.在298K、101kPa时，已知:

①2H2O(g)==Ch(g)+2H2(g)AHi

②Cb(g)+H2(g)==2HCl(g)AH2

③2c12(g)+2H2O(g)==4HCl(g)+O2(g)AH3

则AH3与AHi和间的关系正确的是()

A.A//3=AHI+2AH2

B.AH3=A//I+AW2

C.A/73=AHI-2AH2

D.AH3=A/fi-Aj72

2.已知H—H、H—O和0=0键的键能分别为436kJ-mol"、463klmoE和495kJ-mol"。下列热化学方程式

正确的是()

1

A.H2O(g)==H2(g)+k)2(g)AH=-485kJmol

1

B.H2O(g)==H2(g)+^O2(g)AH=+485kJ-mol

1

C.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)AH=+485kJmol

1

D.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)AH=-485kJ-mol

3.根据下列热化学方程式：

①C(s)+O2(g)==CO2(g)AH=-393.5kJmol1

②H2(g)+,O2(g)==H2。⑴A/7=-285.8kJ-mol1

③CH3coOH⑴+2C)2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△”=-870.3kJ-mol-1

可以计算出2c(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3coOH(1)的反应热为()

A.A//=+244.1kJ-mol'1

B.AH=-488.3kJ-mol-1

C.Ai7=-996.6kJ-mol-1

D.AH=+996.6kJ-mol1

4.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热△”依次为-akJ-mol」、-bkJ-mol/、-ckJ-mori(a、b、c均大于0)。

可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2：CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)NH\、

CH4(g)+H2O(l)==CO(g)+3H2(g)Afto试推算()

A.AHi=(cz-2Z?+2c)kJ-mol-1

B.A/7i=(Z?+c-2a)kJ-mol-1

C.AH2=(Z?+3c-a)kJ-mol1

D.A//2=(3ZJ+C-CI)kJ-mol-1

5.在一定条件下，CO和CH燃烧的热化学方程式分别为：

2CO(g)+O2(g)==2CO2(g)AH=-566kJmol1

1

CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)AH=-890kJmol

又知由H2(g)与02(g)反应生成1mol液态H20比生成1mol气态H20多放出44kJ的热量。则CH4气体在

空气中不完全燃烧的热化学方程式正确的是()

1

A.2CH4(g)+^O2(g)==CO2(g)+CO(g)+4H2O(l)AH=-1214kJ-mol

1

B.2CH4(g)+JO2(g)==CO2(g)+CO(g)+4H2O(g)\H=-\038kJ-moF

4

C.3CH4(g)+5O2(g)==CO2(g)+2CO(g)+6H2O(l)AH=-1538kJmol

1

D.3CH4(g)+5O2(g)==CO2(g)+2CO(g)+6H2O(g)NH=-\840kJ-mol

6.依据题意，写出下列反应的热化学方程式。

⑴在25℃、101kPa条件下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学

方程式为。

⑵若适量的N2和。2完全反应生成NC)2，每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量。则该反应的热化学方程

式为o

⑶用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(气态)完全燃烧生成C02和液态水的反应中，每有5NA个电子

转移时，放出650kJ的热量。则该反应的热化学方程式为o

(4)已知拆开1molH—H、1molN—H、1molN三N分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,贝！］N?与H?

反应生成NH3的热化学方程式为o

7.已知：

1

(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△”=-890.3kJ-mol

1

(2)H2(g)+i02(g)=H20(g)AH=-241.8kJ-mol

⑶H2(g)+k)2(g)=H2O(l)AH=-285.8kJ-mol-1

z

常温常压下取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体，其体积折合成标准状况下为11.2L,完全燃烧后，

恢复到常温，放出的热量是=

8.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)—CO(g)+H2(g)；C(s)、CO(g)和比(g)完全燃烧的热化

学方程式为

1

@C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=-393.5kJ-mol

②H2(g)+=O2(g尸H2O(g)AH=-242.0kJ-mol-1

③CO(g)号O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-mol1

请回答：

(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：。

(2)比较反应热数据可知，1molCO(g)和1mol周色)完全燃烧放出的热量之和比1molC(s)完全燃烧放出的

热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列

循环图：

C(s)+H2O(g)+O2(g)”“ICO2(g)+H2O(g)

\AJ/3

2卜

CO(g)+H2(g)+O2(g)

并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。

请分析：甲、乙两同学观点中正确的是(填“甲”或“乙”)；判断的理由

是O

⑶将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优

点：O

B组•能力提升

9.(双选)一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NO。的污染。已知：①

1

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)AHi=-574kJ-mol,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CC)2(g)+2H2O(g)

△“2=-1160kJ-tnolL下列选项不正确的是()

1

A.CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=-867kJ-mol

B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)AH3<AHI

C.若用0.2molCHXg)还原NC)2(g)至N2(g),则反应中放出的热量一定为173.4kJ

D.若用2.24LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为0.8mol

10.已知：H2O(g)=H2O(l)AHi

C6Hl2O6(g)=C6Hl2。6。)AH2

C6Hi2O6(s)+6O2(g)=6H2O(g)+6CO2(g)AH3

C6Hi2O6(g)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g)AH4

下列说法正确的是()

A.AHi<0,AH2<0,AH3<AH4

B.6AHi+AH2+A/f3-A7/4=0

C.-6AHi+AH2+A〃3-AH4=0

D.-6AHI+AH2-A"3+A"4=0

1

11.已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)AH=-72kJ-mol,蒸发1molBn⑴需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据

如下表：

H2(g)Br2(g)HBr(g)

1mol分子中的化学键断裂时

436a369

需要吸收的能量/kJ

则下列说法正确的是()

A.2HBr(g)=H2(g)+Br2(l)AH<0

1

B.Br2(l)=Br2(g)AH=-30kJm