人教版高中化學選修一專項練習：反應熱的計算（四大題型）

專題1.2反應熱的計算

，題型梳理

【題型1利用蓋斯定律計算反應熱】

【題型2利用蓋斯定律書寫熱化學方程式】

【題型3利用蓋斯定律比較反應熱的關系】

【題型4根據鍵能計算反應熱】

，舉一反三

蓋斯定律

1.定義：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的，即化學反應的反應熱只與反應體

系的始態和終態有關，與反應途徑無關。

2.蓋斯定律的理解

熱化學方程式埔變之間的關系

aA——BAH)

十△4或AH尸a△凡

AqBAHj

a\—BAHj

△H=AH|+

3.應用蓋斯定律采用“加合法”計算AH的一般步驟

(1)確定待求反應的熱化學方程式。

⑵利用“同側相加、異側相減”的原則進行處理。

(3)根據未知方程式中各物質的化學計量數通過乘除來調整已知反應的化學計量數，并消去中間產物。

(4)確定反應熱的數值和符號。

【題型1利用蓋斯定律計算反應熟】

【例1】已知H2(g)+C12(g)=2HC“g)AH=-184,6kJ-moF,,則反應HCl(g尸gHz(g)+gcb(g)的AH為

A.+184.6kJmol1B.—92.3kJ-mol1C.—369.2kJmol1D.+92.3kJ-mol1

【答案】D

【詳解】根據蓋斯定律及熱化學方程式的書寫規則，反應HCl(g)=；H2(g)+gQ式g)的AH=-(-184.6

kJHior')xy-4-92.3kJinor1,故選D。

【變式1?1】已知：?Zn(s)+^O>(g)=ZnO(s)AH)=-351.1kJ-moF1,②Hg⑴+^C^gAHgO⑸AH2二

-90.7kJ-mol-1,則反應Zn(s)+HgO(s):ZnO(s)+Hg⑴的焰變是

A.-441.8kJ-mol-1B.-254.6kJ-moF1

C.-438.9kJ-mol-1D.-260.4kJ-mol-1

【答案】D

【詳解】根據蓋斯定律，由①一②可得Zn(s)+HgO(s尸ZnO⑸+Hg⑴，則△H=(-351.1kJ-mo「)一(-90.7

kJmoL尸一260.4kJ-mol1；

故選D。

【變式1?2】已知腓(N2H。是一種用于火箭或燃料電池的原料，已知

①2H2。⑴+02倍)=2出。2(1)AHi=+108.3kJ/mol

②N2H4(l)+O2(g)=N2［g)+2H2O(l)△H2=-534.0kJ/molo

則有反應：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)AH3,貝i"%是

A.+425.7kJmo「B.-425.7kJmo「

C.+642.3kJmol1D.-642.3kJmol?

【答案】D

【詳解】根據蓋斯定律②一①，整理可得N2H4(1)+2比。2。尸N2(g)+4H2O⑴AH3=-642.3kJ/mol；

故選Do

【變式1?3］根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N?在催化劑(摻有少量Fe2O3

-1

的TiO2)表面與水發生下列反應。已知：N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)AH=-92.4kJ-mol,2H2(g)+

1

O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJmor,則2N2(g)+6H?O⑴=^4NH3(g)+3O2(g)AH=。

【答案】1530kJ-mol-1

【詳解】由蓋斯定律前式x2—后式x3即得。則2N2(g)4-6H2O(l)i=MNH3(g)4-3O2(g)AH=2x(-92.4kJ-moF

?)-3x(-571.6kJmo「)=1530kJ-moF1;

【變式1-4】

--

(1)已知下列反應：SO2(g)+2OH(aq)=SO?(aq)+H2O(l)AHi,CKT(aq)+SO；(aq)=SO：［aq)+C「

(aq)AH2,CaSO?s尸Ca2+(叫)+SO；(aq)AHa,則反應SO2(g)+Ca2+(aq)+ClCT(aq)+2OH-

(aq尸CaSCU(s)+H2O⑴+C「(aq)的AH=。

⑵①2OMg)+N2(g尸N2O4。)AHi，②N2(g)+2H2(g)=N2H4⑴AH2,③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)AH3,④

2N2H4(1)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)AH4=-1048.9kJmo「

上述反應熱效應之間的關系式為AH4=o

(3)碘可用作心臟起搏器電源——鋰碘電池的材料。該電池反應為：2Li(s)+h(s)=2LiI(s)AH,已知：

4Li(s)+Ch(g)=2Li2O⑸AH”4LiI(s)+O2(g)=2L(s)+2Li2O⑸AH?,則電池反應的AH=。

All_All

1

【答案】(1)AHI+AH2—AE(2)2AH3-2AH2-AHI(3)-~

【詳解】(1)將題中的3個反應依次標記為①、②、③，根據蓋斯定律，①+②一③即得所求的反應，

AH=AH1+AH2-AH3；

(2)對照目標熱化學方程式中的反應物和生成物在已知熱化學方程式中的位置和化學計量數，利用蓋斯

定律，將熱化學方程式③x2,減去熱化學方程式②x2,再減去熱化學方程式①，即可得出熱化學方程式

④，故AH4=2AH3—2AH2-AHio

(3)給己知兩個熱化學方程式依次編號為①、②，觀察可知得鋰一W電池反應的熱化學方程式，根

據蓋斯定律可知，AH=±A百H_A空LI。

【題型2利用蓋斯定律書寫熱化學方程式】

【例2】飲用水中的NO：主要來自于NH；。已知在微生物的作用下，NH：經過兩步反應被氧化成NO；。

兩步反應的能量變化示意圖如下：

(第一步反應)(第二步反應)

1molNH：全部被氧化成NO；的熱化學方程式為

1

[答案】NH：(aq)+2O2(g)=NO；[aq)+2H(aq)4-H2O(l)AH=-346kJ-moF

【詳解】首先寫出NH；(aq)+2O2(g)=NO；(aq)+2H'(aq)+2H2O(l),然后依據圖像寫出①NH；(aq)+5

+1

O2(g)=NO；(aq)+2H(aq)4-H2O(1)AHi=-273kJ-moF②NO￡(aq)+；Ch(g戶NO；(aq)AHi=-73

kJmor1,①+②即得1molNH：全部被氧化成NO；的熱化學方程式：NH；(aq)+2O2(g)=NO；(aq)+2H

(aq)4-H2O(l)AH=-346kJmoJ

【變式2?1】大氣中的二氧化碳主要來自煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25c時，相關物質的燃

燒熱數據如下表：

物質H2（g）C(石墨，s)C6H6⑴

燃燒熱AH/（kJmor'）-285.8一393.5-3267.5

則25C時HMg）和C（石墨，s）生成C6H6。）的熱化學方程式為o

【答案】3H2（g）+6C（石墨，s）;C6H6（1）AH=+49.1kJ-mol-1

【詳解】由題給燃燒熱數據可得，①H2（g）+gO2（g）=H2O。）AHi=-285.8kJmol②C（石墨，s）+

11

O2（g）=CO2（g）AH2=-393.5kJmor,③C6H6⑴+￡o2（g）=6CO2（g）+3H2。。）AH3=-3267.5kJmor,

根據蓋斯定律，目標方程式可由3x①+6x②一③得到，其AH=（—285.8kJ-mol'）x3+（-393.5kJmol'）x6

一（—3267.5kJ-moL）=+49.1kJ-moF1,故H?（g）與C（石墨，s）生成C6H6⑴的熱化學方程式為3H?（g）+

6c（石墨，s）=C6H6⑴AH=+49.1kJmoF'o

【變式2?2】(1)火箭發射時可以用肺(N/」液態)作燃料,NO?作氧化劑，二者反應生成M和水蒸

(2)氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。也可用CO在高溫下與水蒸氣反應制得，是目前大規模制取

氫氣的方法之一

已知：在25℃、lOlkPa下,

①H1O(g)=H2(g)+；O2(g)AH(=+241.8kJ/mol

@C(s)+1o2(g)=CO(g)AH,=-l10.5kJ/mol

③C(s)+OJg)=CO2(g)AH3=-393.5kJ/mol

則25°C、lOlkPa下，CO與水蒸氣反應轉化為H?和CO］的熱化學方程式為。

【答案】⑴2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)AH=-1134.4kJ/mol

⑵CO(g)+H2O(g)=CO,(g)+H2(g)AH=-41.2kJ/mol

-1

【詳解】(1)根據圖示信息,可得①Nz(g)+202(g)=2NO2(g)AHi=+66.4kJmol

1

②N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH2=-534kJmoF；

N2H4(1)與NO2(g)反應的方程式為2N2H4(I)+2NO2(g)=3N2(g)+4H9(g),根據藁斯定律：②

1

x2一①計算反應2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)的熠變AH=(-534kJmoF)x2~

(+66.4kJmol')=—1134.4kJ/mol；

(2)CO與水蒸氣反應轉化為H?和CO?的反應為：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g);

①Hq(g)=H2(g)+gc)2(g)AH.=+241.8kJ/mol

@C(s)+1o2(g)=CO(g)AH2=-110.5kJ/mol

③C(s)+02(g)=CO2(g)AH3=-393.5kJ/mol

根據蓋斯定律該反應=①一②+③，可得co與水蒸氣反應轉化為H?和co?的熱化學方程式為

CO(g)+H2o(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-41.2kJ/molo

【變式2?3】甲醇質子交換膜燃料電池中將甲靜蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是：①CH30H(g)+

1

H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)AH=+49.0kJ-moF,②CH30H(g)+gc)2(g)=CO2(g)+2H2(g)AH=-192.9

kJ-inoF',又知③H2O(g)=H2O⑴AH=-44kJmoF1,則甲醇燃燒生成液態水的熱化學方程式。

1

【答案】CH3OH(g)4-|02(g)=C02(g)+2H20(l)AH=-764.7kJ-mol

3

【詳解】根據蓋斯定律，由3乂②一①乂2+③乂2得：CH3OH(g)4--O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=3^(-192.9

kJ-mol')—2x49.0kJ-mol,+(—44kJ-mol!)x2=—764kJ-mol-1；

【變式2?4】書寫下列熱化學方程式。

(1)下圖是ImolNO?和ImolCO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO?和CO反應的熱

化學方程式：o

H2(g)+102(g)=H2O(g)AH=-285.8kJ-mo「

,

CO(g)+^O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-mor

則固態碳與水蒸氣反應生成一氧億碳和氫氣的熱化學方程式是o

【答案】(l)NO2(g)+CO(g尸C02(g)+N0(g)AH=-234kj/mol

(2)C(s)IILO(g)=Il2(g)ICO(g)△H=+13L5kJ-mol-'

【詳解】(I)根據圖像可知ImolNCh和ImolCO反應生成CCh和NO的焰變AH=(E|-

E2)kJ/mol=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,故熱化學方程式為:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)AH=

-234kJ/moL

(2)已知:?C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=-437.3kJ-moF1

-

@H2(g)+^O2(g)=H2O(g)AH=-285.8kJ-mol'

1

@CO(g)+102(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-moF

根據蓋斯定律可知①一②一③即得到碳單質與水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣的熱化學方程式為C(s)+

H2O(g)=H2(g)+CO(g)AH=+131.5kJmo「1。

【題型3利用蓋斯定律比較反應熱的關系】

【例3】依據下列含硫物質轉化的熱化學方程式，得出的相關結論正確的是

①S(g)+O2(g)=SO2(g)AHi

②S(s)+02(g)。SO2(g)AH2

③2H2s(g)+Ch(g)。2S(s)+H2O(1)AHa

④2H2s(g)+3Ch(g)^2SO2(g)+H2O(1)AH4

⑤2H2s(g)+SCh(g)=3S(s)+2+0(1)

A.C.AH4=AH+AH

AHI>AH2B.AH3SH423D.2AHS=3AH3-AH4

【答案】D

【詳解】A.氣態S的能量比固體S的大，所以氣態S燃燒時放出的熱量多，放熱反應的為負數，絕

對值大的△”反而小，故A錯誤；

B.反應③是H2s的不完全燃燒，反應④是H2s的完全燃燒，完全燃燒放出的熱量多，放熱反應的△〃為

負數，絕對值大的△〃反而小，所以故B錯誤；

C.根據蓋斯定律，②x2+③得2H2S?+3O2(g)=2SOMg)+H2O(l)△乩=2A“2+A〃3,故C錯誤；

D.根據蓋斯定律[③X3—④]x；得SO?(g)+2H2s(g)=3S(s)+2Hq⑴AH5=l(3AHrAH4),即

2A“5=3A”3—故D正確；

故選：Do

【變式3?1】黑火藥是中國古代的四大發明之一，其爆炸的熱化學方程式為：

S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2s(s)+N2(g)+3CO2(g)AH=xkJ-mol-1

已知：@C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=akJmol1

②K2s(s尸S(s)+2K(s)AH=bkJmor1

@2K(s)+N：(g)+3O2(g)=2KNO3(s)AH=ckJmor1

下列說法不正確的是

A.x<0a<0

B.b>0c<0

C.x=3a—b—c

D.1molC(s)在空氣中不完全燃燒生成CO的婚變小于akJ-moF1

【答案】D

【詳解】A.黑火藥的爆炸、碳佗燃燒都屬于放熱反應，因此x<0,a<0,A正確；

B.反應②為分解反應，反應吸熱，b>0,反應③為化合反應，多數化合反應放熱，c<0,B正確；

C.根據蓋斯定律將方程式3x①一②一③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s戶K2s(s)+N2(g)+3CCh(g)的AH=(3a-b

—cJkJ-mol1,所以x=3a—b—c,C正確；

D.1molC(s)在空氣中不完全燃燒生成CO放出的熱量小于生成CO?時放出的熱量，所以給變大于a

kJmol1,D錯誤：

答案選D。

【變式3-2】已知①H?(g)+；Ch(g尸HzCXg)AHi=akJmol1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）AH2=bkJmoL

③H2(g)+；Ch(g尸H2O⑴AHJ=CkJmol1

1

@2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)AH4=dkJmol

下列關系式正確的是

A.a<c<0B.b>d>0C.2a=b<0D.2c=d>0

【答案】C

【詳解】氫氣燃燒是放熱反應，AH<0；生成液態水比生成氣態水時放出的熱量多，AH更小，即

c<a<O,O>b>d；②中各物質的物質的量是①中的2倍，則AH2=2〉HI,即b=2a；

綜上所述，A、B、D錯誤，答案先C。

【變式3?3］依據圖示關系，下列說法不正確的是

A.A//5>A//4

B.Imol石墨、ImolCO分別完全燃燒，石墨放出熱量多

C.石墨比金剛石穩定

D.C(石墨，s)+CO/g)=28(g)的

【答案】D

【詳解】根據蓋斯定律：I△%一則故正確；

A.△H5=Z\H+4H>,A

B.由圖可知Imol石墨完全燃燒放熱393.5U熱量，ImolCO完全燃燒放熱283.0kJ熱量，石墨燃燒放熱

多，故B正確；

C.由圖可知石墨到金剛石吸熱，說明石墨能量低穩定，故C正確；

①(石墨，；(O根據蓋斯定律①一②得(石墨，S

D.Cs)+O2g)=CO(g)AH5,@CO(g)+1o2=CO2(g)AH2C)

+CO2(g)=2CO(g)AH=AH5-AH2,故D錯誤；

答案選D。

【變式3?4】關于下列八”的判斷不手確的是。

①C（s,石墨）M）2（g）=82（g）組

②C(s,金剛石)+。21)=82?AH2

③2c(s,石墨)+C>2(g)=28(g)AH.

?2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH4

⑤CO/g)+C(s,石墨)=2CO(g)AH,

A.AH,<0,AH.,<0B.

2

C.若石墨比金剛石更加穩定，則AHiVAH?D.若反應⑤為吸熱反應，則AH-AHi

【答案】C

【詳解】A.①為石墨燃燒，放熱反應，故△、<(),④為?氧化碳燃燒，放熱反應，AH*。，A正確：

.All.All

B.由蓋斯定律，①=5(③+④)，故△、=-々一B止確；

C.由能量越低越穩定，若石墨比金剛石更加穩定，得石墨具有得能量比金剛石低，即AHi-AH?〉。，則

△H,>AH2,C錯誤；

D.由蓋斯定律得，⑤二③一①，則△%=△%—AHI>0,得D正確；

故選C。

【題型4根據鍵能計算反應熱】

【例4】NF3是一種溫室氣體，其存儲能量的能力是C02的12000?20000倍，在大氣中的壽命可長達740

年，如表所示是幾種化學鍵的鍵能，下列說法中正確的是

化學鍵N三NF-FN-F

鍵能/kJmolr946154.8283.0

A.過程N2(g)-2N(g)放出能量

B.過程N(g)+3F(g)-NFKg)放出能量

C.反應N2(g)+3F2(g尸2NFa(g)為吸熱反應

D.NF3吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與生成，仍可能發生化學反應

【答案】B

【詳解】A.過程N2(g)-2N(g)為化學鍵斷裂的過程，是吸收能量的過程，故A錯誤;

B.過程N(g)+3F(g)-NF3(g)為形成化學鍵的過程，是放出能量的過程，故B正確；

C.由反應熱與反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差值相等可得：△〃=946kJ-mol」+3X154.8kJ-mol

-'—6x283.0kJ-mor>=—287.6kJ-mor1,則該反應為放熱反應，故C錯誤：

D.化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，則NF3吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與生成，說明

沒有化學反應的發生，故D錯誤；

故選B。

【變式根據能量變化示意圖，下列說法正確的是

4molH(g)+2mol0(g)

1368kJ

1852kJ

2molH2(g)+lmolO2(g)

2molH2O(g)

反應過涼

A.反應2H2(g)+C)2(g)=2Hq(g),反應物的總能量小于生成物的總能量

B.可推測,斷開ImolO-H鍵共放出463kJ能量

C.ImolH?O(g)分解生成H2(g)和O2(g)吸收484kJ能量

D.珥伍)和O2(g)生成2moi也0⑴放出的能量大于484kJ

【答案】D

【詳解】A.由圖知，該反應正反應為放熱反應，所以反應物的總能量高于生成物的總能量，A錯誤；

B.斷鍵時應該為吸收能量，B錯誤：

C.由圖知，生成2moi水時放出的熱量為1852EJ,所以ImolHQ(g)分解生成H?(g)和5(g)吸收能量為

926kJ,C錯誤；

D.由凡0修)H2O(1),AH<0,耳⑷和O2(g)生成2moi凡0(1)放出的能量大于484kJ,故D正確;

故選D。

【變式4-2］一定條件下，凡和C1?反應生成HC1的能量變化如圖所示。下列說法正確的是

A.斷裂