重点推荐人教版高中化学选修四第一章化学反应原理典例剖析与课时练习第三讲化学反应热的计算.docx

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重点推荐人教版高中化学选修四第一章化学反应原理典例剖析与课时练习第三讲化学反应热的计算

高中化学学习材料

（精心收集**整理制作）

第一章化学反应与能量

第三讲化学反应热的计算

复习目标：

1、理解、掌握盖斯定律，并学会应用盖斯定律进行化学反应热的计算；

2、进一步巩固对化学反应本质的理解。

复习重点、难点：

利用盖斯定律进行化学反应热的计算

知识梳理

一、盖斯定律

不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的＿＿态和＿＿态有关，而与反应的＿＿无关。

这就是盖斯定律。

二、对盖斯定律的理解与分析

思考：

ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系？

（ΔH=ΔH1+ΔH2）。

例如：

可以通过两种途径来完成。

如上图表：

已知：

H2（g）+

O2（g）=H2O（g）；△H1=－241.8kJ/mol

H2O（g）=H2O（l）；△H2=－44.0kJ/mol

根据盖斯定律，则

△H=△H1＋△H2=－241.8kJ/mol+（－44.0kJ/mol）=－285.8kJ/mol

其数值与用量热计测得的数据相同。

五、应用盖斯定律计算反应热

例1、化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体。

这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有以下两个主要反应：

　　①CH4（g）＋

O2（g）＝CO（g）＋2H2（g）；△H1＝－36kJ/mol

　　②CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）；△H2＝＋216kJ/mol

　　由反应①、②推出总反应热为零的总反应方程式③，并求进料气中空气（O2的体积分数为21%）与水蒸气的体积比。

　　解析：

根据盖斯定律：

m1·△H1＋m2·△H2＝△H3＝0，所以

　　总反应热为零的反应方程式为6×①＋②

　　③7CH4（g）＋3O2（g）＋H2O（g）＝7CO（g）＋15H2（g）；△H＝0

　　从方程式知：

进料气中V（O2）：

V[H2O（g）]＝3：

1，

变式练习1、2005广东22·4由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：

：

TiO2

TiCl4

Ti

已知：

①Cs＋O2g＝CO2g；H＝3935kJ·mol1

②2COg＋O2g＝2CO2g；H＝566kJ·mol1

③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g；H＝+141kJ·mol1

则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝。

答案：

80kJ·mol1

例2、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH，根据盖斯定律求ΔH4

CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）；ΔH1=-890.3kJ·mol-1

（1）

C（石墨）+O2（g）＝CO2（g）；ΔH2=-393·5kJ·mol-1

（2）

；ΔH3=-285.8kJ·mol-1（3）

C（石墨）+2H2（g）＝CH4（g）；ΔH4（4）

解析：

利用盖斯定律时，可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以此来算得所求反应的热效应。

也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物：

因为反应式

（1），

（2），（3）和（4）之间有以下关系：

（2）+（3）×2-

（1）=（4）

所以ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5kJ·mol-1+2（-285.8）kJ·mol-1-（-890.3）kJ·mol-1

=-74.8kJ·mol-1

　　例3、已知下列热化学方程式：

（1）

；△H＝－25KJ/mol

（2）

；△H＝－47KJ/mol

（3）

；△H＝＋19KJ/mol

　　写出FeO（S）被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式______________。

　解析：

依据盖斯定律：

化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热量是相同的。

我们可从题目中所给的有关方程式分析：

从方程式（3）与方程式

（1）可看出有我们需要的有关物质。

但方程式（3）必须通过方程式

（2）有关物质才能和方程式

（1）结合在一起。

将方程式（3）×2＋方程式

（2）；可表示为（3）×2＋

（2）：

　得：

；

　　△H＝＋19KJ/mol×2＋（－47KJ/mol）

　　整理得（4）：

；△H＝－9KJ/mol

　　将

（1）－（4）得

　　△H＝－25KJ/mol－（－9KJ/mol）

　　整理得：

；△H＝－16KJ/mol

　　例4、硝化甘油（C3H5N3O9）分解时产物为N2、CO2、O2和H2O，它的分解反应方程式是：

_____________________；已知20℃时，2.27g硝化甘油分解放出热量15.4kJ，则每生成1mol气体伴随放出的热量为________kJ。

解析：

本题已给出了硝化甘油的分子式和分解产物，反应方程式配平得：

4C3H5N3O9=6N2+12CO2+O2+10H2O

　　2.27g硝化甘油的物质的量为：

　　硝化甘油分解反应的反应热：

△H＝－1540KJ/mol

　　4mol硝化甘油分解产生20℃时的气体19mol（在给定条件下，水是液态）。

每生成1mol气体（在给定条件下，水是液态）伴随放出的热量为：

例5、（2004年全国高考理综试题•云南等八省区卷）已知

⑴H2（g）+

O2（g）==H2O（g）；△H1＝aKJ•mol-1

⑵2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）；△H2＝bKJ•mol-1

⑶H2（g）+

O2（g）==H2O（l）；△H3＝cKJ•mol-1

⑷2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）；△H4＝dKJ•mol-1

下列关系式中正确的是（）

A．a＜c＜0B．b＞d＞0C．2a＝b＜0D．2c＝d＞0

解析：

⑴、⑵式反应物、生成物的状态均相同，⑴×2=⑵，即2△H1＝△H2，2a＝b，又H2的燃烧反应为放热反应，故2a＝b＜0，C项符合题意。

同理，⑶×2=⑷，有2c＝d＜0，D项错误。

对于A项，据盖斯定律可设计如下反应过程：

，

由于气态水转变为液态水要放热，有△H=-a+c＜0，c＜a＜0，A项错误。

对于B项，可设计如下反应过程：

，

同理，△H=-b+d＜0，d＜b＜0，B项错误。

知能训练

一、选择题

1．燃烧lg乙炔（C2H2）生成二氧化碳和液态水，放出热量50kJ，则这一反应的热化学反应方程式为

A．2C2H2（g）+5O2（g）4CO2（g）+2H2O（l）；△H=+50kJ·mol－1

B．C2H2（g）+5/202（g）2CO2（g）+H2O（l）；△H=－1300kJ

C．2C2H2+5O24CO2+2H2O；△H=－2600kJ

D．2C2H2（g）+5O2（g）4CO2（g）+2H2O（l）；△H=－2600kJ·mol－1

2．化学反应过程中发生物质变化时，常常伴有能量的变化。

这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫反应热。

由于反应的情况不同，反应热可以分为多种，如燃烧热和中和热等等。

下列△H表示燃烧热的是

A．2H2（g）+O2（g）===2H2O（l）；△H1B．C（s）+1/2O2（g）===CO（g）；△H2

C．4NH3（g）+5O2（g）===4NO（g）+6H2O（l）；△H3D．C（s）+O2（g）===CO2（g）；△H4

3．已知H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；△H=－184．6kJ·mol－1，则反应

的△H为

A．+184．6kJ·mol－1B．－92．3kJ·mol－1C．－369．2kJ·mol－1D．+92．3kJ·mol－1

4．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

C（石墨）+O2（g）=CO2（g）ΔH=－393．51kJ·mol－1

C（金刚石）+O2（g）===CO2（g）ΔH=－395．41kJ·mo－1

据此判断，下列说法中正确的是

A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低

B．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高

C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低

D．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高

5．根据热化学方程式：

S（s）+O2（g）=SO2（g）；△H=-297.23kJ·mol－1,分析下列说法中正确的是

A.S（g）+O2（g）=SO2（g）；|△H|>297.23kJ·mol－1

B.S（g）+O2（g）=SO2（g）；|△H|<297.23kJ·mol－1

C.1molSO2（g）所具有的能量大于1molS（s）与1molO2（g）所具有的能量之和

D.1molSO2（g）所具有的能量小于于1molS（s）与1molO2（g）所具有的能量之和

6．已知：

CH4（g）+2O2（g）=2H2O（l）+CO2（g）；△H=－890．3kJ·mol－1

2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）；△H=+517．6kJ·mol－1

1g氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约是

A．1：

3．4　　　　　B．1：

1．7　　　　　C．2．3：

1　　　　　　D．4．6：

1

7．已知

（l）

＝H2O（g）△H1＝akJ·

（2）

＝2H2O（g）△H2＝bkJ·

（3）

＝H2O（l）△H3＝ckJ·

（4）

＝2H2O（l）△H4＝dkJ·

下列关系式中正确的是

A．a＜c＜0B．b＞d＞0C．2a＝b＜0D．2c＝d＞0

8．已知葡萄糖的燃烧热是2840kJ·mol－1，当它氧化生成1g水时放出的热量是

A．26．0kJB．51．9kJC．155．8kJD．467．3kJ

9．已知①2C（s）+O2（g）＝2CO（g）；△H＝－221．0KJ·mol－1②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H＝－483．6KJ·mol－1，则制备半水煤气的反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）；△H为

A．+262．6KJ·mol－1B．－131．3KJ·mol－1

C．－352．3KJ·mol－1D．+131．3KJ·mol－1

10已知氟化氢气体中有平衡关系：

2H3F3

3H2F2；△H1=aKJ·mol—1；H2F2

2HF；△H2=bKJ·mol—1

已知a、b均大于0；则可推测反应：

H3F3

3HF的△H3为

A.（a+b）KJ·mol—1B.（a—b）KJ·mol—1

C.（a+3b）KJ·mol—1D.（0.5a+1.5b）KJ·mol—1

11.根据下列热化学方程式分析，C（S）的燃烧热△H等于

C（S）+H2O（l）===CO（g）+H2（g）；△H1==175.3KJ·mol—1

2CO（g）+O2（g）==2CO2（g）；△H2==—566.0KJ·mol—1

2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）；△H3==—571.6KJ·mol—1

A.△H1+△H2—△H3B.2△H1+△H2+△H3

C.△H1+△H2/2+△H3D.△H1+△H2/2+△H3/2

12．某工业生产中发生反应：

2A（g）+B（g）2M（g），△H<0。

下列有关该工业生产的说法正确的是

A.工业上在合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成

B.物质B价廉易得，因此工业上一般采用加入过量的B，以提高A的转化率

C.工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高

D.工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高M的日产量

13、2003年10月15日，我国成功地发射了第一个载人航天飞船——“神舟”五号，从此向全世界宣告我国进入航天大国和航天强国。

此次发射用肼（N2H4）作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成氮气和水蒸气。

已知：

N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）；△H=+67.7kJ·mol－1，N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=－534kJ·mol－1。

下列关于肼和二氧化氮反应的热化学方程式中，正确的是

A.2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（l）；△H=－1135.7kJ·mol－1

B.2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（l）；△H=+1135.7kJ·mol－1

C.N2H4（g）+NO2（g）=3/2N2（g）+2H2O（l）；△H=－1135.7kJ·mol－1

D.2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=－1135.7kJ·mol－1

14．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为：

H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）；△H＝－57.3kJ·mol－1。

分别向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入：

①稀醋酸、②浓H2SO4、③稀硝酸，恰好完全反应时的反应热分别为△H1、△H2、△H3，它们的关系正确的是

A．△H1>△H2>△H3B．△H2<△H3<△H1

C．△H1=△H2=△H3D．△H1>△H3>△H2

15．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。

共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键（或其逆过程）时释放（或吸收）的能量。

已知H—H键的键能为436kJ/mol，Cl—Cl键的键能为243kJ/mol，H—Cl键的键能为431kJ/mol，则H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的反应热（ΔH）等于

A.－183kJ·mol—1B.+183kJ·mol—1C.－862kJ·mol—1D.+862kJ·mol—1

16.在下列两图中，V表示反应速率，C%表示某反应物在平衡体系中的体积分数，P表示压强，t表示反应时间，图（I）为温度一定时，压强与反应速率的关系曲线；图（Ⅱ）为压强一定时，在不同时间的C%与温度的关系曲线。

在下列反应中，同时符合以上两个图象的是20.A

A.4NH3（气）+5O2（气）

4NO（气）+6H2O（气）△H=-808.7kJ·mol—1

B.N2O3（气）

NO2（气）+NO（气）△H=+41.8kJ·mol—1

C.3NO2（气）+H2O（液）

2HNO3（液）+NO（气）△H=-261.3kJ·mol—1

D.CO2（气）+C（固）

2CO（气）△H=+171.4kJ·mol—1

图（I）

图（Ⅱ）

17．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：

A（g）+3B（g）

2C（g）；△H<0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：

下列判断一定错误的是

A．图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高

B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高

C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高

D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高

二、填空题

18．已知丙醛的燃烧热为

，试写出丙醛燃烧的热化学方程式。

19．0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在O6中燃烧，生成固态的B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为_____________________。

又已知：

H2O（l）=H2O（g）；△H=+44kJ·mol—1，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________________kJ。

20．1g丙烷和1g丁烷完全燃烧，放出的热量都是50kJ，设若某石油液化气由丙烷和丁烷组成。

其质量分数分别为80%和20%。

（1）它们燃烧的热化学方程式分别为：

______________________，____________________。

（2）有一质量为0.80kg，容积为4.0L的铝壶，将一壶20℃的水烧开需消耗石油液化气多少kg？

[假设热量利用率为60%，水的比热为+4.2kJ/（kg·℃），铝的比热为0.88kJ/（kg·℃）]

21．已知下列两个热化学方程式；

H2（g）+

O2（g）====H2O（l）；△H=－285.8kJ·mol－1

C3H8（g）+5O2（g）====3CO2（g）+4H2O（l）；△H=－2220.0kJ·mol－1

（1）实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热5297.4kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是。

（2）已知：

H2O（l）=H2O（g）；△H=+44.0kJ·mol－1

试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式。

22、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图12-9所示：

a、b两个极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。

（1）a是__________极；b是____________极。

电极反应式分别为_____________________、_________________________________；

（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。

已知这种电池发1度电时能生成350g水。

试计算能量的利用率；

已知：

2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）；△H3==—572KJ·mol—1

（3）这种电池的输出电压为1.2V。

要使标有1.2V、1.5W的小灯泡连续发光1h，则消耗标准状况下的H2多少升？

参考答案及解析：

1、1molC2H2生成CO2（g）及H2O（l），放出热量26g×50kJ/g=1300kJ，2nol放热2600kJ，因放热△H<0，单位kJ·mol－1，所以选D。

2、燃烧热是指在101KPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。

选D。

3、由题给条件得：

2HCl（g）=H2（g）+Cl2（g）；△H=+184．6kJ·mol－1，选D

4、CO2（g）==C（金刚石）+O2（g）ΔH=+395．41kJ·mo－1

+）C（石墨）+O2（g）=CO2（g）ΔH=－393．51kJ·mol－1

C（石墨）==C（金刚石）ΔH=+1．91kJ·mo－1

因ΔH〉0，所以为吸热反应，选A。

5、因S（s）+O2（g）=SO2（g）；△H=-297.23kJ·mol－1

S（g）=S（s）；△H<0

所以，S（g）+O2（g）=SO2（g）；|△H|>297.23kJ·mol－1，选AD。

6、由2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）；△H=+517．6kJ·mol－1得：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=－517．6kJ·mol－1

1g氢气燃烧放出的热量517．6／4kJ，而1g甲烷燃烧放出热量890．3／16kJ，选C。

7、由

＝H2O（g）△H1＝akJ·

+）H2O（g）=H2O（l）△H=e（<0）

＝H2O（l）△H3=（a+e）kJ·

所以△H3较△H1更负，即0>a>c；同理0>d>b，由

（1）与

（2）或（3）与（4）倍数关系得2a＝b＜0、2c＝d<0，选C。

8、葡萄糖氧化生成1g水时放出的热量：

=26．0kJ，选A。

9、2C（s）+O2（g）＝2CO（g）；△H＝－221．0KJ·mol－1

+）2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）；△H＝+483．6KJ·mol－1

2C（s）+2H2O（g）=2CO（g）+2H2（g）；△H=+262．6KJ·mol－1

所以C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）；△H=+131．3KJ·mol－1，选D。

10、2H3F3

3H2F2；△H1=aKJ·mol—1

+）3H2F2

6HF；△H2=3bKJ·mol—1

2H3F3

6HF的△H3为=（a+3b）KJ·mol—1

H3F3

HF的△H3为=（0.5a+1.5b）KJ·mol—1，选D。

11、2C（S）+2H2O（l）===2CO（g）+2H2（g）；2△H1==2×175.3KJ·mol—1

2CO（g）+O2（g）==2CO2（g）；△H2==—566.0KJ·mol—1

+）2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）；△H3==—571.6KJ·mol—1

2C（S）+2O2（g）=2CO2（g）；△H=2△H1+△H2+△H3

对于C（S）+O2（g）=CO2（g）选D。

12、题目所给反应为正向体积减小的放热反应。

高压有利于M的生成，但压强高，生产设备耐压要求就越严格，是否采用高压要看具体情况；升高温度使该反应平衡逆向移动，反应物的转化率降低。

所以正确的为BD。

13、2NO2（g）=N2（g）+2O2（g）；△H=－67.7kJ·mol－1，

+）2N2H4（g）+2O2（g）=2N2（g）+4H2O（g）；△H=－534×2kJ·mol－1。

2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（l）；△H=－1135.7kJ·mol－1

选D。

14、稀醋酸电离需吸收能量，浓H2SO4溶于水放热，三种酸放热数值大小为浓H2SO4〉稀硝酸〉稀醋酸，比较△H需将负号考虑在内，所以选B。

15、H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的反应热ΔH=（243kJ/mol+436kJ/mol）－2×431kJ/mol=－183kJ·mol—1，选A。

16、由图（I）知压强增大，平衡逆向移动，逆向为体积减小的方向，正向为体积增大的方向；图（Ⅱ）知升温反应物在平衡体系中的体积分数增大，逆向为吸热方向，则正向为放热方向。

选A。

17、催化剂使用并不能改变反应物在平衡时的浓度，即不能时平衡移动，因此A错；图Ⅱ中若甲的压强较高，对于题中反应平衡正向移动，B转化率应增大，所以B也错，选AB。

18、CH3CH2O（l）+4O2（g）→3CO2（g）+3H2O（l）；

19、0.3molB2H6在O2中燃烧，生成固态的B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，则1mol放出热为2165kJ，所以热化学方程式：

B2H6（g）+3O2（g）B2O3（s）+3H2O（l）；△H=－2165kJ/mol；

由B2H6（g）+3O2（g）B2O3（s）+3H2O（l）；△H=－2165kJ/m