2020版高考一轮复习化学江苏专版学案：专题四第十五讲化学反应中的热效应

专题四 化学反应与能量变化
第十五讲
化学反应中的热效应
[江苏考纲要求]
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1．能根据事实正确书写化学方程式，并能根据质量守恒定律进行有关计算。
2．知道化学变化中常见的能量转化形式，能说明化学反应中能量转化的主要原因。
3．了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。
4．能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
5．了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。

化学反应的焓变　


[教材基础—自热身]
1．反应热、焓变
(1)反应热
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所释放或吸收的能量叫做反应热。
(2)焓变
在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。
ΔH＝H(生成物)－H(反应物)，单位：kJ·mol－1。
(3)反应热与焓变的关系
恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变。
2．吸热反应和放热反应
(1)两角度理解
①从宏观角度理解

ΔH0，放热反应　　ΔH0，吸热反应
②从微观角度理解
化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和。

(2)常见的放热反应和吸热反应
①放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与的反应、所有的燃烧反应、铝热反应、物质的缓慢氧化等。
②吸热反应：大多数分解反应、盐类的水解反应、Ba(OH)2·8H2O 和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。
3．反应热、活化能图示

(1)在无催化剂的情况，为正反应的活化能，为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
(2)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。
[题点全练—过高考]
题点一　基本概念辨析
1．下列说法正确的是(　　)
A．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应
B．水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热
C．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D．可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关
解析：选D　A项，反应Fe＋S△,FeS为放热反应但需要加热，反应2NH4Cl＋Ba(OH)2===BaCl2＋2NH3＋2H2O为吸热反应，在常温下就可以进行，错误；B项，水蒸气变为液态水不属于化学反应，错误；C项，ΔH与反应条件无关，错误。
2．下列说法中正确的是(　　)
A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应
C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0
D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
解析：选C　化学反应中一定有能量变化，A项错误；B项中，由ΔH＝断开旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量，得ΔH<0，故为放热反应；吸热反应的ΔH>0，C正确；ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数成正比关系，D错误。
题点二　焓变、活化能的图像分析
3．(2019·南京外国语学校模拟)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热效应ΔH>0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
解析：选D　催化剂只通过改变活化能来改变反应速率，不改变反应的热效应，A错误；加入催化剂不影响反应平衡，不改变H2O2的平衡转化率，B错误；由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0，C错误，D正确。
4．(2019·常州模拟)如图为1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)过程中的能量变化示意图，已知E1＝x kJ·mol－1、E2＝y kJ·mol－1，下列有关说法中正确的是(　　)

A．若在反应体系中加入催化剂，E1不变
B．若在反应体系中加入催化剂，ΔH减小
C．反应的活化能等于y kJ·mol－1
D．1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的ΔH＝(x－y)kJ·mol－1
解析：选D　催化剂能降低反应的活化能，但不会改变反应的反应热，所以E1变小，ΔH不变，反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差，即ΔH＝E1－E2。若在反应体系中加入催化剂，E1变小，A错误；催化剂不会改变反应热，ΔH不变，B错误；由图可知，反应的活化能等于E1＝x kJ·mol－1，C错误；1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的ΔH＝E1－E2＝(x－y)kJ·mol－1，D正确。

热化学方程式

[教材基础—自热身]
1．概念
表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫热化学方程式。
2．意义
不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol氢气和0.5 mol氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。
3．书写步骤

4．注意事项
(1)热化学方程式一般不注明反应条件。
(2)热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。
(3)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式中化学计量系数及物质的聚集状态相对应。
(4)可逆反应的ΔH表示完全反应的能量变化，与反应是否可逆无关。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示25 ℃时1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。
(5)反应物与生成物相反，即反应逆向进行时，其ΔH数值相同，符号相反。
[题点全练—过高考]
题点一　热化学方程式的正误判断
1．航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(　　)
A．Be＋O2===BeO　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
B．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝＋564.3 kJ·mol－1
C．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
D．Be(s)＋O2(g)===BeO(g)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
解析：选C　1 kg Be的物质的量为＝ mol，又因为1 kg铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ，则1 mol铍完全燃烧放出的热量为 kJ＝564.3 kJ，Be与氧气反应生成BeO，则其热化学方程式为Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1。
2．实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是(　　)
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A．仅有②　　　　　　　　 B．仅有②④
C．仅有②③④ D．全部符合要求
解析：选B　书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)生成物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为CO2。(2)单位是kJ·mol－1，不是kJ。(3)数值，ΔH的数值要与方程式中计量系数保持一致。(4)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。仅②④符合要求。
[规律方法]　判断热化学方程式的“5审法”

题点二　热化学方程式的书写
3．依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，则该反应的热化学方程式是____________________________。
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是____________________________________________________。
(5)已知CO还原SO2生成S(g)和CO2过程中，每转移1 mol电子需吸收2.0 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为___________________________________________。
答案：(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2Q kJ·mol－1
(3)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216.0 kJ·mol－1
(4)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
(5)2CO(g)＋SO2(g)===S(g)＋2CO2(g)ΔH＝＋8.0 kJ·mol－1
4．依据图像写出下列反应的热化学方程式。
(1)已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图1所示，请写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________。
　
(2)如图2是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：___________________________________________。
解析：(1)由图1可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。(2)由图2可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
答案：(1)A2(g)＋B2(g)===2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
(2)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJ·mol－1
两种常见的反应热——燃烧热和中和热　能源

[教材基础—自热身]
1．燃烧热和中和热的比较

燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1_mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水为 1_mol
反应热的含义
101 kPa 时，1_mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成 1_mol水 时放出的热量
表示方法
燃烧热为ΔH＝－a kJ·mol－1 (a>0)
强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol－1或ΔH＝
－57.3_kJ·mol－1

2．中和热的测定
(1)装置

(2)计算公式
ΔH＝－
t1——起始温度，t2——终止温度。
(3)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。
②为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。
③酸和碱混合过程中，要一次性倒入烧杯。
④酸和碱混合之后，记录的温度必须是最高温度。
3．能源

[知能深化—扫盲点]
表示燃烧热、中和热的热化学方程式
(1)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
(2)描述反应热时，不论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都需要带“＋”“－”符号，如某反应的反应热(或焓变)为ΔH＝－Q kJ·mol－1或ΔH＝＋
Q kJ·mol－1，ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热。
(3)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号，但用ΔH表示时，必须带“－”号，如某物质的燃烧热为ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。
[对点练]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ·mol－1，则CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－238.6 kJ·mol－1(　　)
(2)CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g) ===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·mol－1(　　)
(3)甲烷的燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890 kJ·mol－1(　　)
(4)用稀硫酸和NaOH溶液反应表示中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1 (　　)
(5)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量(　　)
(6)已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98% 的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol 水的中和热为－57.3 kJ·mol－1(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．填空。
(1)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1, 则CO(g)的燃烧热是________________________________________________________________________。
(2)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)已知中和反应的中和热为57.3 kJ·mol－1。则Ba(OH)2和盐酸反应表示中和热的热化学方程式为_________________________________________________________。
(5)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出
649.5 kJ的热量，则其热化学方程式为_____________________________________。
答案：(1)283.0 kJ·mol－1
(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2 800 kJ·mol－1
(3)2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋571 kJ·mol－1
(4)Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq)===BaCl2(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(5)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·mol－1
[题点全练—过高考]
题点一　燃烧热、中和热的含义
1．已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。下列结论正确的是(　　)
A．碳的燃烧热ΔH＜－110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出 57.3 kJ 的热量
解析：选A　由于2C(s)＋O2(g)===2CO(g)生成的CO不是稳定的氧化物，因此＝110.5 kJ·mol－1不是碳的燃烧热，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的燃烧热ΔH＜－110.5 kJ·mol－1，A正确；反应热的表示包含三部分：“符号”、“数值”和“单位”，而B项中没有表示出符号，B错误；强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，C错误；由于醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ，D错误。
2．下列说法正确的是(　　)
A．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
B．在一定条件下将1 mol SO2和0.5 mol O2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2 kJ，则反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－158.4 kJ·mol－1
C．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·mol－1
解析：选A　燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧放出的热量，故 mol葡萄糖燃烧放出热量1 400 kJ，A正确；B项中反应为可逆反应，1 mol SO2和0.5 mol O2反应生成的SO3小于1 mol，故2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<－158.4 kJ·mol－1；一水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol 水放出的热量小于57.3 kJ；氢氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1 mol水放出的热量大于57.3 kJ，B、C、D错误。
题点二　中和热的测定
3．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？______________________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(填序号)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次少量倒入
C．一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是____(填序号)。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

序号实验
起始温度t1/ ℃
终止温度t2/ ℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝_________(结果保留一位小数)。
(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是__________________________________________________________。
解析：(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减小热量损失，倒入NaOH溶液时应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故放出热量的数值要小一些，ΔH大一些。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。
答案：(1)确保盐酸被完全中和　(2)C　(3)D　(4)ΔH1＝ΔH2<ΔH3　(5)－51.8 kJ·mol－1　(6)不能　H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热
　反应热的计算与大小比较　



[知能深化—扫盲点]

方法1　根据化学方程式计算反应热
(1)反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的ΔH求反应热，如
aA　＋　bB===　cC　＋　dD　　ΔH
a b c d |ΔH|
n(A)　　n(B)　　n(C)　　n(D)　 |Q|
则 ＝＝＝＝。
(2)注意事项
①热化学方程式中化学计量数表示的是实际参加反应物质的物质的量。
②列比例时注意上下单位一致。
[对点练]
1．油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生反应：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为(　　)
A．3.8×104 kJ·mol－1
B．－3.8×104 kJ·mol－1
C．3.4×104 kJ·mol－1
D．－3.4×104 kJ·mol－1
解析：选D　燃烧热指的是燃烧1 mol 可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ，则燃烧1 mol 油酸甘油酯释放出热量为×3.8×
104 kJ≈3.4×104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH＝－3.4×104 kJ·mol－1。
方法2　根据键能计算反应热
(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，如H2O分子中含有2个(O—H)共价键，NH3分子中含有3个(N—H)共价键等。要注意晶体结构中化学键的情况，常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键，1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键，1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键，1 mol金刚石含有2 mol C—C键，1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。
[对点练]
2．已知：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)
A．－332　　　　　　　　 B．－118
C．＋350 D．＋130
解析：选D　根据盖斯定律，由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220) kJ·mol－1，则有：4×462 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得a＝＋130，故选项D正确。
方法3　利用盖斯定律计算反应热
(1)盖斯定律
①内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都一样。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。如图，ΔH＝ΔH1＋ΔH2。

②实例：如已知反应Ⅰ、Ⅱ，求CO燃烧生成CO2的反应热。
Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
Ⅱ.C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
由Ⅰ－Ⅱ可得
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
(2)利用盖斯定律计算反应热的一般步骤


[对点练]
3．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于(　　)
A．－417.91 kJ·mol－1　　　　 B．－319.68 kJ·mol－1
C．＋546.69 kJ·mol－1 D．－448.46 kJ·mol－1
解析：选B　将已知反应从上到下依次标记为①、②、③，则①＋②×＋③得：Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－319.68 kJ·mol－1。
提能点(二)　反应热大小的比较
比较ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。
(1)吸热反应的ΔH比放热反应的大(前者>0，后者<0)。
(2)产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多；反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多。
(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。
[对点练]
4．下列各组热化学方程式的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
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH8
A．①　　 　B．④　　 　C．②③④　　 　D．①②③
解析：选C　ΔH有正、负之分，比较时要连同“＋”“－”在内一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较。①中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，该反应为放热反应，即ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2；②等量的固态硫变为硫蒸气时吸收热量，故在与O2反应产生同样的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；③发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；④碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。
[题点全练—过高考]
题点一　反应热的计算
1．1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的燃烧热ΔH为(　　)
A．－1 000 kJ·mol－1　　　　 B．－1 500 kJ
C．－2 000 kJ·mol－1 D．－2 000 kJ
解析：选C　1.5 g二甲基肼的物质的量是0.025 mol，根据燃烧热的定义可知，1 mol二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为×50kJ·mol－1＝2 000 kJ·mol－1 ，即二甲基肼的燃烧热ΔH为－2 000 kJ·mol－1。
2．(2019·江苏海门中学模拟)能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如表所示。
化学键
C—H
H—H
C—O
C===O
H—O
键能/(kJ·mol－1)
413.4
436.0
351.0
745.0
462.8
则该反应的ΔH为(　　)
A．－46.2 kJ·mol－1 B．＋46.2 kJ·mol－1
C．－181.6 kJ·mol－1 D．＋181.6 kJ·mol－1
解析：选C　ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×745.0 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·
mol－1－3×413.4 kJ·mol－1－351.0 kJ·mol－1－462.8 kJ·mol－1－2×462.8 kJ·mol－1＝－181.6 kJ·mol－1。
3．由金红石TiO2制取单质Ti，涉及的步骤为TiO2―→TiCl4Ti。已知：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH3
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为(　　)
A．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2 B．ΔH3＋ΔH1－ΔH2
C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2
解析：选C　根据盖斯定律，由2×①－②＋③，可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)　ΔH＝2ΔH1－ΔH2＋ΔH3，故C项正确。
4．工业上制取硝酸铵的流程图如下所示：

请回答下列问题：
已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 745.2 kJ·mol－1；
6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 925.2 kJ·mol－1；
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为___________________________________________。
解析：将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为①和②，根据盖斯定律由①×5－②×4得：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025.2 kJ·mol－1。
答案：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 025.2 kJ·mol－1
题点二　反应热大小的比较
5．(2019·徐州一中模拟)已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O (g)　ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O (g)　ΔH2
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3
2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A．ΔH1<0，ΔH3>0
B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析：选B　把题给反应依次编号为①、②、③、④、⑤，燃烧反应都是放热反应，ΔH3<0，A错误；反应⑤是铝热反应，为放热反应，ΔH5<0，由④－③可得反应⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，B正确、D错误；由②＋③可得3H2(g)＋O2(g)===3H2O(g)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，C错误。
6．丙烷(C3H8)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(　　)
A．a　　　　　B．b　　　　　C．c　　　　　D．d
解析：选C　①与②相比生成液态水比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，相当于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。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[课堂真题集训—明考向]
1．(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(　　)
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1
解析：选C　反应①的产物为CO和H2，反应②的产物为CO2和H2，反应③的原料为CO2和H2，A项正确；反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，B项正确；反应④中生成物H2O为气体，C项中生成物H2O为液体，故C项中反应的焓变不等于 kJ·mol－1，C项错误；依据盖斯定律，由②×2＋③×2＋④，可得所求反应的焓变，D项正确。
2．(2016·江苏高考)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1 kJ·mol－1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1
解析：选D　反应①是太阳能转化为化学能，A不正确；反应②中ΔH2＞0，是吸热反应，B不正确；反应③使用催化剂不能改变反应的焓变，ΔH不变，C不正确；D项中，由盖斯定律，反应③－②可得CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝74.8 kJ·mol－1，正确。
3．(2014·江苏高考)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＞0，ΔH3＜0　　　　　 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析：选C　C与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH1<0，CO2与C生成CO的反应是吸热反应，ΔH2>0，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH3<0，铁与氧气的反应是放热反应，ΔH4<0，A、B项错误；前两个方程式相减得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；由4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4和6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s)　2ΔH5相加，得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝(ΔH4＋2ΔH5)/3，D项错误。
4．(2013·江苏高考节选)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3 359.26 kJ·mol－1
CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1
2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH3
则ΔH3＝________kJ·mol－1。
解析：根据盖斯定律，第二个热化学方程式×6＋第一个热化学方程式，即得第三个热化学方程式，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2×6＝＋3 359.26 kJ·mol－1＋6×(－89.61 kJ·mol－1)＝＋2 821.6 kJ·mol－1。
答案：＋2 821.6
5．[2017高考组合题]
(1)(2017·全国卷Ⅰ节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_________________________________________、__________________________________，制得等量H2所需能量较少的是____________。
(2)(2017·全国卷Ⅱ节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。
(3)(2017·全国卷Ⅲ节选)已知：
As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2
2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3
则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝______。
解析：(1)系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)都是吸热反应，从热化学方程式可以看出，系统(Ⅱ)制备
1 mol H2需要消耗20 kJ能量，而系统(Ⅰ)制备1 mol H2需要消耗286 kJ能量，故系统(Ⅱ)消耗的能量较少。(2)根据盖斯定律，可得①＝②－③，则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1。(3)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。
答案：(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝286 kJ·mol－1
H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝20 kJ·mol－1
系统(Ⅱ)
(2)123　(3)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3
6．[2016高考组合题]
(1)(2016·全国卷Ⅱ节选)已知
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝____________________________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为____________________________________________________________________。
(2)(2016·全国卷Ⅲ节选)已知下列反应：
SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1
ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2
CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。
解析：(1)由已知热化学方程式①②③可得：
N2O4(l)===2O2(g)＋N2(g)　－ΔH1
2N2H4(l)===2N2(g)＋4H2(g)　－2ΔH2
2O2(g)＋4H2(g)===4H2O(g)　2ΔH3
根据盖斯定律，将上述三个热化学方程式相加，可得2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。由热化学方程式可知，N2H4和N2O4反应时放出大量的热，且产生大量气体。
(2)将已知三个热化学方程式分别标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ可得：SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
答案：(1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反应放出大量热，产生大量气体　(2)ΔH1＋ΔH2－ΔH3