反應(yīng)熱的計算-2024-2025學(xué)年人教版高二化學(xué)同步講義+分層練習(xí)（原卷版）

第二節(jié)反應(yīng)熱的計算

素養(yǎng)目標,

1.通過學(xué)習(xí)并理解蓋斯定律的內(nèi)容，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析

的核心素養(yǎng)。

2.通過學(xué)會有關(guān)反應(yīng)熱計算的方法技巧，進一步提高化學(xué)計算的能力。

新知預(yù)習(xí).

知識點一、蓋斯定律

1.內(nèi)容

一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是的(填“相同”或“不同”)。

2.特點

(1)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，只與反應(yīng)體系的始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)進行的無關(guān)。

(2)反應(yīng)熱總值一定，如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。

3.意義

有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可通過間接地方法測定。如：C(s)+02(g)=C0(g)反應(yīng)的無法直

接測得，但下列兩個反應(yīng)的△〃可以直接測得：

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

1

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

1

則在此溫度下C（s）+5O2（g）=CO（g）反應(yīng)的△居-AH2=-110,5kJmol

知識點二、反應(yīng)熱的計算

1.利用熱化學(xué)方程式計算

25℃>101kPa,使1.0gNa與足量Cb反應(yīng)，生成NaCl晶體并放出17.87kJ熱量，則生成1molNaCl的反

應(yīng)熱為-411.01kJ-molL

2.利用燃燒熱計算

乙醇的燃燒熱為△?=/366.8kJ-mol1,則25℃、lOlkPa時1kg乙醇完全燃燒放出的熱量為2.971'10-41。

3.利用蓋斯定律計算

已知：溫度過高時，WO2（s）轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2（g）：

①WC）2（s）+2H2（g）==W（s）+2H2O（g）AH,

②WO2（g）+2H2（g）==W（s）+2H2O（g）△和

貝ljWO2（s）==WO2（g）的2H=A%。

任務(wù)探究

探究任務(wù)一蓋斯定律的理解與應(yīng)用

運用蓋斯定律解題的常用方法

1.虛擬路徑法：若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個途徑：①由A直接變成D,反應(yīng)熱為△"；②由A

經(jīng)過B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別為△〃]、△%、△%，如圖所示：

母^回的回叫呼

則有：△!!=&Hi+XH2+&H3。

2.加合法：即運用所給化學(xué)方程式就可通過加減的方法得到新化學(xué)方程式。

如：求P4白磷）===4P（紅磷）的熱化學(xué)方程式。

已知：P4（白磷,s）+5O2（g）=P4Oi0（s）AH1①

]_

J

P（紅磷，s）+j-O2（g）==4P40io（s）②

即可用①-②X4得出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式。

3.解題注意事項

(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。

(2)熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減，所求之和為其代數(shù)和。

(3)將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，的"+”"-”號必須隨之改變。

【典例1】煤可通過下列兩種途徑成為燃料：

途徑IC(s)+O2(g)=CO2(g)AHi<0

途徑n先制水煤氣：

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH2>0①

再燃燒水煤氣：

2co(g)+O2(g尸2co2(g)AH3<0②

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)A//4<0③

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)判斷兩種途徑放出的熱量：途徑I放出的熱量________(填“大于”“等于”或“小于")途徑II放出的熱量。

(2)AHi>AH2>△%、的數(shù)學(xué)關(guān)系是。

(3)由于制取水煤氣的反應(yīng)里，反應(yīng)物具有的總能量(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總

能量，所以該反應(yīng)發(fā)生時，反應(yīng)物須能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條件為o

【變式訓(xùn)練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

則反應(yīng)Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的公”為()

A.+519.4kJ-mol1

B.+259.7kJ-mol-1

C.-259.7kJ-mol1

D.-519.4kJ-mo『

探究任務(wù)二反應(yīng)熱計算的常用方法

計算依據(jù)計算方法

熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以左右顛倒同時

改變正負號，各項的化學(xué)計量數(shù)包括的數(shù)值可以同時

擴大或縮小相同的倍數(shù)

根據(jù)蓋斯定律根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包

括其△”相加或相減，得到一個新的熱化學(xué)方程式

根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量X其燃燒熱

根據(jù)化學(xué)鍵的變化△層反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量和一生成物的化學(xué)

鍵形成所放出的能量和

根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量△H=E（生成物）一E（反應(yīng)物）

【典例2】工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與C02進行高溫重整制備CO,已知CH4、七和CO的燃燒熱

分別為-890.3kJ-mol1,-285.8口加0口和-283.0kJmol1,則生成111?（標準狀況）CO所需熱量

為o

【變式訓(xùn)練2】甲烷的燃燒熱48=-890.3仃11101-1,11^（2114在25℃、1011^時充分燃燒生成液態(tài)水放出的

熱量約為（）

A.-5.56xl04kJ-mol1

B.5.56xl04kJ-moF1

C.5.56xl04kJ

D.-5.56xl04kJ

達標演”一

1.下列關(guān)于反應(yīng)熱的說法正確的是（）

A.當(dāng)AH為“一”時，表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.已知C（s）+1c）2（g）=C0（g）的反應(yīng)熱為一110.5kJmoPi,說明C的燃燒熱為110.5kJ/mol

C.反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物所具有的能量和生成物所具有的能量無關(guān)

D.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)

2.相同溫度時，下列兩個反應(yīng)的反應(yīng)熱分別用AM和A%表示，則（）

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

則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,則2

molC在中完全燃燒，放出的熱量為（）

A.221kJB.787kJ

C.393.5kJD.110.5kJ

5.液態(tài)水分解生成H2和。2可通過下列途徑來完成：

西（產(chǎn)二也到放產(chǎn)

己知：氫氣的燃燒熱為286kJ/mol,則△均為（）

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-

則反應(yīng)4H2（g）+2NO2（g）;N2（g）+4H2O（g）的反應(yīng)熱NH=。

⑵反應(yīng)2so2（g）+O2（g）-2so3（g）的能量變化如圖所示。已知1molSO2（g）被氧化為1molSO3（g）時的

反應(yīng)熱AH=-99kJ-moir。

請回答下列問題：

①圖中A點表示;C點表示2moiSCh(g)的總能量。E所代表的能量是;￡的大小對該反

應(yīng)的反應(yīng)熱(填“有”或“無”)影響。

②圖中kJ-moP1,

知識網(wǎng)絡(luò)

蓋斯定律的內(nèi)容

化

蓋斯定律途徑角度

學(xué)

對蓋斯定律的理解

反能量守恒角度

應(yīng)

熱根據(jù)熱化學(xué)方程式及

的\燃燒熱計算

計\?廛知根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成

算、的計算時的能量變化計算

根據(jù)蓋斯定律進行計算

鞏固演練J

A組?基礎(chǔ)達標

1.在298K、101kPa時，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

則AH3與AHi和間的關(guān)系正確的是()

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鍵的鍵能分別為436kJ-mol"、463klmoE和495kJ-mol"。下列熱化學(xué)方程式

正確的是()

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.根據(jù)下列熱化學(xué)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

可以計算出2c(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3coOH(1)的反應(yīng)熱為()

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、氫氣、一氧化碳的燃燒熱△”依次為-akJ-mol」、-bkJ-mol/、-ckJ-mori(a、b、c均大于0)。

可利用甲烷與二氧化碳或水反應(yīng)制備CO和H2：CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)NH\、

CH4(g)+H2O(l)==CO(g)+3H2(g)Afto試推算()

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.在一定條件下，CO和CH燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

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

1

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

又知由H2(g)與02(g)反應(yīng)生成1mol液態(tài)H20比生成1mol氣態(tài)H20多放出44kJ的熱量。則CH4氣體在

空氣中不完全燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是()

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.依據(jù)題意，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。

⑴在25℃、101kPa條件下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)

方程式為。

⑵若適量的N2和。2完全反應(yīng)生成NC)2，每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程

式為o

⑶用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成C02和液態(tài)水的反應(yīng)中，每有5NA個電子

轉(zhuǎn)移時，放出650kJ的熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為o

(4)已知拆開1molH—H、1molN—H、1molN三N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,貝?。軳?與H?

反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為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

常溫常壓下取體積比為4：1的甲烷和氫氣的混合氣體，其體積折合成標準狀況下為11.2L,完全燃燒后，

恢復(fù)到常溫，放出的熱量是=

8.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)—CO(g)+H2(g)；C(s)、CO(g)和比(g)完全燃燒的熱化

學(xué)方程式為

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)號O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-mol1

請回答：

(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式：。

(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1molCO(g)和1mol周色)完全燃燒放出的熱量之和比1molC(s)完全燃燒放出的

熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”；乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出下列

循環(huán)圖：

C(s)+H2O(g)+O2(g)”“ICO2(g)+H2O(g)

\AJ/3

2卜

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

并據(jù)此認為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。

請分析：甲、乙兩同學(xué)觀點中正確的是(填“甲”或“乙”)；判斷的理由

是O

⑶將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料與煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點，請列舉其中的兩個優(yōu)

點：O

B組?能力提升

9.(雙選)一定條件下，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下列選項不正確的是()

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)還原NC)2(g)至N2(g),則反應(yīng)中放出的熱量一定為173.4kJ

D.若用2.24LCH4還原NO2至N2,整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為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

下列說法正確的是()

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,蒸發(fā)1molBn⑴需要吸收的能量為30kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)

如下表：

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

1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時

436a369

需要吸收的能量/kJ

則下列說法正確的是()

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

1

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