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第33讲　反应热的测定与计算
第八章　化学反应与能量
1.了解中和反应反应热的测定方法。
2.掌握盖斯定律的内容及意义，并能进行有关反应热的计算。
3.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
复习目标
考点一　中和反应反应热测定
考点二　盖斯定律与反应热的计算
内容索引
课时测评
考点一
中和反应反应热测定
1.中和反应反应热
在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成_______ H2O(l)时所放出的热量。
2.中和反应反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)
(1)测定原理
通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。
必备知识 整合
1 mol
(2)实验步骤及装置
实验装置 实验步骤
①量取50 mL浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L的酸、碱稀溶液，并分别测量其温度，取两者平均温度，记为t1
②测量酸、碱液混合后______温度，记为t2
③重复步骤①、②两次
大量实验测得：在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量 最高
(1)为保证酸完全中和，采取的措施是　　　　　　　。
(2)实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是__________　　　　　　
　　　　 　　　。
(3)在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值　　　　(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是_________ __________ __________ _________ 　　　　　　　
　　　　 　。
碱稍过量
铜丝导热性
好，比用玻璃搅拌器误差大
偏低
弱酸或弱碱在溶液中部分电离，在反应过程中，弱酸或弱碱会继续电离，而电离是吸热的过程
1.实验测得25 ℃、101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，NaOH稀溶液与硫酸稀溶液反应的中和反应反应热为57.3 kJ·mol－1，下列热化学方程式的书写正确的是
A.2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　 ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B.2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　 ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C.2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
D.NaOH(aq)＋H2SO4(aq)Na2SO4(aq)＋H2O(l)　
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
关键能力 提升
√
25 ℃、101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，即1 mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为285.8 kJ，则2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；NaOH稀溶液与硫酸稀溶液发生的中和反应反应热为57.3 kJ·mol－1，即氢氧化钠和硫酸反应生成1 mol液态水放出的热量是57.3 kJ，热化学方程式为NaOH(aq)＋H2SO4(aq)Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，D正确。
2.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
回答下列问题：
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填字母，下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次倒入
C.一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
C
D
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如下：
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和反应反应热ΔH≈
_________________(结果保留一位小数)。
－51.8 kJ·mol－1
Δt1＝23.2－＝3.15 ℃
Δt2＝23.4－＝3.10 ℃
Δt3＝23.6－＝3.05 ℃
Δt平均值为＝3.10 ℃
ΔH＝－ kJ·mol－1≈
－51.8 kJ·mol－1。
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为　　　　　 　　　。
ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
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考点二
盖斯定律与反应热的计算
1.盖斯定律的内容
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的______和______有关，而与反应的途径无关。
必备知识 整合
始态
终态
2.“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式 方程式系数关系 焓变之间的关系
Ⅰ＝－Ⅱ ΔH1＝－ΔH2
Ⅰ＝a×Ⅱ ΔH1＝a×ΔH2
/ ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
3.利用盖斯定律计算反应热的思维模型
已知下列反应的热化学方程式：
①C6H5C2H5(g)＋O2(g)8CO2(g)＋5H2O(g)
ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1
②C6H5CHCH2(g)＋10O2(g)8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)H2O(g)
ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝_________
kJ·mol－1。
＋118
第一步：根据反应④确定加①式、减②式、减③式。
第二步：根据反应④各物质的计量数确定各式扩大的倍数，①式、②式、③式均乘以1。
第三步：①式－②式－③式＝目标方程式。可得：ΔH4＝－4 386.9 kJ·mol－1－(－4 263.1 kJ·mol－1)－(－241.8 kJ·mol－1)＝＋118 kJ·mol－1。
思维建模
考向1 利用盖斯定律计算反应热
1.(2024· 辽宁抚顺检测节选)氧化亚铜常用于制船底防污漆，用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应：
2Cu(s)＋O2(g)2CuO(s)　 ΔH＝－325 kJ·mol－1
2Cu2O(s)＋O2(g)4CuO(s)　 ΔH＝－281 kJ·mol－1
则CuO(s)＋Cu(s)Cu2O(s)的ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
关键能力 提升
－22
2.(2024·江西高安检测节选)NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。
已知：2C(s)＋O2(g)2CO(g)　 ΔH1＝－221.0 kJ/mol
N2(g)＋O2(g)2NO(g)　 ΔH2＝＋180.5 kJ/mol
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　 ΔH3＝－746.0 kJ/mol
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为___________________
______________________________。
2NO(g)＋C(s)CO2(g)
＋N2(g)　ΔH＝－573.75 kJ/mol
①2C(s)＋O2(g) 2CO(g)　 ΔH1＝－221.0 kJ/mol
②N2(g)＋O2(g)2NO(g)　 ΔH2＝＋180.5 kJ/mol
③2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　 ΔH3＝－746.0 kJ/mol
根据盖斯定律，由(③＋①－②)/2得焦炭还原NO生成无污染气体反应的ΔH＝(ΔH3＋ΔH1－ΔH2)/2＝－573.75 kJ/mol。
考向2 应用循环图分析焓变关系
3.硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如图。
已知：
反应Ⅰ：2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　 ΔH1＝＋572 kJ·mol－1
反应Ⅱ：H2SO4(aq)SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)　 ΔH2＝＋327 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2HI(aq)H2(g)＋I2(g)　 ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
则反应SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝　　　 　　　　。
－213 kJ·mol－1
根据盖斯定律，由－Ⅱ－Ⅲ得反应SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝－213 kJ·mol－1。
4.(2024· 安徽无为检测节选)“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4＝　　　　kJ·mol－1。
＋838
①NH4Cl(s)N(g)＋Cl－(g)　ΔH1＝＋698 kJ·mol－1；②NH4Cl(s)N(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝＋15 kJ·mol－1；③Cl－(g)Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·mol－1；④(NH4)2SO4(s)N(g)＋S(g)　ΔH4；⑤(NH4)2SO4(s)N(aq)＋S(aq)　ΔH5＝＋3 kJ·mol－1；⑥S(g)S(aq)　ΔH6＝－530 kJ·mol－1；则
⑤＋①－⑥－②＋③得④，ΔH4＝＋838 kJ·mol－1。
考向3 利用盖斯定律比较反应热大小
5.试比较下列各组ΔH的大小。
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)C(g)　ΔH1＜0
A(g)＋B(g)C(l)　ΔH2＜0
则ΔH1　　　　(填“＞”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。
设每小题中的两个热化学方程式依次为①式和②式。
①式－②式得：C(l)C(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于C(l)C(g)为吸热过程，即ΔH＞0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，即ΔH1＞ΔH2。
＞
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)SO2(g)　ΔH1＜0
S(s)＋O2(g)SO2(g)　ΔH2＜0
则ΔH1　　　　ΔH2。
＜
设每小题中的两个热化学方程式依次为①式和②式。
①式－②式得：S(g)S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于S(g)S(s)为放热过程，即ΔH＜0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。
(3)两个有联系的不同反应相比
C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH1＜0
C(s)＋O2(g)CO(g)　ΔH2＜0
则ΔH1　　　　ΔH2。
＜
设每小题中的两个热化学方程式依次为①式和②式。
①式－②式得：CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于该反应为放热反应，即ΔH＜0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。
6.已知几种离子反应的热化学方程式如下：
①H＋(aq)＋OH－(aq)H2O(l)　ΔH1；
②Ba2＋(aq)＋S(aq)BaSO4(s)　ΔH2；
③NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)N(aq)＋H2O(l)　 ΔH3；
④Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)＋2H＋(aq)＋S(aq)BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH4。
下列有关判断正确的是
A.ΔH2＞0，ΔH3＜0 B.ΔH2＜ΔH4
C.ΔH4＜ΔH1＋ΔH2 D.ΔH1＞ΔH3
√
反应②生成BaSO4沉淀，为放热反应，ΔH2＜0，反应③为NH3·H2O与强酸发生的中和反应，为放热反应，ΔH3＜0，A错误；反应④除了生成沉淀放热，还有中和反应放热，放出的热量大于反应②，即ΔH4＜ΔH2，B错误；根据盖斯定律可知ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2，已知ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH4＜ΔH1＋ΔH2，C正确；反应③可表示NH3·H2O与强酸发生的中和反应，NH3·H2O为弱碱，电离需吸收能量，故ΔH3＞ΔH1，D错误。
比较反应热大小注意事项
1.在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。
2.同一物质，不同聚集状态时具有的能量不同，相同量的某物质的能量关系：
E(物质R，g)＞E(物质R，l)＞E(物质R，s)。
3.同一化学反应，反应物的用量越多，｜ΔH｜越大。对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论数值。
4.等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多，则完全燃烧的ΔH较小。
练后归纳
1.(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
可根据HO(g)＋HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是
A.H2的键能为436 kJ·mol－1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量：HOO＜H2O2
D.H2O(g)＋O(g)H2O2(g) ΔH＝－143 kJ·mol－1
高考真题 感悟
√
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
根据题给表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由题给表格中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；由题给表格中的数据可知HOOHO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ·mol－1＋39 kJ·mol－1－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；由题给表格中的数据可知H2O(g)＋O(g)H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1－(－242) kJ·mol－1＝－143 kJ·mol－1，D正确。
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
2.(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是
A.C2H4(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
B.C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　 ΔH＝－137 kJ·mol－1
C.H2O(l)O2(g)＋H2(g)　 ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
D.C2H6(g)＋O2(g)2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol－1) －1 559.8 －1 411 －285.8
√
1 mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。H2O应该为液态，A错误；C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol－1，B错误；氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则H2O(l)O2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，C错误；C2H6(g)＋O2(g)2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，D正确。
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol－1) －1 559.8 －1 411 －285.8
3.(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A.E2＝1.41 eV
B.步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
√
由题给能量变化图可知，E2＝0.70 eV－(－0.71 eV)＝1.41 eV，A项正确；由题给能量变化图可知，步骤2逆向反应的ΔH＝－0.71 eV－(－1.00 eV)＝＋0.29 eV，B项正确；由题给能量变化图可知，步骤1的活化能E1＝0.70 eV，步骤2的活化能E3＝－0.49 eV－(－0.71 eV)＝0.22 eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，实现了甲烷的氧化，D项正确。
4.(1)(2024·安徽卷节选)C2H6氧化脱氢反应：
2C2H6(g)＋O2(g)2C2H4(g)＋2H2O(g)　 ΔH1＝－209.8 kJ·mol－1
C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　 ΔH2＝＋178.1 kJ·mol－1
计算：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)　ΔH3＝　　　　kJ·mol－1。
－566
将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①－反应②×2可得目标反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝(－209.8－178.1×2) kJ·mol－1＝－566 kJ·mol－1。
(2)(2024·黑、吉、辽卷节选)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝
　　　　kJ·mol－1。
已知：2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)　 ΔH1＝－57.2 kJ·mol－1
H2O(l)H2O(g)　 ΔH2＝＋44.0 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g) ΔH3＝－184.6 kJ·mol－1
－285.8
设表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)＋O2(g)H2O(l)，将题
中已知反应依次编号为①2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)，
②H2O(l)H2O(g)，③H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，则④＝①＋③－②，氢气的燃烧热ΔH＝－57.2 kJ·mol－1－184.6 kJ·mol－1－44 kJ·mol－1
＝－285.8 kJ·mol－1。
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课 时 测 评
1.(2024·河南柘城检测)某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果偏高
√
A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片更换为铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果偏高，正确。
2.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.已知H＋(aq)＋OH－(aq)H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，用含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为28.65 kJ·mol－1
B.CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋(2×283.0) kJ·mol－1
C.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
中和反应反应热是以生成1 mol H2O(l)作为标准的，A错误；有水生成的燃烧反应，必须按液态水计算燃烧热，C错误；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，放出的热量要小于57.3 kJ，D错误。
√
3.(2024·辽宁新民开学考)分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是
A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3　　　 B.ΔH1＜ΔH2＜ΔH3
C.ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D.ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
混合时浓硫酸被稀释放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2溶液反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2＋、S之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1＜ΔH2＜ΔH3。
√
4.以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就需要将CO2转化为甲醇。
已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH1＝－90.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　 ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1
③2H2(g)＋ O2(g)2H2O(g)　 ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
下列说法不正确的是
A.若温度不变，反应①中生成1 mol CH3OH(l)时，放出的热量大于90.5 kJ
B.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　
ΔH＝－49.4 kJ·mol－1
C.通过电解制H2和选用高效催化剂，可降低CO2与H2合成甲醇反应的焓变
D.以CO2和H2O为原料合成甲醇，同时生成O2，该反应需要吸收能量
√
根据盖斯定律，①－②得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　
ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－49.4 kJ·mol－1，故B正确；催化剂可降低CO2与H2合成甲醇反应的活化能，但不改变反应的焓变，故C错误；已知反应④CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH4＝－49.4 kJ·mol－1，根据盖斯定律④×2－③×3得2CO2(g)＋4H2O(g)2CH3OH(g)＋3O2(g)　ΔH＝2ΔH4－3ΔH3＝＋1 352 kJ·mol－1＞0，则该反应需要吸收能量，故D正确。
5.(2025·陕西神木检测)在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)CH3COOH(l)的反应热为
A.－488.3 kJ·mol－1 B.＋488.3 kJ·mol－1
C.－191 kJ·mol－1 D.＋191 kJ·mol－1
由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；
③CH3COOH(l)＋2O2(g)2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为(－393.5 kJ·mol－1)×2＋(－285.8 kJ·mol－1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
√
6.关于下列ΔH的判断正确的是
C(aq)＋H＋(aq)HC(aq)　ΔH1
C(aq)＋H2O(l)HC(aq)＋OH－(aq) ΔH2
OH－(aq)＋H＋(aq)H2O(l)　ΔH3
OH－(aq)＋CH3COOH(aq)CH3COO－(aq)＋H2O(l)　ΔH4
A.ΔH1＜0　ΔH2＜0 B.ΔH1＜ΔH2
C.ΔH3＜0　ΔH4＞0 D.ΔH3＞ΔH4
√
碳酸氢根的电离属于吸热过程，则C(aq)＋H＋(aq)HC (aq)为放热反应，所以ΔH1＜0；C(aq)＋H2O(l)HC (aq)＋OH－(aq)为碳酸根的水解离子方程式，C的水解反应为吸热反应，所以ΔH2＞0；OH－(aq)＋H＋(aq)H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以ΔH3＜0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以ΔH4＜0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则ΔH4＞ΔH3；B正确。
7.已知：H2O(g)H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)＋6O2(g)6H2O(g)＋6CO2(g)　 ΔH3
C6H12O6(g)＋6O2(g)6H2O(l)＋6CO2(g)　 ΔH4
下列说法正确的是
A.ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＜ΔH4
B.6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
C.－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D.－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4 ＝0
√
由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量，ΔH1＜0，ΔH2＜0，气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多，所以ΔH3＞ΔH4，A项错误；根据盖斯定律得ΔH4＝6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B项正确，C、D项错误。
8.(2024·山西阳曲检测)已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2 放热。下列关于ΔH的判断正确的是
C(aq)＋H＋(aq)HC(aq)　ΔH1
HC(aq)＋H＋(aq)H2CO3(aq)　ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3
OH－(aq)＋H＋(aq)H2O(l)　ΔH4
A.ΔH1＜0　ΔH2＞0 B.ΔH2＋ΔH3＞0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＞0 D.ΔH2＜ΔH4
√
将已知反应依次编号为①②③④，反应①②均只有化学键的形成，故ΔH1＜0，ΔH2＜0，A错误；由盖斯定律可知，②＋③可得HC(aq)＋H＋(aq)H2O(l)＋CO2(g)，该反应是吸热反应，故ΔH'＝ΔH2＋ΔH3＞0，B正确；①＋②＋③可得C(aq)＋2H＋(aq)H2O(l)＋CO2(g)，该反应是放热反应，故ΔH″＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，C错误；②－④可得碳酸氢根离子的水解反应HC(aq)＋ H2O(l)H2CO3(aq)＋OH－(aq)，盐类水解反应为吸热反应，则ΔH ＝ΔH2－ΔH4＞0，D错误。
9.在一定温度和压强下，依据图示关系，下列说法不正确的是
A.C(s，石墨)＋ CO2(g)2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
B.1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，前者放热多
C.ΔH5＝ΔH1－ΔH3
D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
√
由题干信息可知，反应Ⅰ：C(s，石墨)＋O2(g)CO(g)　ΔH1，反应Ⅱ：CO(g)＋
O2(g)CO2(g)　ΔH2，则反应Ⅰ－反应Ⅱ得C(s，石墨)＋CO2(g)2CO(g)，根
据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2，A正确；由题干信息可知，C(s，石墨)C(s，金刚石)　ΔH5＞0，即1 mol C(s，石墨)具有的总能量低于1 mol C(s，金刚石)具有
的总能量，则1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为
CO2(g)，后者放热多，B错误；由题干信息可知，反应Ⅰ：C(s，石墨)＋O2(g)
CO(g)　ΔH1，反应Ⅲ：C(s，金刚石)＋O2(g)CO(g)　ΔH3，则反应Ⅰ－反应Ⅲ
得C(s，石墨)C(s，金刚石)，根据盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1－ΔH3，C正确。
10.生成水的能量关系如图所示，下列说法不正确的是
A.ΔH2＞0
B.若2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH4，则ΔH4＜ΔH1
C.一定条件下，气态原子生成1 mol H－O键放出a kJ热量，则该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
√
ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程，该过程吸热，故ΔH2＞0，A正确；由于气态水到液态水的过程为放热过程，则ΔH4＜ΔH1，B正确；ΔH3所示过程共形成4 mol H－O键，气态原子生成1 mol H－O键放出a kJ热量，该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol，C正确；根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，D错误。
11.(10分)按要求回答下列问题：
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：
反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
－31.4
根据题图可得如下热化学方程式：①HCOOH(g)CO(g)＋H2O(g)　
ΔH1＝＋72.6 kJ·mol－1；②CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH3＝－241.80 kJ·mol－1。反应
CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)可以由③－①－②得到，由盖斯定律可得ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH2＝(－241.80 kJ·mol－1)－(＋72.6 kJ·mol－1)－(－283.0 kJ·mol－1)＝－31.4 kJ·mol－1。
(2)制备合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料，有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为______________
______________________________________________。
CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝－p＋3n＋m kJ·mol－1
依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式：CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH1＝－m kJ·mol－1；H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH2＝－n kJ·mol－1；CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－p kJ·mol－1；由盖斯定律得：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝ΔH3－3ΔH2－ΔH1＝－p＋3n＋m kJ·mol－1。
(3)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式为______________________________
________________________________。
CH4(g)＋2SO2(g)2S(g)＋CO2(g)＋
2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ/mol
根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝126 kJ/mol－928 kJ/mol＝－802 kJ/mol；②S(g)＋O2(g)SO2(g)　ΔH＝－577 kJ/mol；根据盖斯定律可知①－②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4(g)＋2SO2(g)2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ/mol。
(4)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的热化学方程式为________________________________________________________。
2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的，由题图可知热化学方程式为2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(5)在α-Fe(Ⅲ)铁原子簇表面，以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下：
①H2(g)2H(g)　ΔH1
②N2(g)＋2H(g)2(NH)(g)　ΔH2
③(NH)(g)＋H(g)(NH2)(g)　ΔH3
④(NH2)(g)＋H(g)NH3(g)　ΔH4
总反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH。
则ΔH4＝　　　　 　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
(ΔH－3ΔH1－ΔH2－2ΔH3)
返回
根据盖斯定律，①×3＋②＋③×2＋④×2可得N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＋2ΔH4，则ΔH4＝(ΔH－3ΔH1－ΔH2－2ΔH3)。第33讲　反应热的测定与计算
【复习目标】　1.了解中和反应反应热的测定方法。2.掌握盖斯定律的内容及意义，并能进行有关反应热的计算。3.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
考点一　中和反应反应热测定
1.中和反应反应热
在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量。
2.中和反应反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)
(1)测定原理
通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。
(2)实验步骤及装置
实验装置 实验步骤
①量取50 mL浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L的酸、碱稀溶液，并分别测量其温度，取两者平均温度，记为t1
②测量酸、碱液混合后最高温度，记为t2
③重复步骤①、②两次
④数据处理：取三次测量所得温度进行计算，测得的数值取平均值。生成1 mol H2O时放出的热量为 kJ[m1、m2均取50 g，c＝4.18 J/(g·℃)]
大量实验测得：在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量
【微思考】
(1)为保证酸完全中和，采取的措施是　　　　　　　。
(2)实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
(3)在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值　　　　(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
提示：(1)碱稍过量　(2)铜丝导热性好，比用玻璃搅拌器误差大　(3)偏低　弱酸或弱碱在溶液中部分电离，在反应过程中，弱酸或弱碱会继续电离，而电离是吸热的过程
学生用书 第193页
1.实验测得25 ℃、101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，NaOH稀溶液与硫酸稀溶液反应的中和反应反应热为57.3 kJ·mol－1，下列热化学方程式的书写正确的是(　　)
A.2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　 ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B.2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　 ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C.2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
D.NaOH(aq)＋H2SO4(aq)Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
答案：D
解析：25 ℃、101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，即1 mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为285.8 kJ，则2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；NaOH稀溶液与硫酸稀溶液发生的中和反应反应热为57.3 kJ·mol－1，即氢氧化钠和硫酸反应生成1 mol液态水放出的热量是57.3 kJ，热化学方程式为NaOH(aq)＋H2SO4(aq)Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，D正确。
2.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
回答下列问题：
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填字母，下同)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次倒入
C.一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如下：
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和反应反应热ΔH≈　　　　　　(结果保留一位小数)。
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为　　　　　　　　。
答案：(1)C　(2)D　(3)－51.8 kJ·mol－1　
(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
解析：(3)Δt1＝23.2－＝3.15 ℃
Δt2＝23.4－＝3.10 ℃
Δt3＝23.6－＝3.05 ℃
Δt平均值为＝3.10 ℃
ΔH＝－ kJ·mol－1≈－51.8 kJ·mol－1。
考点二　盖斯定律与反应热的计算
1.盖斯定律的内容
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，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，而与反应的途径无关。
2.“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式 方程式系数关系 焓变之间的关系
反应Ⅰ：aA(g)B(g)　ΔH1 反应Ⅱ：B(g)aA(g)　ΔH2 Ⅰ＝－Ⅱ ΔH1＝－ΔH2
学生用书 第194页
反应Ⅰ：aA(g)B(g)　ΔH1 反应Ⅱ：A(g)B(g)　ΔH2 Ⅰ＝a×Ⅱ ΔH1＝a×ΔH2
/ ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
3.利用盖斯定律计算反应热的思维模型
已知下列反应的热化学方程式：
①C6H5C2H5(g)＋O2(g)8CO2(g)＋5H2O(g)
ΔH1＝－4 386.9 kJ·mol－1
②C6H5CHCH2(g)＋10O2(g)8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)H2O(g)
ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝　　　　kJ·mol－1。
答案：＋118
第一步：根据反应④确定加①式、减②式、减③式。 第二步：根据反应④各物质的计量数确定各式扩大的倍数，①式、②式、③式均乘以1。 第三步：①式－②式－③式＝目标方程式。可得：ΔH4＝－4 386.9 kJ·mol－1－(－4 263.1 kJ·mol－1)－(－241.8 kJ·mol－1)＝＋118 kJ·mol－1。
利用盖斯定律计算反应热
1.(2024· 辽宁抚顺检测节选)氧化亚铜常用于制船底防污漆，用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应：(　　)
2Cu(s)＋O2(g)2CuO(s)　 ΔH＝－325 kJ·mol－1
2Cu2O(s)＋O2(g)4CuO(s)　 ΔH＝－281 kJ·mol－1
则CuO(s)＋Cu(s)Cu2O(s)的ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
答案：－22
2.(2024·江西高安检测节选)NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。
已知：2C(s)＋O2(g)2CO(g)　 ΔH1＝－221.0 kJ/mol
N2(g)＋O2(g)2NO(g)　 ΔH2＝＋180.5 kJ/mol
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　 ΔH3＝－746.0 kJ/mol
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：2NO(g)＋C(s)CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－573.75 kJ/mol
解析：①2C(s)＋O2(g)2CO(g)　 ΔH1＝－221.0 kJ/mol
②N2(g)＋O2(g)2NO(g)　 ΔH2＝＋180.5 kJ/mol
③2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　 ΔH3＝－746.0 kJ/mol
根据盖斯定律，由(③＋①－②)/2得焦炭还原NO生成无污染气体反应的ΔH＝(ΔH3＋ΔH1－ΔH2)/2＝－573.75 kJ/mol。
应用循环图分析焓变关系
3.硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如图。
已知：
反应Ⅰ：2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　 ΔH1＝＋572 kJ·mol－1
反应Ⅱ：H2SO4(aq)SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)　 ΔH2＝＋327 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2HI(aq)H2(g)＋I2(g)　 ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
则反应SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝　　　　　　　。
答案：－213 kJ·mol－1
解析：根据盖斯定律，由－Ⅱ－Ⅲ得反应SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH＝－213 kJ·mol－1。
4.(2024· 安徽无为检测节选)“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4＝　　　kJ·mol－1。
答案：＋838
解析：①NH4Cl(s)N(g)＋Cl－(g)　ΔH1＝＋698 kJ·mol－1；②NH4Cl(s)N(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝＋15 kJ·mol－1；③Cl－(g)Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·mol－1；④(NH4)2SO4(s)N(g)＋S(g)　ΔH4；⑤(NH4)2SO4(s)N(aq)＋S(aq)　ΔH5＝＋3 kJ·mol－1；⑥S(g)S(aq)　ΔH6＝－530 kJ·mol－1；则⑤＋①－⑥－②＋③得④，ΔH4＝＋838 kJ·mol－1。
学生用书 第195页
利用盖斯定律比较反应热大小
5.试比较下列各组ΔH的大小。
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)C(g)　ΔH1＜0
A(g)＋B(g)C(l)　ΔH2＜0
则ΔH1　　　　(填“＞”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)SO2(g)　ΔH1＜0
S(s)＋O2(g)SO2(g)　ΔH2＜0
则ΔH1　　　　ΔH2。
(3)两个有联系的不同反应相比
C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH1＜0
C(s)＋O2(g)CO(g)　ΔH2＜0
则ΔH1　　　　ΔH2。
答案：(1)＞　(2)＜　(3)＜
解析：设每小题中的两个热化学方程式依次为①式和②式。
(1)①式－②式得：C(l)C(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于C(l)C(g)为吸热过程，即ΔH＞0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，即ΔH1＞ΔH2。
(2)①式－②式得：S(g)S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于S(g)S(s)为放热过程，即ΔH＜0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。
(3)①式－②式得：CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于该反应为放热反应，即ΔH＜0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。
6.已知几种离子反应的热化学方程式如下：
①H＋(aq)＋OH－(aq)H2O(l)　ΔH1；
②Ba2＋(aq)＋S(aq)BaSO4(s)　ΔH2；
③NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)N(aq)＋H2O(l)　 ΔH3；
④Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)＋2H＋(aq)＋S(aq)BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH4。
下列有关判断正确的是(　　)
A.ΔH2＞0，ΔH3＜0 B.ΔH2＜ΔH4
C.ΔH4＜ΔH1＋ΔH2 D.ΔH1＞ΔH3
答案：C
解析：反应②生成BaSO4沉淀，为放热反应，ΔH2＜0，反应③为NH3·H2O与强酸发生的中和反应，为放热反应，ΔH3＜0，A错误；反应④除了生成沉淀放热，还有中和反应放热，放出的热量大于反应②，即ΔH4＜ΔH2，B错误；根据盖斯定律可知ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2，已知ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH4＜ΔH1＋ΔH2，C正确；反应③可表示NH3·H2O与强酸发生的中和反应，NH3·H2O为弱碱，电离需吸收能量，故ΔH3＞ΔH1，D错误。
比较反应热大小注意事项 1.在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。 2.同一物质，不同聚集状态时具有的能量不同，相同量的某物质的能量关系： E(物质R，g)＞E(物质R，l)＞E(物质R，s)。 3.同一化学反应，反应物的用量越多，｜ΔH｜越大。对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论数值。 4.等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多，则完全燃烧的ΔH较小。
1.(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　)
A.H2的键能为436 kJ·mol－1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量：HOO＜H2O2
D.H2O(g)＋O(g)H2O2(g) ΔH＝－143 kJ·mol－1
答案：C
解析：根据题给表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由题给表格中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；由题给表格中的数据可知HOOHO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ·mol－1＋39 kJ·mol－1－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；由题给表格中的数据可知H2O(g)＋O(g)H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1－(－242) kJ·mol－1＝－143 kJ·mol－1，D正确。
2.(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　)
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol－1) －1 559.8 －1 411 －285.8
A.C2H4(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
B.C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　 ΔH＝－137 kJ·mol－1
C.H2O(l)O2(g)＋H2(g)　 ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
D.C2H6(g)＋O2(g)2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
答案：D
解析：1 mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。H2O应该为液态，A错误；C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol－1，B错误；氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则H2O(l)O2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，C错误；C2H6(g)＋O2(g)2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，D正确。
3.(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.E2＝1.41 eV
B.步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
答案：C
解析：由题给能量变化图可知，E2＝0.70 eV－(－0.71 eV)＝1.41 eV，A项正确；由题给能量变化图可知，步骤2逆向反应的ΔH＝－0.71 eV－(－1.00 eV)＝＋0.29 eV，B项正确；由题给能量变化图可知，步骤1的活化能E1＝0.70 eV，步骤2的活化能E3＝－0.49 eV－(－0.71 eV)＝0.22 eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，实现了甲烷的氧化，D项正确。
学生用书 第196页
4.(1)(2024·安徽卷节选)C2H6氧化脱氢反应：
2C2H6(g)＋O2(g)2C2H4(g)＋2H2O(g)　 ΔH1＝－209.8 kJ·mol－1
C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　 ΔH2＝＋178.1 kJ·mol－1
计算：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)　ΔH3＝　　　　kJ·mol－1。
(2)(2024·黑、吉、辽卷节选)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
已知：2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)　 ΔH1＝－57.2 kJ·mol－1
H2O(l)H2O(g)　ΔH2＝＋44.0 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g) ΔH3＝－184.6 kJ·mol－1
答案：(1)－566　(2)－285.8
解析：(1)将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①－反应②×2可得目标反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝(－209.8－178.1×2) kJ·mol－1＝－566 kJ·mol－1。(2)设表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)＋O2(g)H2O(l)，将题中已知反应依次编号为①2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)，②H2O(l)H2O(g)，③H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)，则④＝①＋③－②，氢气的燃烧热ΔH＝－57.2 kJ·mol－1－184.6 kJ·mol－1－44 kJ·mol－1＝－285.8 kJ·mol－1。
课时测评33　反应热的测定与计算
(时间：45分钟　满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－10题，每小题5分，共50分。
1.(2024·河南柘城检测)某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　　)
A.由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果偏高
答案：D
解析：A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片更换为铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果偏高，正确。
2.下列关于热化学反应的描述正确的是(　　)
A.已知H＋(aq)＋OH－(aq)H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，用含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为28.65 kJ·mol－1
B.CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋(2×283.0) kJ·mol－1
C.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
答案：B
解析：中和反应反应热是以生成1 mol H2O(l)作为标准的，A错误；有水生成的燃烧反应，必须按液态水计算燃烧热，C错误；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，放出的热量要小于57.3 kJ，D错误。
3.(2024·辽宁新民开学考)分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是(　　)
A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3　　　 B.ΔH1＜ΔH2＜ΔH3
C.ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D.ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
答案：B
解析：混合时浓硫酸被稀释放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2溶液反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2＋、S之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1＜ΔH2＜ΔH3。
4.以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就需要将CO2转化为甲醇。
已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH1＝－90.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　 ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1
③2H2(g)＋ O2(g)2H2O(g)　 ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A.若温度不变，反应①中生成1 mol CH3OH(l)时，放出的热量大于90.5 kJ
B.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.4 kJ·mol－1
C.通过电解制H2和选用高效催化剂，可降低CO2与H2合成甲醇反应的焓变
D.以CO2和H2O为原料合成甲醇，同时生成O2，该反应需要吸收能量
答案：C
解析：根据盖斯定律，①－②得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－49.4 kJ·mol－1，故B正确；催化剂可降低CO2与H2合成甲醇反应的活化能，但不改变反应的焓变，故C错误；已知反应④CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH4＝－49.4 kJ·mol－1，根据盖斯定律④×2－③×3得2CO2(g)＋4H2O(g)2CH3OH(g)＋3O2(g)　ΔH＝2ΔH4－3ΔH3＝＋1 352 kJ·mol－1＞0，则该反应需要吸收能量，故D正确。
5.(2025·陕西神木检测)在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A.－488.3 kJ·mol－1 B.＋488.3 kJ·mol－1
C.－191 kJ·mol－1 D.＋191 kJ·mol－1
答案：A
解析：由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为(－393.5 kJ·mol－1)×2＋(－285.8 kJ·mol－1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
6.关于下列ΔH的判断正确的是(　　)
C(aq)＋H＋(aq)HC(aq)　ΔH1
C(aq)＋H2O(l)HC(aq)＋OH－(aq) ΔH2
OH－(aq)＋H＋(aq)H2O(l)　ΔH3
OH－(aq)＋CH3COOH(aq)CH3COO－(aq)＋H2O(l)　ΔH4
A.ΔH1＜0　ΔH2＜0 B.ΔH1＜ΔH2
C.ΔH3＜0　ΔH4＞0 D.ΔH3＞ΔH4
答案：B
解析：碳酸氢根的电离属于吸热过程，则C(aq)＋H＋(aq)HC (aq)为放热反应，所以ΔH1＜0；C(aq)＋H2O(l)HC (aq)＋OH－(aq)为碳酸根的水解离子方程式，C的水解反应为吸热反应，所以ΔH2＞0；OH－(aq)＋H＋(aq)H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以ΔH3＜0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以ΔH4＜0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则ΔH4＞ΔH3；B正确。
7.已知：H2O(g)H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)＋6O2(g)6H2O(g)＋6CO2(g)　 ΔH3
C6H12O6(g)＋6O2(g)6H2O(l)＋6CO2(g)　 ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＜ΔH4
B.6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
C.－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D.－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4 ＝0
答案：B
解析：由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量，ΔH1＜0，ΔH2＜0，气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多，所以ΔH3＞ΔH4，A项错误；根据盖斯定律得ΔH4＝6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B项正确，C、D项错误。
8.(2024·山西阳曲检测)已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2 放热。下列关于ΔH的判断正确的是(　　)
C(aq)＋H＋(aq)HC(aq)　ΔH1
HC(aq)＋H＋(aq)H2CO3(aq)　ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3
OH－(aq)＋H＋(aq)H2O(l)　ΔH4
A.ΔH1＜0　ΔH2＞0 B.ΔH2＋ΔH3＞0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＞0 D.ΔH2＜ΔH4
答案：B
解析：将已知反应依次编号为①②③④，反应①②均只有化学键的形成，故ΔH1＜0，ΔH2＜0，A错误；由盖斯定律可知，②＋③可得HC(aq)＋H＋(aq)H2O(l)＋CO2(g)，该反应是吸热反应，故ΔH'＝ΔH2＋ΔH3＞0，B正确；①＋②＋③可得C(aq)＋2H＋(aq)H2O(l)＋CO2(g)，该反应是放热反应，故ΔH″＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，C错误；②－④可得碳酸氢根离子的水解反应HC(aq)＋ H2O(l)H2CO3(aq)＋OH－(aq)，盐类水解反应为吸热反应，则ΔH ＝ΔH2－ΔH4＞0，D错误。
9.在一定温度和压强下，依据图示关系，下列说法不正确的是(　　)
A.C(s，石墨)＋ CO2(g)2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
B.1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，前者放热多
C.ΔH5＝ΔH1－ΔH3
D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
答案：B
解析：由题干信息可知，反应Ⅰ：C(s，石墨)＋O2(g)CO(g)　ΔH1，反应Ⅱ：CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH2，则反应Ⅰ－反应Ⅱ得C(s，石墨)＋CO2(g)2CO(g)，根据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2，A正确；由题干信息可知，C(s，石墨)C(s，金刚石)　ΔH5＞0，即1 mol C(s，石墨)具有的总能量低于1 mol C(s，金刚石)具有的总能量，则1 mol C(s，石墨)和1 mol C(s，金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g)，后者放热多，B错误；由题干信息可知，反应Ⅰ：C(s，石墨)＋O2(g)CO(g)　ΔH1，反应Ⅲ：C(s，金刚石)＋O2(g)CO(g)　ΔH3，则反应Ⅰ－反应Ⅲ得C(s，石墨)C(s，金刚石)，根据盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1－ΔH3，C正确。
10.生成水的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH2＞0
B.若2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH4，则ΔH4＜ΔH1
C.一定条件下，气态原子生成1 mol H－O键放出a kJ热量，则该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
答案：D
解析：ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程，该过程吸热，故ΔH2＞0，A正确；由于气态水到液态水的过程为放热过程，则ΔH4＜ΔH1，B正确；ΔH3所示过程共形成4 mol H－O键，气态原子生成1 mol H－O键放出a kJ热量，该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol，C正确；根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，D错误。
11.(10分)按要求回答下列问题：
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：
反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
(2)制备合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料，有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
(3)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　。
(4)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的热化学方程式为　　
　　　　　　　　　　　。
(5)在α-Fe(Ⅲ)铁原子簇表面，以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下：
①H2(g)2H(g)　ΔH1
②N2(g)＋2H(g)2(NH)(g)　ΔH2
③(NH)(g)＋H(g)(NH2)(g)　ΔH3
④(NH2)(g)＋H(g)NH3(g)　ΔH4
总反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH。
则ΔH4＝　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
答案：(1)－31.4
(2)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝－p＋3n＋m kJ·mol－1
(3)CH4(g)＋2SO2(g)2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ/mol
(4)2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
(5)(ΔH－3ΔH1－ΔH2－2ΔH3)
解析：(1)根据题图可得如下热化学方程式：①HCOOH(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋72.6 kJ·mol－1；②CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH3＝－241.80 kJ·mol－1。反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)可以由③－①－②得到，由盖斯定律可得ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH2＝(－241.80 kJ·mol－1)－(＋72.6 kJ·mol－1)－(－283.0 kJ·mol－1)＝－31.4 kJ·mol－1。(2)依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式：CO(g)＋O2(g)CO2(g)　ΔH1＝－m kJ·mol－1；H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH2＝－n kJ·mol－1；CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－p kJ·mol－1；由盖斯定律得：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝ΔH3－3ΔH2－ΔH1＝－p＋3n＋m kJ·mol－1。(3)根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝126 kJ/mol－928 kJ/mol＝－802 kJ/mol；②S(g)＋O2(g)SO2(g)　ΔH＝－577 kJ/mol；根据盖斯定律可知①－②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4(g)＋2SO2(g)2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ/mol。(4)根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的，由题图可知热化学方程式为2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(5)根据盖斯定律，①×3＋②＋③×2＋④×2可得N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＋2ΔH4，则ΔH4＝(ΔH－3ΔH1－ΔH2－2ΔH3)。

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