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第2课时　反应热的计算
学习目标
1.通过多种方式进行有关反应热的计算，从量变方面分析物质的化学变化，关注化学变化中的能量转化。 2.巩固应用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 3.能熟练比较热化学方程式中反应热的大小关系。
知识点一　反应热的计算
（一）反应热计算的常用方法
1.根据物质的量或热化学方程式计算
反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比。
2.根据键能计算
反应热（焓变）等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和，ΔH＝∑E反－∑E生（E表示键能）。如反应3H2（g）＋N2（g）2NH3（g）　ΔH＝3E（H—H）＋E（N≡N）－6E（N—H）。
3.根据燃烧热计算
可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×燃烧热。
4.根据盖斯定律计算
可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到新的热化学方程式，可进行反应热的有关计算。
5.根据反应物、生成物的能量或图像计算
（二）不同类型反应热的计算
1.一定量的反应物产生热量的计算
已知：在25 ℃、101 kPa时，FeS2（s）＋O2（g）Fe2O3（s）＋2SO2（g）　ΔH＝－853 kJ·mol－1。计算1 kg黄铁矿（FeS2的含量为90％）完全燃烧放出的热量为　　　　。
2.已知键能或燃烧热计算型
SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S（s）转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S（s）＋3F2（g）SF6（g）的反应热ΔH为　　　　。
3.多步方程式叠加型
冬季取暖许多家庭用上了清洁能源天然气，实际生产中天然气需要脱硫，在1 200 ℃时，工艺中会发生下列反应：
①H2S（g）＋O2（g）SO2（g）＋H2O（g）　ΔH1
②2H2S（g）＋SO2（g）S2（g）＋2H2O（g）　ΔH2
③H2S（g）＋O2（g）S（g）＋H2O（g）　ΔH3
④2S（g）S2（g）　ΔH4。
则ΔH4的正确表达式为　　　　。
4.反应过程图型
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（g），写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　。
1.（2025·河南部分学校高二联考）氮氧化物的治理对大气环境的净化有着重要的意义。已知：
①CO（g）＋NO2（g）NO（g）＋CO2（g）　ΔH＝－a kJ·mol－1（a＞0）
②2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）
ΔH＝－b kJ·mol－1（b＞0）
在NO2转化为N2的总反应中，若有标准状况下4.48 L CO被氧化，则放出的热量为（　　）
A. kJ B. kJ
C. kJ D. kJ
2.（2025·沧州高二月考）已知弱酸电离吸热： HCN（aq）H＋（aq）＋CN－（aq）　ΔH，HCN（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于（　　）
A.－67.7 kJ·mol－1 B.－43.5 kJ·mol－1
C.＋43.5 kJ·mol－1 D.＋67.7 kJ·mol－1
3.（鲁科版习题）H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。已知在一定温度下：
N2（g）＋O2（g）2NO（g）　ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1　①
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1　②
2H2（g）＋2NO（g）N2（g）＋2H2O（l）　ΔH3　③
（1）在该温度下反应①属于　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）在该温度下反应①消耗28 g N2（g）时，ΔH＝　　　　。
（3）在该温度下反应②生成2 mol H2O（l）时，ΔH＝　　　　。
（4）在该温度下反应③的ΔH3＝　　　　。
知识点二　反应热大小的比较
1.反应热大小比较的四个注意要点
（1）反应物和生成物的状态
物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。
（2）ΔH的符号
比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
（3）化学计量数
当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
（4）反应的程度
参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
2.反应热大小的比较
（1）与化学计量数相关反应热的比较
H2（g）＋O2（g）H2O（l）
ΔH1＝－a kJ·mol－1，
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）
ΔH2＝－b kJ·mol－1，
ΔH1　　　　ΔH2。（填“＞”“＜”或“＝”，下同）
（2）与物质聚集状态相关反应热的比较
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，
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
ΔH1　　　　ΔH2。
（3）与反应进行的程度相关反应热的比较
2C（s）＋O2（g）2CO（g）　ΔH1
2C（s）＋2O2（g）2CO2（g）　ΔH2
ΔH1　　　　ΔH2。
1.已知两个反应：2H2（l）＋O2（l）2H2O（g）
ΔH＝－Q1，2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH＝－Q2，则Q1与Q2关系正确的是（　　）
A.Q1＝Q2 B.Q1＞Q2
C.Q1＜Q2 D.无法比较
2.（2025·深圳高二月考）中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，分别向1 L 1 mol·L－1的①CH3COOH、②H2SO4、③HCl的稀溶液中加入1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液，完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（已知弱酸电离时吸热）（　　）
A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3
B.ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C.ΔH1＜ΔH3＝ΔH2
D.ΔH1＞ΔH2＝ΔH3
3.（2025·西安中学高二期中）下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（　　）
①C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1
C（s）＋O2（g）CO（g）　ΔH2
②S（s）＋O2（g）SO2（g）　ΔH3
S（g）＋O2（g）SO2（g）　ΔH4
③H2（g）＋O2（g）H2O（l）　ΔH5
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH6
④CaO（s）＋H2O（l）Ca（OH）2（s）　ΔH7
CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）　ΔH8
A.①③④ B.②③
C.②④ D.①②③
1.（教材改编题）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，则反应2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　ΔH中，ΔH为（　　）
A.－483.6 kJ·mol－1
B.－241.8 kJ·mol－1
C.－120.6 kJ·mol－1
D.＋241.8 kJ·mol－1
2.已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18 g水蒸气，则放出的热量为（　　）
A.2 039 kJ B.509.75 kJ
C.553.75 kJ D.597.75 kJ
3.（2025·江西部分学校高二联考）已知下列热化学方程式：
①CH4（g）＋O2（g）CO2（g）＋H2O（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1
②CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CH4（g）＋O2（g）CO2（g）＋H2O（l）　ΔH3＝c kJ·mol－1
④CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是（　　）
A.a＜c＜0 B.b＞d＞0
C.2a＝b＜0 D.2c＝d＞0
4.（2025·大连滨城高中联盟高二月考）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＜0　①
途径Ⅱ：先制成水煤气：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH2＞0　②
再燃烧水煤气：2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）　ΔH3＜0　③
2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　ΔH4＜0　④
请回答下列问题：
（1）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）ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）12 g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35 kJ热量。其热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：完成课后作业　第一章　第二节　第2课时
5 / 5第2课时　反应热的计算
学习目标
1.通过多种方式进行有关反应热的计算，从量变方面分析物质的化学变化，关注化学变化中的能量转化。 2.巩固应用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 3.能熟练比较热化学方程式中反应热的大小关系。
知识点一　反应热的计算
（一）反应热计算的常用方法
1.根据物质的量或热化学方程式计算
反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比。
2.根据键能计算
反应热（焓变）等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和，ΔH＝∑E反－∑E生（E表示键能）。如反应3H2（g）＋N2（g）2NH3（g）　ΔH＝3E（H—H）＋E（N≡N）－6E（N—H）。
3.根据燃烧热计算
可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×燃烧热。
4.根据盖斯定律计算
可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到新的热化学方程式，可进行反应热的有关计算。
5.根据反应物、生成物的能量或图像计算
（二）不同类型反应热的计算
1.一定量的反应物产生热量的计算
已知：在25 ℃、101 kPa时，FeS2（s）＋O2（g）Fe2O3（s）＋2SO2（g）　ΔH＝－853 kJ·mol－1。计算1 kg黄铁矿（FeS2的含量为90％）完全燃烧放出的热量为　　。
提示：FeS2燃烧的热化学方程式为FeS2（s）＋O2（g）Fe2O3（s）＋2SO2（g）　ΔH＝－853 kJ·mol－1；Q＝n（FeS2）×｜ΔH｜＝×853 kJ·mol－1＝6 397.5 kJ。
2.已知键能或燃烧热计算型
SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S（s）转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S（s）＋3F2（g）SF6（g）的反应热ΔH为　　。
提示：反应S（s）＋3F2（g）SF6（g）的ΔH＝（280＋160×3－330×6） kJ·mol－1＝－1 220 kJ·mol－1。
3.多步方程式叠加型
冬季取暖许多家庭用上了清洁能源天然气，实际生产中天然气需要脱硫，在1 200 ℃时，工艺中会发生下列反应：
①H2S（g）＋O2（g）SO2（g）＋H2O（g）　ΔH1
②2H2S（g）＋SO2（g）S2（g）＋2H2O（g）　ΔH2
③H2S（g）＋O2（g）S（g）＋H2O（g）　ΔH3
④2S（g）S2（g）　ΔH4。
则ΔH4的正确表达式为　　。
提示：将2×②＋2×①－6×③得到6S（g）3S2（g）的焓变3ΔH4＝2ΔH1＋2ΔH2－6ΔH3；所以2S（g）S2（g）的焓变ΔH4＝（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）。
4.反应过程图型
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（g），写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：根据图像可知：①CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝126 kJ·mol－1－928 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1；②S（g）＋O2（g）SO2（g）　ΔH＝－577 kJ·mol－1；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－1。
1.（2025·河南部分学校高二联考）氮氧化物的治理对大气环境的净化有着重要的意义。已知：
①CO（g）＋NO2（g）NO（g）＋CO2（g）　ΔH＝－a kJ·mol－1（a＞0）
②2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）
ΔH＝－b kJ·mol－1（b＞0）
在NO2转化为N2的总反应中，若有标准状况下4.48 L CO被氧化，则放出的热量为（　　）
A. kJ B. kJ
C. kJ D. kJ
解析：B　已知：①CO（g）＋NO2（g）NO（g）＋CO2（g）　ΔH＝－a kJ·mol－1（a＞0）；②2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－b kJ·mol－1（b＞0），根据盖斯定律：①×2＋②可得总反应4CO（g）＋2NO2（g）N2（g）＋4CO2（g）　ΔH＝－kJ·mol－1，若有标准状况下4.48 L （即0.2 mol） CO被氧化，则放出的热量 kJ，B项正确。
2.（2025·沧州高二月考）已知弱酸电离吸热： HCN（aq）H＋（aq）＋CN－（aq）　ΔH，HCN（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl（aq）与NaOH（aq）反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于（　　）
A.－67.7 kJ·mol－1 B.－43.5 kJ·mol－1
C.＋43.5 kJ·mol－1 D.＋67.7 kJ·mol－1
解析：C　根据题意可得热化学方程式：HCN（aq）＋OH－（aq）CN－（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－12.1 kJ·mol－1，H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l）　ΔH＝－55.6 kJ·mol－1，依据盖斯定律得到HCN（aq）H＋（aq）＋CN－（aq）　ΔH＝（－12.1 kJ·mol－1）－（－55.6 kJ·mol－1）＝＋43.5 kJ·mol－1。
3.（鲁科版习题）H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。已知在一定温度下：
N2（g）＋O2（g）2NO（g）　ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1　①
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1　②
2H2（g）＋2NO（g）N2（g）＋2H2O（l）　ΔH3　③
（1）在该温度下反应①属于吸热（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）在该温度下反应①消耗28 g N2（g）时，ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1。
（3）在该温度下反应②生成2 mol H2O（l）时，ΔH＝－571.6 kJ·mol－1。
（4）在该温度下反应③的ΔH3＝－752.1 kJ·mol－1。
解析：（1）反应①ΔH＞0，说明该反应为吸热反应。（2）28 g N2（g）为1 mol，1 mol N2和1 mol氧气反应生成2 mol NO，ΔH1为该反应的反应热。（3）2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1可表示2 mol 氢气和1 mol 氧气反应生成2 mol 液态水放出571.6 kJ 的热量，所以反应②生成2 mol H2O（l）时，ΔH＝－571.6 kJ·mol－1。（4）根据盖斯定律，由②－①得2H2（g）＋2NO（g）N2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＝－752.1 kJ·mol－1。
知识点二　反应热大小的比较
1.反应热大小比较的四个注意要点
（1）反应物和生成物的状态
物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。
（2）ΔH的符号
比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
（3）化学计量数
当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
（4）反应的程度
参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
2.反应热大小的比较
（1）与化学计量数相关反应热的比较
H2（g）＋O2（g）H2O（l）
ΔH1＝－a kJ·mol－1，
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）
ΔH2＝－b kJ·mol－1，
ΔH1　　ΔH2。（填“＞”“＜”或“＝”，下同）
提示：a＜b，ΔH1＞ΔH2。
（2）与物质聚集状态相关反应热的比较
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，
ΔH1　　ΔH2。
提示：因为C（g）C（l）　ΔH3＜0，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2＜ΔH1。
如图：
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
ΔH1　　ΔH2。
提示：，ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。
如图：
（3）与反应进行的程度相关反应热的比较
2C（s）＋O2（g）2CO（g）　ΔH1
2C（s）＋2O2（g）2CO2（g）　ΔH2
ΔH1　　ΔH2。
提示：相同物质的量的C（s），完全燃烧放出的热量多，ΔH1＞ΔH2。
1.已知两个反应：2H2（l）＋O2（l）2H2O（g）
ΔH＝－Q1，2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH＝－Q2，则Q1与Q2关系正确的是（　　）
A.Q1＝Q2 B.Q1＞Q2
C.Q1＜Q2 D.无法比较
解析：C　H（生成物）：2H2O（g）＞2H2O（l），H（反应物）：2H2（l）＋O2（l）＜2H2（g）＋O2（g），根据ΔH＝H（生成物）－H（反应物）可知－Q1＞－Q2，即Q1＜Q2，答案为C。
2.（2025·深圳高二月考）中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，分别向1 L 1 mol·L－1的①CH3COOH、②H2SO4、③HCl的稀溶液中加入1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液，完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（已知弱酸电离时吸热）（　　）
A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3
B.ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C.ΔH1＜ΔH3＝ΔH2
D.ΔH1＞ΔH2＝ΔH3
解析：D　1 L 1 mol·L－1的①CH3COOH、②H2SO4、③HCl的稀溶液分别与1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液反应，醋酸是弱电解质，电离时吸热，则放出的热量最少，硫酸和盐酸都是强酸，消耗氢氧化钠的量相同时，二者与NaOH反应放出的热量相等，因ΔH小于0，完全反应的热效应关系为ΔH1＞ΔH2＝ΔH3，D项符合题意。
3.（2025·西安中学高二期中）下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（　　）
①C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1
C（s）＋O2（g）CO（g）　ΔH2
②S（s）＋O2（g）SO2（g）　ΔH3
S（g）＋O2（g）SO2（g）　ΔH4
③H2（g）＋O2（g）H2O（l）　ΔH5
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH6
④CaO（s）＋H2O（l）Ca（OH）2（s）　ΔH7
CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）　ΔH8
A.①③④ B.②③
C.②④ D.①②③
解析：B　①碳与氧气反应，前者完全燃烧，放出热量较多，后者不完全燃烧，放出热量较少，ΔH1＜ΔH2＜0，①不选；②1 mol S（g）完全燃烧生成SO2（g）放出的热量大于1 mol S（s） 完全燃烧生成SO2（g）放出的热量，ΔH4＜ΔH3＜0，②选；③化学方程式中化学计量数表示参加反应的物质的量，2ΔH5＝ΔH6＜0，即ΔH6＜ΔH5＜0，③选；④CaO（s）与H2O（l）化合成Ca（OH）2（s）为放热反应，ΔH7＜0， CaCO3（s）分解成CaO（s）和CO2（g）为吸热反应，ΔH8＞0，则ΔH7＜ΔH8，④不选。
1.（教材改编题）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，则反应2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　ΔH中，ΔH为（　　）
A.－483.6 kJ·mol－1
B.－241.8 kJ·mol－1
C.－120.6 kJ·mol－1
D.＋241.8 kJ·mol－1
解析：A　已知氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气时放热60.45 kJ，设反应生成2 mol H2O（g）时放热Q，依据比例关系：＝，解得Q＝483.6 kJ，则ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，A正确。
2.已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18 g水蒸气，则放出的热量为（　　）
A.2 039 kJ B.509.75 kJ
C.553.75 kJ D.597.75 kJ
解析：B　已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，则C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－2 039 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18 g水蒸气（即物质的量为1 mol），则放出的热量为＝509.75 kJ，B符合题意。
3.（2025·江西部分学校高二联考）已知下列热化学方程式：
①CH4（g）＋O2（g）CO2（g）＋H2O（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1
②CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CH4（g）＋O2（g）CO2（g）＋H2O（l）　ΔH3＝c kJ·mol－1
④CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是（　　）
A.a＜c＜0 B.b＞d＞0
C.2a＝b＜0 D.2c＝d＞0
解析：C　反应①和③相比较，反应物相同，①中H2O（g）的能量比③中H2O（l）的能量高，则①放出的热量比③少，a比c大，故c＜a＜0，A错误；反应②和④相比较，反应物相同，②中H2O（g）的能量比④中H2O（l）的能量高，则②放出的热量比④少，b比d大，故d＜b＜0，B错误；反应②是①的二倍，故b＝2a，燃烧反应是放热反应，故2a＝b＜0，C正确；反应④是③的二倍，故d＝2c，燃烧反应是放热反应，故2c＝d＜0，D错误。
4.（2025·大连滨城高中联盟高二月考）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＜0　①
途径Ⅱ：先制成水煤气：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH2＞0　②
再燃烧水煤气：2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）　ΔH3＜0　③
2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　ΔH4＜0　④
请回答下列问题：
（1）途径Ⅰ放出的热量等于（ 填“大于”“等于”或“小于”） 途径Ⅱ放出的热量。
（2）ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是ΔH1＝ΔH2＋（ΔH3＋ΔH4）。
（3）12 g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35 kJ热量。其热化学方程式为　　C（s） ＋O2（g）CO（g）　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1　。
解析：（1）由盖斯定律可知，若是一个反应可以分步进行，则各步反应吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同。（2）根据盖斯定律，反应1＝反应2＋反应3×＋反应4×，所以ΔH1＝ΔH2＋（ΔH3＋ΔH4）。（3）12 g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成CO，放出110.35 kJ热量，即1 mol炭粉在氧气中不完全燃烧生成CO，放出110.35 kJ热量，热化学方程式为C（s）＋O2（g）CO（g）　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1。
题组一　反应热的计算
1.（2025·天津武清高二月考）298 K时，某些物质的相对能量如图：
请根据相关物质的相对能量计算反应C2H6（g）＋2CO2（g）4CO（g）＋3H2（g）的焓变ΔH（忽略温度的影响）为（　　）
A.＋430 kJ·mol－1 B.－430 kJ·mol－1
C.＋367 kJ·mol－1 D.－367 kJ·mol－1
解析：A　该反应的ΔH＝[（－110×4＋0）－（－84－393×2）]kJ·mol－1＝＋430 kJ·mol－1，选A。
2.（2025·湖北云学联盟高二期中）已知C2H2、C2H4、C2H6的燃烧热分别为1 300 kJ·mol－1、1 400 kJ·mol－1、1 560 kJ·mol－1。0.5 mol混合物完全燃烧，放出热量700 kJ。则C2H2、C2H4、C2H6的物质的量之比为（　　）
A.6∶2∶3 B.5∶2∶8
C.3∶2∶6 D.8∶1∶5
解析：D　已知C2H2、C2H4、C2H6的燃烧热分别为1 300 kJ·mol－1、1 400 kJ·mol－1、1 560 kJ·mol－1。0.5 mol混合物完全燃烧，放出热量700 kJ。设C2H2、C2H4、C2H6的物质的量分别为x mol、y mol、z mol，可得方程①x＋y＋z＝0.5，②1 300x＋1 400y＋1 560z＝700，反应①×1 400－反应②得100x－160z＝0，解得＝，根据选项，只有D项符合＝。
3.（教材改编题）家用液化气中主要成分之一是丁烷。在101 kPa时，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和H2O，放出热量5×105 kJ，丁烷的燃烧热为（　　）
A.2 900 kJ·mol－1 B.1 450 kJ·mol－1
C.5 800 kJ·mol－1 D.1 800 kJ·mol－1
解析：A　n（C4H10）＝＝ mol，则1 mol丁烷完全燃烧放出热量Q＝＝2 900 kJ·mol－1。
4.（2025·江淮名校高二联考）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程可表示为：
已知：几种物质有关键能[形成（断开）1 mol共价键释放（吸收）的能量]如表所示。
化学键 H—O OO H—H O—O
键能/（kJ·mol－1） 463 496 436 138
若反应过程中分解了2 mol H2O，过程Ⅲ的ΔH＝＋132kJ·mol－1。
解析：反应为2H2O（g）2H2（g）＋O2（g），过程Ⅲ为H2O2（g）O2（g）＋H2（g）　ΔH＝2E（O—H）＋E（O—O）－E（OO）－E（H－H）＝2×463 kJ·mol－1＋138 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1－436 kJ·mol－1＝＋132 kJ·mol－1，根据计量关系，分解了2 mol H2O，过程Ⅲ的ΔH＝＋132 kJ·mol－1。
题组二　ΔH大小的比较
5.（2025·泉州名校高二联考）乙烯是制备合成纤维、合成橡胶、塑料等的基本化工原料。由乙烷制备乙烯的反应如下：
①2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）
ΔH1＝－566 kJ·mol－1
②2C2H6（g）＋O2（g）2C2H4（g）＋2H2O（g）　ΔH2＝－260 kJ·mol－1
③C2H6（g）＋CO2（g）C2H4（g）＋H2O（g）＋CO（g）　ΔH3
则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系正确的是（　　）
A.ΔH3＞ΔH2＞ΔH1 B.ΔH3＞ΔH1＞ΔH2
C.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 D.ΔH2＞ΔH3＞ΔH1
解析：A　由×可得反应③，根据盖斯定律得ΔH3＝[－260－（－566）]kJ·mol－1×＝＋153 kJ·mol－1，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH3＞ΔH2＞ΔH1，选A。
6.（2025·北京第五十中学高二月考）已知：CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）
CH3COONa（aq）＋H2O（l）　ΔH＝Q1 kJ·mol－1
H2SO4（浓）＋NaOH（aq）Na2SO4（aq）＋H2O（l）　ΔH＝Q2 kJ·mol－1
HNO3（aq）＋KOH（aq）KNO3（aq）＋H2O（l）　ΔH＝Q3 kJ·mol－1
上述反应均为溶液中的反应，则Q1、Q2、Q3的大小的关系为（　　）
A.Q1＝Q2＝Q3 B.Q1＞Q3＞Q2
C.Q2＞Q3＞Q1 D.Q2＝Q3＞Q1
解析：B　强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol H2O时放出的热量为中和反应反应热，醋酸的电离吸热，放出的热量Q1的绝对值偏小，浓硫酸稀释放热，放出的热量Q2的绝对值偏大，而稀硝酸为稀的强酸，中和反应反应热不变，由于酸和碱的中和反应是放热反应，ΔH＜0，放出的热量越多，ΔH越小，所以：Q1＞Q3＞Q2。
7.已知：①2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）
ΔH1＝a kJ·mol－1；
②4H2（g）＋2O2（g）4H2O（g）
ΔH2＝b kJ·mol－1；
③2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）
ΔH3＝c kJ·mol－1；
④4H2（g）＋2O2（g）4H2O（l）
ΔH4＝d kJ·mol－1。
下列a、b、c、d的关系正确的是（　　）
A.2a＝b＜0 B.2c＝d＞0
C.a＜c＜0 D.b＞d＞0
解析：A　反应②的化学计量数是反应①的2倍，所以反应②的反应热为反应①的2倍，即2a＝b，燃烧反应为放热反应，ΔH＜0，所以2a＝b＜0，A正确；反应④的化学计量数是反应③的2倍，所以反应④的反应热为反应③的2倍，即2c＝d，燃烧反应为放热反应，ΔH＜0，所以2c＝d＜0，B错误；等物质的量的氢气，反应生成液态水比生成气态水放热多，a、c、b、d均为负值，所以0＞a＞c，d＜b＜0，C、D错误。
8.（1）根据以下三个热化学方程式：
2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
2H2S（g）＋O2（g）2S（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
2H2S（g）＋O2（g）2S（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1
判断Q1、Q2、Q3三者大小关系：Q1＞Q2＞Q3　。
（2）奥运会火炬常用的燃料是丙烷（C3H8），其完全燃烧后只有CO2和H2O，不会造成环境污染。已知有以下四个热化学方程式：
①C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－a kJ·mol－1
②C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－b kJ·mol－1
③2C3H8（g）＋9O2（g）4CO2（g）＋2CO（g）＋8H2O（l）　ΔH＝－c kJ·mol－1
④C3H8（g）＋O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－d kJ·mol－1
其中a、b、c、d最大的是c。
解析：（1）已知①2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，
②2H2S（g）＋O2（g）2S（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－Q2 kJ·mol－1，
③2H2S（g）＋O2（g）2S（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－Q3 kJ·mol－1，
①与②相比较，由于S→SO2放热，则Q1＞Q2，
②与③相比较，由于H2O（l）→H2O（g）吸热，则Q2＞Q3，故Q1＞Q2＞Q3。
（2）①与②相比，生成液态水比生成气态水放出的热量多，所以b＞a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③与②相比，2 mol C3H8燃烧生成 4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol 完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。
9.（2025·资阳中学高二检测）CH4在一定条件下可发生如图所示的一系列反应。下列说法正确的是（　　）
A.ΔH3＝ΔH2－ΔH5
B.ΔH1＞ΔH5
C.ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
D.ΔH4＜0
答案：B　从转化过程可知，反应②＋反应③＝反应⑤，则ΔH3＝ΔH5－ΔH2，A错误；反应①生成气态水，反应⑤生成液态水，生成液态水放出的热量更多，即ΔH1＞ΔH5，B正确；根据转化过程可知，反应④＝反应①－反应②－反应③，ΔH4＝ΔH1－ΔH2－ΔH3，C错误；反应④实质为液态水转化为气态水，液态水转化为气态水吸热，ΔH4＞0，D错误。
10.（2025·台州高二期中）室温下，将1 mol CuSO4·5H2O（s）溶于水，会使溶液温度降低，反应热为ΔH1；将1 mol CuSO4（s）溶于水，会使溶液温度升高，反应热为ΔH2。CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O（s）CuSO4（s）＋5H2O（l）　ΔH3，则下列关系正确的是（　　）
A.ΔH2＞ΔH1 B.ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
C.ΔH1＜ΔH3 D.ΔH2＋ΔH1＞ΔH3
解析：C　①CuSO4·5H2O（s）溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4·5H2O（s）Cu2＋＋S＋5H2O　ΔH1＞0；②固体硫酸铜溶于水，溶液温度升高，则：CuSO4（s）Cu2＋＋S　ΔH2＜0；③CuSO4·5H2O（s）CuSO4（s）＋5H2O（l）　ΔH3。结合盖斯定律可知①－②得到③，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，由于ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH3＞0。根据以上分析可知，ΔH1＞0，而ΔH2＜0，则ΔH1＞ΔH2，A错误；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，则ΔH2＝ΔH1－ΔH3，B错误；ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0，ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH1＜ΔH3，C正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D错误。
11.（2025·宜宾高二月考）肼（N2H4）是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂（如过氧化氢、氧气等）配合，可组成液体推进剂。
（1）液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为N2H4（l）＋2H2O2（l）N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－642 kJ·mol－1　，消耗16 g液态肼放出的热量为321 kJ。
（2）已知：N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－544 kJ·mol－1，键能数据如下表：
化学键 N—N N—H OO O—H
键能/（kJ·mol－1） 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为946 kJ·mol－1。若H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则N2H4（g）的燃烧热为632 kJ·mol－1。
（3）已知：N2（g）＋2O2（g）2NO2（g）　ΔH＝＋68 kJ·mol－1，则肼（g）和二氧化氮（g）反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为　N2H4（g）＋NO2（g）N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－578 kJ·mol－1。
解析：（1）每生成1 mol N2，放出642 kJ热量，则热化学方程式为N2H4（l）＋2H2O2（l）N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－642 kJ·mol－1，1 mol液态肼为32 g，放热642 kJ，则16 g液态肼反应放热321 kJ。
（2）设氮氮三键的键能为x，则193 kJ·mol－1＋4×391 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－x－4×463 kJ·mol－1＝－544 kJ·mol－1，解得x＝946 kJ·mol－1；N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－544 kJ·mol－1①，H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44 kJ·mol－1②，①－②×2可得：N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－632 kJ·mol－1，即N2H4（g）的燃烧热是632 kJ·mol－1。
（3）N2（g）＋2O2（g）2NO2（g）　ΔH＝＋68 kJ·mol－1③，根据盖斯定律，①－×③可得：N2H4（g）＋NO2（g）N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－578 kJ·mol－1。
12.（1）有关研究需要得到反应C3H8（g）3C（石墨，s）＋4H2（g）的ΔH，但测定实验很难进行。设计如图可计算得到：
①ΔH＞0（填“＞”“＜”或“＝”）。
②ΔH＝ΔH1－Δ－ΔH3　（用图中其他反应的反应热表示）。
（2）（教材改编题）已知下列两个热化学方程式：
2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）
ΔH＝－570 kJ·mol－1
C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1
①实验测得H2和C3H8的混合气体共1 mol，完全燃烧生成液态水时放热1 252.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是1∶1。
②已知：H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－2 044.0 kJ·mol－1。
（3）下表是部分化学键的键能数据：
化学键 P—P P—O OO PO
键能/（kJ·mol－1） 198 360 498 x
已知，白磷在空气中燃烧生成P4O10，热化学方程式为P4（g）＋5O2（g）P4O10（g）　ΔH＝－2 982 kJ·mol－1，白磷（P4）、P4O10的结构如图所示，则上表中x＝585。
解析：（1）①由题图可知，1 mol C3H8（g）和5 mol O2（g）的总能量低于3 mol C（石墨，s）、4 mol H2（g）和5 mol O2（g）的总能量，故C3H8（g）3C（石墨，s）＋4H2（g）为吸热反应，ΔH＞0。
②由题图可写出下列热化学方程式：
①C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH1
②3C（石墨，s）＋3O2（g）3CO2（g）　ΔH2
③4H2（g）＋2O2（g）4H2O（l）　ΔH3
根据盖斯定律，由①－②－③可得：C3H8（g）3C（石墨，s）＋ 4H2（g）　 ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3。
（2）①设H2的物质的量为x mol，则C3H8的物质的量为（1－x）mol，由热化学方程式：2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH＝－570 kJ·mol－1 C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1和题意可得，285x＋2 220（1－x）＝1 252.5，解得x＝0.5，1－x＝0.5，相同条件下体积之比等于物质的量之比，所以混合气体中H2和C3H8的体积比是1∶1；②C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1和H2O（l）H2O（g）　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，根据盖斯定律可知，C3H8（g）＋5O2（g）3CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－2 044.0 kJ·mol－1。
（3）白磷燃烧的化学方程式为P4（g）＋5O2（g）P4O10（g），由P4、P4O10的结构可以看出，1 mol P4完全燃烧需拆开6 mol P—P、5 mol OO，形成12 mol P—O、4 mol PO，共放出2 982 kJ热量，由于断裂化学键需要吸收能量，形成化学键放出能量，所以12 mol×360 kJ·mol－1＋4 mol×x kJ·mol－1－（6 mol×198 kJ·mol－1＋5 mol×498 kJ·mol－1）＝2 982 kJ，解得x＝585。
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