专题02 反应热的计算与比较（知识串讲+专题过关）-2022-2023学年高二化学上学期期中期末考点大串讲（人教版2019选择性必修1）

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专题02 反应热的计算与比较
【知识梳理】
【归纳总结】
一．盖斯定律
1．盖斯定律的内容
对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，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．盖斯定律的意义
应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热：
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
3．应用
转化关系
反应热间的关系
aAB、AB
ΔH1＝aΔH2
AB
ΔH1＝－ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2
二．反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH
　a　　　b　　　　c　　　d　　|ΔH|
n(A)　　n(B)　　n(C)　n(D)　　Q
则＝＝＝＝
2．根据反应物、生成物的键能计算
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
3．根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4．根据盖斯定律计算
(1)“虚拟路径”法
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径
①由A直接变成D，反应热为ΔH；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示：

则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(2)加合法
加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。

三．反应热(ΔH)的比较
1．ΔH大小比较时注意事项
ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。
(1)吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”，
所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。
(2)放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。
2．常见的几种ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍
例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。
(2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同
在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。
如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1

(3)晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同
如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1


(4)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。
②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。
(5)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。



【专题过关】
1．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
【详解】混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SO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。
2．（2021·苏州外国语学校高二月考）在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H2>△H1的是
A．2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H1；2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H2
B．S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1； S(s) +O2(g)=SO2(g) △H2
C．C(s)+O2(g)=CO(g) △H1；C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2
D．H2(g)+Cl2(g) =2HC1(g) △H1；2H2(g)+2Cl2(g) =4HC1(g)，△H2
【答案】B
【详解】A．后者氢气燃烧生成液态水放出的热量多，但放热越多，则△H2<△H1，故A不符合题意；
B．气态硫的能量要高于固态硫的能量，因此前者放出的能量多，则△H2>△H1，故B符合题意；
C．前者是不完全燃烧，放热少，后者是完全燃烧，放热多，则△H2<△H1，故C不符合题意；
D．后者的化学计算数扩大2倍，后者放出的热量多 ，则△H2<△H1，故D不符合题意；
本题答案B。
3．（2021·浙江舟山市·高二期末）已知煤转化成水煤气及其燃烧过程的能量变化如图，下列说法不正确的是

A．由△H3可知，该步反应的反应物键能总和小于生成物的键能总和
B．△H1-△H2+△H3=0
C．△H1＜△H2
D．若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，则△H2变大
【答案】B
【详解】A． 燃烧为放热反应，△H3＜0，焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则由△H3可知，该步反应的反应物键能总和小于生成物的键能总和，故A正确；
B． 由盖斯定律可知，△H1=△H2+△H3，△H1-△H2-△H3=0，故B错误；
C． △H2＞0，而△H1＜0，则△H1＜△H2，故C正确；
D． C与水蒸气的反应为吸热反应，且气态水的能量比液态水的能量高，若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，则△H2变大，故D正确；
故选B。
4．(2020·北京)依据图示关系，下列说法不正确的是(　　)

A．石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
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】C
【详解】所有的燃烧反应都是放热反应，根据图示，C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝
－393.5 kJ·mol－1，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2,1 mol C(石墨)放热多，故B正确；①C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，根据盖斯定律①－②×2可得：C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－2ΔH2，故C错误。
5．已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，则工业冶炼晶体硅的反应为2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4。则下列判断正确的是(　　)
A．ΔH1>ΔH2
B．2ΔH1－2ΔH2－ΔH3＝ΔH4
C．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1
D．Si＋O2===SiO2　ΔH3
【答案】B
【详解】1 mol C完全燃烧放出的热量大于1 mol CO完全燃烧放出的热量，ΔH1<ΔH2，A错误；根据题给信息，可分别得到热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，③Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH3，将①×2－②×2－③得，2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4＝2ΔH1－2ΔH2－ΔH3，B正确。
6．已知：   ；
   ；
   ；
   ；
   
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A．， B．，
C． D．
【答案】C
【解析】A．C(s)+O2(g)=CO2(g)和2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)都是燃烧，都是放热反应，因此，，故A错误；
B． CO2(g)+C(s)=2CO(g)为吸热反应，则；是放热反应，则，故B错误；
C．①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1；②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2；③ 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3，由盖斯定律可知①=②+③，因此，故C正确；
D．③ 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3，4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH4；3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5，由盖斯定律可知，因此，故D错误；
故答案选C。
7．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是(　　)
A．ΔH1<ΔH2
B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2
D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
【答案】B
【详解】等量的S具有的能量：S(g)>S(s)，则等量的S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量多，故ΔH1<ΔH2，A正确；等量的H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量比不完全燃烧生成S(s)放出的热量多，则ΔH3>ΔH4，B错误；根据盖斯定律，由③－②可得⑤，则有ΔH5＝ΔH3－ΔH2，C正确；根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4，D正确。
8．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-24.8 kJ/mol
②Fe2O3(s)+CO(g)=Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=-15.73 kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3=640.4 kJ/mol
则14 g CO气体还原足量FeO固体和CO2气体时对应的△H约为
A．-218 kJ/mol B．-109 kJ/mol C．218 kJ/mol D．1.09 kJ/mol
【答案】B
【详解】由已知热化学方程式，结合盖斯定律得：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H＇=，故CO对应的反应焓变△H=0.5△H＇=-109 kJ/mol，故B正确。
故答案选B。
9．已知：(I)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
(II)H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2
(III)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3
(IV)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH4
下列说法正确的是
A．ΔH1＜0、ΔH3＞0
B．ΔH4=ΔH2+ΔH3-ΔH1
C．ΔH2+ΔH3＜ΔH1
D．ΔH1、ΔH2、ΔH3分别对应为C、H2、CO的标准燃烧热
【答案】C
【详解】A．C、CO的燃烧反应是放热反应，所以ΔH1＜0、ΔH3＜0，A错误；
B．根据盖斯定律，将(I)- (II)-(III)，整理可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，所以ΔH4=ΔH1-ΔH2-ΔH3，B错误；
C．根据盖斯定律，反应IV=反应I-反应II-反应III，反应IV为吸热反应，所以ΔH4＞0，ΔH2+ΔH3＜ΔH1，C正确；
D．标准燃烧热是指在、101 kPa时，1 mol物质完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，H2燃烧产生的稳定氧化物是液态水，ΔH2不是H2的标准燃烧热，D错误；
故合理选项是C。
10．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是

A．△H3＜0
B．△H1+△H2+△H3=0
C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少
D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol
【答案】B
【详解】A．形成化学键放出热量，即2H(g)+2X(g)=2HX(g) △H3＜0，A正确；
B．由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同， 则△H1=△H2+△H3，所以△H1-△H2-△H3=0，B错误；
C．原子半径： Cl＜Br＜I，Cl2、Br2、I2中键能：Cl-Cl键＞Br-Br键＞I-I键，由于断裂化学键吸热，则吸收的热量逐渐减小，所以途径II吸收的热量依次减小，即△H2依次减小，C正确；
D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，即形成1 molHX放出热量是a kJ，因此形成2 mol HX放出热量为2a kJ，所以该条件下△H3=-2a kJ/mol，D正确；
故合理选项是B。
11．（2021·四川省峨眉山市第一中学校高二月考）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH2=+64.39 kJ·mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.46 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中，1 mol Cu(s)与H2O2(l)反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于
A．-319.68 kJ·mol-1 B．-417.91 kJ·mol-1
C．-448.46 kJ·mol-1 D．+546.69 kJ·mol-1
【答案】A
【详解】已知：①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH2=+64.39 kJ·mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.46 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
根据盖斯定律①+×②+③，整理可得：Cu(s)+H2O2(1)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(1)△H=-319.68 kJ/mol;
选A。
12．已知：一些烷烃的燃烧热(101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量)如表：
化合物
甲烷
乙烷
丙烷
燃烧热△H/(kJ·mol-1)
-891.0
-1560.8
-2221.5
下列说法中正确的是A．C—H键的键能为 kJ·mol-1
B．乙烷燃烧的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)       △H=-1560.8kJ·mol-1
C．等质量的三种烷烃完全燃烧，丙烷放出的热量最多
D．由表中数据不能确定C—C键的键能
【答案】D
【解析】A．燃烧热不是燃料的键能和，故C—H键的键能不是，选项A项错误；
B．乙烷燃烧的热化学方程式中应为液体，B项错误；
C．1g甲烷、乙烷、丙烷完全燃烧放出的热量分别是891.0/16kJ、1560.8/30kJ、2221.5/44kJ，甲烷放出的热量最多，C项错误；
D．由乙烷燃烧的热化学方程式   可知，反应物的键能和生成物的键能和，反应物和生成物中涉及的共价键有C—H键、C—C键、O=O键、C=O键和H—O键，共五个量，已知三种烷烃的燃烧热，只能列出3个代数方程，故不能计算C—C键的键能，D项正确。
答案选D。
13．已知 ，和反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d都表示正数，下列说法正确的是

A．c代表新键形成所放出的能量
B．该反应是吸热反应
C．若 ，则
D．
【答案】D
【详解】A．c代表反应所放出的能量，a代表新键形成所放出的能量，故A错误；
B．该反应反应的能量大于生成物的总能量，为放热反应，故B错误；
C．由图可知，故C错误；
D．由图可知，，故D正确；
故选D。
14．两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是

A．S和过量反应可直接生成
B．含0.5 mol 的稀溶液与足量溶液反应，放出的热量即为中和热
C．能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D．若，则为放热反应
【答案】D
【解析】A． O2不管过量与否， S和O2反应都生成SO2，不可能直接生成SO3，A错误；
B．中和热是指稀的强酸和强碱溶液生成1molH2O和可溶性盐的过程中的热效应，由于生成BaSO4沉淀的过程也是会放出热量，故含0.5 mol 的稀溶液与足量溶液反应，放出的热量不是中和热，B错误；
C．SO2的漂白性是有局限性的，不能是指示剂褪色，即SO2能使紫色石蕊试液只变红而不会褪色，C错误；
D．由题干图示信息可知，过程①的热化学方程式为：SO2(g)+H2O2(l)=H2SO4(aq) ，过程②的热化学方程式为：SO2(g)+(g)=SO3(g) ，过程③的热化学方程式为：SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ，则反应2①-2②-2③可得，故=2，故若，则＜0，故为放热反应，D正确；
故答案为：D。
15．Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g)
ΔH1＝＋83 kJ·mol－1
CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)
ΔH2＝－20 kJ·mol－1
CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)
ΔH3＝－121 kJ·mol－1
则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。
【答案】－116
【详解】将所给反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，(①＋②＋③)×2可得：4HCl(g)＋O2(g)===
2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝[(＋83 kJ·mol－1)＋(－20 kJ·mol－1)＋(－121 kJ·mol－1)]×2＝－116 kJ·mol－1。
16．硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为 。

【答案】2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝－351 kJ·mol－1
【详解】据图写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)　ΔH1＝－399 kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)　ΔH2＝－24 kJ·mol－1，根据盖斯定律由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399 kJ·mol－1)－(－24 kJ·
mol－1)×2＝－351 kJ·mol－1。
17．二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH2＝－90 kJ·mol－1
总反应的ΔH＝ kJ·mol－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)，判断的理由是 。

【答案】－49　A　ΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的活化能
【详解】根据盖斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝(＋41 kJ·mol－1)＋(－90 kJ·mol－1)＝－49 kJ·mol－1；总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②的活化能，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项。