化学基本理论反应热的比较与计算Word格式.docx
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CH4
（C—H）
P4
（P—P）
SiO2
（Si—O）
石墨
（C—C）
金刚石
S8
（S—S）
Si
（Si—Si）
每个微
粒所含
键数
2
4
6
1.5
8
考法二 利用盖斯定律计算ΔH并书写热化学方程式
[典例2] （2018·
高考组合题）请回答下列问题：
（1）[全国卷Ⅰ，28
（2）]已知：
2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g） ΔH1＝－4.4kJ·
mol－1
2NO2（g）===N2O4（g） ΔH2＝－55.3kJ·
则反应N2O5（g）===2NO2（g）＋
O2（g）的ΔH＝______kJ·
（2）[全国卷Ⅱ，27
（1）]CH4CO2催化重整反应为
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）。
已知：
C（s）＋2H2（g）===CH4（g）ΔH＝－75kJ·
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－394kJ·
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH＝－111kJ·
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·
（3）[全国卷Ⅲ，28
（2）]SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）
ΔH1＝＋48kJ·
3SiH2Cl2（g）===SiH4（g）＋2SiHCl3（g）
ΔH2＝－30kJ·
则反应4SiHCl3（g）===SiH4（g）＋3SiCl4（g）的ΔH为________kJ·
（4）[北京高考，27
（1）]近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。
过程如下：
反应Ⅰ：
2H2SO4（l）===2SO2（g）＋2H2O（g）＋O2（g）
ΔH1＝＋551kJ·
反应Ⅲ：
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH3＝－297kJ·
反应Ⅱ的热化学方程式：
___________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]
（1）把已知两反应按顺序编号为a、b，根据盖斯定律，a式×
－b式可得：
N2O5（g）===2NO2（g）＋
O2（g）
ΔH＝＋53.1kJ·
（2）将题给已知三个反应依次编号为①、②、③，
根据盖斯定律，由③×
2－①－②可得：
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）
ΔH＝＋247kJ·
（3）将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×
3＋②可得：
4SiHCl3（g）===SiH4（g）＋3SiCl4（g），则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×
48kJ·
mol－1＋（－30kJ·
mol－1）＝＋114kJ·
（4）由题图可知，反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O
2H2SO4＋S↓。
根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－（反应Ⅰ＋反应Ⅲ）可得：
3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s） ΔH2＝－254kJ·
[答案]
（1）＋53.1
（2）＋247 （3）＋114
（4）3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s）
ΔH2＝－254kJ·
[备考方略] 盖斯定律应用三步流程
[综合训练]
1．回答下列问题：
（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2（g）＋H2O（l）===HNO3（aq）＋HNO2（aq）
ΔH＝－116.1kJ·
3HNO2（aq）===HNO3（aq）＋2NO（g）＋H2O（l）
ΔH＝＋75.9kJ·
反应3NO2（g）＋H2O（l）===2HNO3（aq）＋NO（g）的ΔH＝________kJ·
（2）已知：
①Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（s）＋3CO（g）
ΔH1＝＋1344.1kJ·
②2AlCl3（g）===2Al（s）＋3Cl2（g）
ΔH2＝＋1169.2kJ·
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________。
（3）烟气（主要污染物SO2、NOx）经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。
O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为
①NO（g）＋O3（g）===NO2（g）＋O2（g）
ΔH1＝－200.9kJ·
②NO（g）＋
O2（g）===NO2（g）ΔH2＝－58.2kJ·
则反应3NO（g）＋O3（g）===3NO2（g）的ΔH＝______kJ·
解析：
（1）将题给三个热化学方程式依次编号为①、②和③，根据盖斯定律可知，③＝（①×
3＋②）/2，则ΔH＝（－116.1kJ·
mol－1×
3＋75.9kJ·
mol－1）/2＝－136.2kJ·
（2）把热化学方程式②颠倒过来，反应热的数值不变，符号相反可得③2Al（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g） ΔH3＝－ΔH2＝－1169.2kJ·
根据盖斯定律，由①＋③可得
Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g） ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝＋174.9kJ·
mol－1，即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
（3）将热化学方程式②乘以2可得③2NO（g）＋O2（g）===2NO2（g） ΔH3＝2×
ΔH2＝2×
（－58.2kJ·
mol－1）＝－116.4kJ·
根据盖斯定律，由①＋③可得3NO（g）＋O3（g）===3NO2（g） ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝－317.3kJ·
答案：
（1）－136.2
（2）Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g）
ΔH＝＋174.9kJ·
（3）－317.3
2．二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。
已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：
2CO2（g）＋6H2（g）CH2CH2（g）＋4H2O（g） ΔH
（1）几种物质的能量（kJ·
mol－1）如表所示（在25℃、101kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量）：
CO2（g）
H2（g）
CH2CH2（g）
H2O（g）
能量/（kJ·
mol－1）
－394
52
－242
则该反应的ΔH＝________kJ·
（2）几种化学键的键能（kJ·
mol－1）如表所示：
CO
CC
H—C
H—O
键能/（kJ·
803
615
a
463
a＝________。
（1）ΔH＝E（生成物能量总和）－E（反应物能量总和）＝（52－242×
4－0＋394×
2）kJ·
mol－1＝－128kJ·
（2）ΔH＝E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）＝（803×
4＋436×
6－615－4a－463×
8）kJ·
mol－1，解得a＝409.25。
（1）－128
（2）409.25
题型二 反应热的大小比较
对不同的反应热（ΔH）进行大小比较，是高考考查的又一种形式。
对于可求得准确数值的反应热（ΔH），直接比较反应热（ΔH）即可得出大小关系，而对于无法求得准确数值的反应热：
①可通过放热反应和吸热反应来判定，吸热反应的反应热（ΔH>
0）一定大于放热反应的反应热（ΔH<
0）；
②可利用盖斯定律来判定，如由盖斯定律可得出ΔH1－ΔH2＝ΔH3，又因ΔH3>
0可求出ΔH1>
ΔH2；
③同一反应的反应物和生成物的状态不同，反应热也不同，比较时要考虑物质的状态变化时的吸热或放热情况，特别说明的是放热反应的反应热（ΔH）为负数，放热越多，ΔH的值反而越小，如H2（g）与O2（g）反应生成液态水（还可生成气态水）时放热较多，反应热（ΔH）小。
[重难点拨]
1．总体原则
（1）比较ΔH的大小时，必须把反应热的“＋”“－”与反应热的数值看作一个整体进行比较。
对放热反应，放热越多，ΔH越小；
对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。
（2）反应物的化学计量数不同，则ΔH不同。
（3）同一物质，状态不同，反应热也不同。
如A（g）
A（l）
A（s）。
2．比较类型
（1）直接比较法
①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
④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相应热化学方程式中的反应热数值。
例如：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197kJ·
mol－1，表示2molSO2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molSO3（g）时，放出的热量为197kJ，实际上向密闭容器中通入2molSO2（g）和1molO2（g），反应达到平衡后，放出的热量要小于197kJ。
（2）盖斯定律比较法
①同一反应，生成物状态不同时
如A（g）＋B（g）===C（g） ΔH1<
A（g）＋B（g）===C（l） ΔH2<
C（g）===C（l） ΔH3<
ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<
0，ΔH2<
0，ΔH3<
0，
所以ΔH2<
ΔH1。
②同一反应，反应物状态不同时
如S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1<
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2<
S（g）===S（s） ΔH3<
ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<
所以ΔH1<
ΔH2。
[典例] 室温下，将1mol的CuSO4·
5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；
CuSO4·
5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·
5H2O（s）
CuSO4（s）＋5H2O（l），热效应为ΔH3。
则下列判断正确的是（ ）
A．ΔH2>
ΔH3 B．ΔH1<
ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2>
[解析] 1molCuSO4·
5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>
0,1molCuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故ΔH2<
0,1molCuSO4·
5H2O（s）溶于水可以分为两个过程，先分解成1molCuSO4（s）和5mol水，然后1molCuSO4（s）再溶于水，CuSO4·
5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>
0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：
ΔH1<
ΔH3。
[答案] B
1．已知：
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1
CO2（g）＋C（s）===2CO（g） ΔH2
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH3
4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s） ΔH4
3CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）＋2Fe（s） ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A．ΔH1>
0B．ΔH2>
0，ΔH4>
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5
选C 物质的燃烧反应均为放热反应，则ΔH1、ΔH3、ΔH4均小于0，故A、B项错误；
将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，①＝②＋③，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；
根据盖斯定律，3×
③＝④＋2×
⑤，故3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，D项错误。
2．已知：
①2CH3OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH1
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH2
③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH3
④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH4
⑤CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g） ΔH5
B．ΔH3>
ΔH4
C．ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH5
D．2ΔH5＋ΔH1<
选D A项，甲醇燃烧是放热反应，ΔH1<
0，错误；
B项，H2O（g）===H2O（l），放出热量，反应③放出的热量多，ΔH3小，错误；
C项，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－2ΔH5，错误；
D项，根据盖斯定律可得2CO（g）＋4H2（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝2ΔH5＋ΔH1，相当于CO、H2的燃烧，均为放热反应，正确。
[课时检测]
1．1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3—NH—NH—CH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热ΔH为（ ）
A．－1000kJ·
mol－1B．－1500kJ
C．－2000kJ·
mol－1D．－2000kJ
选C 1.5g二甲基肼的物质的量是0.025mol，根据燃烧热的定义可知，1mol二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为
×
50kJ·
mol－1＝2000kJ·
mol－1，即二甲基肼的燃烧热ΔH＝－2000kJ·
①H2（g）＋
O2（g）===H2O（g）
ΔH1＝－241.8kJ·
②H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH2＝－285.8kJ·
气态分子中的化学键
断开1mol化学键所需的能量/kJ
—H
465
O===O
498
下列说法不正确的是（ ）
A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8kJ·
B．断开1molH—H键需要吸收439.2kJ的能量
C．相同条件下，1molH2O（g）比1molH2O（l）能量高
D．18gH2O（l）完全分解生成氢气和氧气，需要吸收285.8kJ的能量
选A 根据燃烧热的定义可知，反应②放出的热量为氢气的燃烧热，ΔH＝ΔH2＝－285.8kJ·
mol－1，A项错误；
ΔH1＝E（H—H）＋
498kJ·
mol－1－2×
465kJ·
mol－1＝－241.8kJ·
mol－1，则E（H—H）＝439.2kJ·
mol－1，B项正确；
气态水液化时放出热量，故相同条件下，1molH2O（g）比1molH2O（l）能量高，C项正确；
根据反应②可知，H2O（l）===H2（g）＋
O2（g） ΔH＝＋285.8kJ·
mol－1，D项正确。
3．根据Ca（OH）2/CaO体系的能量循环图：
下列说法正确的是（ ）
A．ΔH5＞0
B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
选D 水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH5<
0，故A错误；
氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆过程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；
由图可知，ΔH3>
0，ΔH4<
0，ΔH5<
0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；
根据盖斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。
4.意大利罗马大学的FulvioCacace等科学家获得了极具理论研究意义的N4分子（结构如图所示）。
已知断裂1molN—N键吸收167kJ热量，生成1molNN键放出942kJ热量。
根据以上信息和数据，由N2（g）生成1mol气态N4的ΔH为（ ）
A．＋882kJ·
mol－1 B．＋441kJ·
C．－882kJ·
mol－1D．－441kJ·
选A 由N2（g）生成气态N4的化学方程式为2N2（g）===N4（g），根据反应热与键能的关系可知，该反应的ΔH＝（2×
942kJ·
mol－1）－（6×
167kJ·
mol－1）＝＋882kJ·
5．在298K、101kPa时，已知：
①2H2O（g）===O2（g）＋2H2（g） ΔH1
②H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g） ΔH2
③2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g） ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系正确的是（ ）
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
选A 分析已知的三个热化学方程式，根据盖斯定律，由①＋②×
2可得，2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g），则有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
6．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>
ΔH2的是（ ）
A．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH1
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH2
B．S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2
C．2SO2（g）＋O2（g）===2SO3（g） ΔH1
2SO3（g）===O2（g）＋2SO2（g） ΔH2
D．已知反应：
C（s，金刚石）===C（s，石墨） ΔH<
C（s，金刚石）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1
C（s，石墨）＋O2（g）===CO2（g） ΔH2
选A A项：
，由于H2O（l）===2H2O（g） ΔH>
0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>
0，故ΔH1>
ΔH2，正确。
B项：
，由于S（s）===S（g） ΔH>
0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>
0，故ΔH2>
ΔH1，错误。
C项：
SO2氧化成SO3是放热反应，ΔH1<
0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>
D项：
，根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<
0，则ΔH1<
ΔH2，错误。
7．断裂1mol化学键所需的能量如下表，火箭燃料肼（H2N—NH2）的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是（ ）
N—N
===O
N≡N
N—H
键能（kJ）
154
500
942
A．N2（g）比O2（g）稳定
B．N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－534kJ·
C．图中的ΔH3＝＋2218kJ·
D．表中的a＝194
选D 由表中数据可知，NN键的键能大于
O键的键能，则N2（g）比O2（g）稳定，A正确；
由能量变化图示可知，反应N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）的ΔH1＝－534kJ·
mol－1，B正确；
根据盖斯定律，反应N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）的ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝（－2752kJ·
mol－1）＋ΔH3＝－534kJ·
mol－1，则ΔH3＝＋2218kJ·
mol－1，C正确；
N2H4（g）＋O2（g）===2N（g）＋4H（g）＋2O（g）的ΔH3＝＋2218kJ·
mol－1，根据反应热与键能的关系可得ΔH3＝（4akJ·
mol－1＋154kJ·
mol－1＋500kJ·
mol－1）＝＋2218kJ·
mol－1，解得a＝391，D错误。
8．已知有以下四个热化学反应方程式：
①C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）
ΔH＝－akJ·
②C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）
ΔH＝－bkJ·
③2C3H8（g）＋9O2（g）===4CO2（g）＋2CO（g）＋8H2O（l）
ΔH＝－ckJ·
④
C3H8（g）＋
O2（g）===
CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－dkJ·
其中a、b、c、d最大的是（ ）
A．aB．b
C．cD．d
选C 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中各物质的物质的量均为①中的一半，所以d＝
a，③与②相比，2molC3H8燃烧生成4molCO2和2molCO，相当于此反应中的2molC3H8有
molC3H8完全燃烧，
molC3H8不完全燃烧，故c大于b，所以c最大。
9．常温下，断裂1mol化学键所需要的能量用E表示。
结合表中信息判断，下列说法不正确的是（ ）
F—F
H—F
H—Cl
H—I
E/（kJ·
157
568
432
298
A．432kJ·
mol－1>
E（H—Br）>
298kJ·
B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2（g）―→2H（g） ΔH＝＋436kJ·
D．H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－25kJ·
选D 溴原子半径大于氯原子小于碘原子，半径越大键能越小，结合表中数据可知432kJ·
E（H—Br）>
mol－1，A项正确；
键能越
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