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微专题1　反应热的计算和ΔH的大小比较
一、反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。注：Q表示吸收或放出的能量。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH
　a　　　b　　　
c　　d　　
|ΔH|
n(A)　　
n(B)　　n(C)
n(D)　
Q
　则＝＝＝＝。
例1　已知由氢气和氧气反应生成4.5
g水蒸气时放出60.45
kJ的热量。
(1)写出H2燃烧的热化学方程式。
(2)计算该条件下50
g
H2燃烧放出的热量。
答案　(1)已知生成4.5
g(0.25
mol)水蒸气放出60.45
kJ的热量，则有
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH
2
mol　
1
mol　
2
mol　　|ΔH|
　　　　　　　
0.25
mol　60.45
kJ
则＝，|ΔH|＝483.6
kJ·mol－1，
由于反应放热，所以ΔH＝－483.6
kJ·mol－1，
故热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6
kJ·mol－1。
(2)50
g
H2的物质的量为＝25
mol，
50
g
H2放出的热量为25
mol×
kJ·mol－1＝6
045
kJ。
2．根据反应物、生成物的键能计算
ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。
例2　根据键能数据计算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH＝___________。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·mol－1)
414
489
565
155
答案　－1
940
kJ·mol－1
解析　ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)＝(4×414＋4×155－4×489－4×565)
kJ·mol－1＝－1
940
kJ·mol－1。
3．根据物质的标准燃烧热数值计算
Q放＝n(可燃物)×|ΔH|(标准燃烧热)。
例3　已知丙烷的标准燃烧热ΔH＝－2
215
kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8
g水，则放出的热量约为(　　)
A．55
kJ
B．220
kJ
C．550
kJ
D．1
108
kJ
答案　A
解析　丙烷分子式是C3H8，标准燃烧热为－2
215
kJ·mol－1，则1
mol丙烷完全燃烧会生成4
mol水，放热2
215
kJ，1.8
g水的物质的量为0.1
mol，则消耗丙烷的物质的量为0.025
mol，所以反应放出的热量为0.025
mol×2
215
kJ·mol－1＝55.375
kJ，则放出的热量约为55
kJ。
4．根据图像计算
例4　根据如图写出反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的反应热ΔH＝________________。
答案　－91
kJ·mol－1
解析　由图知：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的反应热ΔH＝(419－510)kJ·mol－1＝－91
kJ·mol－1。
5．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
例5　CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)
ΔH＝－75
kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394
kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111
kJ·mol－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
答案　247
解析　将题给三个反应依次编号为①②③：
C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－75
kJ·mol－1①
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394
kJ·mol－1②
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111
kJ·mol－1③
根据盖斯定律，由③×2－①－②可得
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)
ΔH＝247
kJ·mol－1。
1．已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH＝－2
804
kJ·mol－1，当它氧化生成1
g水时放出的热量是(　　)
A．26.0
kJ
B．51.9
kJ
C．155.8
kJ
D．467.3
kJ
答案　A
解析　葡萄糖标准燃烧热的热化学方程式：C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－2
804
kJ·mol－1，由此可知，生成6
mol×18
g·mol－1＝108
g水放出2
804
kJ热量，则生成1
g水时放出的热量为≈26.0
kJ。
2．(2020·合肥一中模拟)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890
kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112
L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3
845.8
kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　)
A．1∶1
B．1∶3
C．1∶4
D．2∶3
答案　C
解析　设混合气体中含有x
mol
H2，则CH4的物质的量为(5－x)
mol，则x＋890×(5－x)＝3
845.8，得x＝1，C项正确。
3．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a
kJ·mol－1
②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220
kJ·mol－1
通常人们把拆开1
mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。已知H—H、O==O和O—H键的键能分别为436
kJ·mol－1、496
kJ·mol－1和462
kJ·mol－1，则
a为(　　)
A．－332
B．－118
C．350
D．130
答案　D
解析　根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝(2×436＋496－4×462)kJ·mol－1＝－480
kJ·mol－1，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220
kJ·mol－1，根据盖斯定律(②－③)×得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×，即a＝(－220＋480)×＝130，选项D正确。
4．(2020·石家庄月考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.5
kJ·mol－1
欲得到相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为(　　)
A．12∶3.25
B．3.25∶12
C．1∶1
D．6∶1
答案　A
解析　设需要碳和氢气的质量分别是x、y，则×393.5＝×241.5，解得x∶y≈12∶3.25。
二、焓变的大小比较
1．ΔH大小比较时注意事项
ΔH是有符号的，比较时要带着符号比。
(1)吸热反应的ΔH为正值，放热反应的ΔH为负值，
所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。
(2)放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。
2．常见的几种ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍
例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a
kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b
kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。
(2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同
在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。
如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a
kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b
kJ·mol－1
(3)晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同
如C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a
kJ·mol－1
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b
kJ·mol－1
(4)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同，燃烧越充分，放出的热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。
②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)ΔH＝－197
kJ·mol－1，向密闭容器中通入2
mol
SO2(g)和1
mol
O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197
kJ，但ΔH仍为－197
kJ·mol－1。
(5)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1
mol水时，放出的热量一定大于57.3
kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1
mol水时，放出的热量一定小于57.3
kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1
mol水时，反应放出的热量一定大于57.3
kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。
1．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(　　)
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2
②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3
NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4
A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4
B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4
C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4
D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4
答案　B
解析　①中两个反应都是放热反应，后者生成液态水，所以放出的热量大于前者，而放热反应ΔH小于0，放热越多，焓变越小，故ΔH1＞ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和，都是放热反应，两个反应生成水的物质的量都是1
mol，但是CH3COOH是弱电解质，电离过程吸收一部分热量，所以后者放出的热量少，所以ΔH3＜ΔH4。
2．(2020·福建省仙游县枫亭中学高二期中)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3
kJ·mol－1。分别向1
L
0.5
mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸、②浓H2SO4、③稀硝酸，恰好完全反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们的关系正确的是(　　)
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3
B．ΔH2＜ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3
D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2
答案　D
解析　等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓H2SO4、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓H2SO4稀释放热，CH3COOH是弱电解质，电离要吸热，且放热越多，ΔH越小，则ΔH1＞ΔH3＞ΔH2。
3．室温下，将1
mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，反应热为ΔH1，将1
mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，反应热为ΔH2，CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，反应热为ΔH3，则下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3
B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案　B
解析　①胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1＞0；
②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2＜0；
③已知CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH3；依据盖斯定律①－②得到③，所以ΔH3＝ΔH1－ΔH2；ΔH2＜0，ΔH1＞0，故ΔH3＞0。由上述分析可知ΔH2＜ΔH3，故A项错误；ΔH2＝ΔH1－ΔH3，由于ΔH2＜0，则ΔH3＞ΔH1，故B项正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，故C项错误；ΔH2＜0，ΔH1＞0，ΔH3＞ΔH1＋ΔH2，故D项错误。
4．下列各组热化学方程式中，ΔH1＜ΔH2的是(　　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2
A．①
B．②③④
C．④
D．①②③
答案　A
解析　碳不完全燃烧放热少，焓变比较大小时考虑符号，所以ΔH1＜ΔH2，故①符合；固态硫变为气态硫需要吸收热量，所以ΔH1＞ΔH2，故②不符合；相同条件下物质的量少的反应放热少，1
mol氢气燃烧放热小于2
mol氢气燃烧放热，所以ΔH1＞ΔH2，故③不符合；碳酸钙分解吸热，焓变为正值，氧化钙和水反应是化合反应，放热，焓变是负值，所以ΔH1＞ΔH2，故④不符合。

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