2020年高考各科总复习考点一遍过讲义考点32 反应热的计算-备战2020年高考化学考点一遍过

考点32 反应热的计算

一、反应热的计算

1．盖斯定律

内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热都是一样的。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。如：由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径，则ΔH、ΔH₁、ΔH₂的关系可以表示为ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂。

2．运用盖斯定律计算反应热

第一步，找目标 确定目标方程式，找出目标方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置。

第二步，定转变 根据目标方程式中各物质计量数和所在位置对已知化学方程式进行转变：或调整计量数，或调整方向。

第三步，相加减 对热化学方程式进行四则运算得到目标方程式及其ΔH。

应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时需要注意以下问题：

①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。

③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。

④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。

热化学方程式	焓变之间的关系
mA B ΔH1 A B ΔH2	ΔH2=ΔH1或ΔH1=mΔH2
mA B ΔH1 B mA ΔH2	ΔH1=−ΔH2
mA B ΔH1 B nC ΔH2 mA nC ΔH	ΔH=ΔH1+ΔH2

3．根据热化学方程式的反应热计算

计算依据：反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热；若没有给出热化学方程式，则根据条件先得出热化学方程式，再计算反应热。

4．根据反应物和生成物的能量计算

（1）计算公式：ΔH=生成物的总能量−反应物的总能量。

（2）根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q_放=n(可燃物)×ΔH。

5．根据反应物和生成物的键能计算

计算公式：ΔH=反应物的键能总和−生成物的键能总和。

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。

常见物质的共价键数目

物质	CH4 (C—H)	Si （Si—Si）	SiO2 (Si—O)	金刚石 （C—C）	石墨 （C—C）	P4 （P—P））
1 mol微粒所含共价键数目/NA	4	2	4	2	1.5	6

二、反应热大小比较的技巧

直接比较法

ΔH 是一个有正负的数值，比较时应连同“+”、“−”号一起比较。

（1）吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大(前者大于0，后者小于0)。

（2）同种物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH 越小。

（3）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，对应ΔH 越小。

（4）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，放出的热量多对应ΔH 越小。

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，放出的热量多对应ΔH越小。

（5）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，放出的热量多对应ΔH 越小。

（6）对于可逆反应，热化学方程式中的反应热是完全反应时的反应热，若按方程式反应物对应物质的量投料，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，放出的热量少对应ΔH 越大。

例如：

2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g) ΔH=−197 kJ/mol，

则向密闭容器中通入2 mol SO₂和1 mol O₂，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。

（7）不同单质燃烧，能态高（不稳定）的放热多，对应ΔH 越小。如：金刚石比石墨能态高，两者燃烧，金刚石放热多，对应ΔH 越小。

盖斯定律比较法

（1）同一反应生成物状态不同时：

A(g)+B(g) C(g)　ΔH₁<0

A(g)+B(g) C(l)　 ΔH₂<0

因为C(g) C(l)　 ΔH₃<0，而ΔH₃=ΔH₂−ΔH₁，

所以|ΔH₂|>|ΔH₁|。

（2）同一反应物状态不同时：

S(s)+O₂(g) SO₂(g)　ΔH₁<0

S(g)+O₂(g) SO₂(g)　ΔH₂<0

S(s) SO₂(g)　ΔH₃>0

ΔH₃+ΔH₂=ΔH₁，且ΔH₃>0，所以|ΔH₁|<|ΔH₂|。

（3）两个有联系的不同反应相比：

C(s)+O₂(g) CO₂(g)　ΔH₁<0

C(s)+O₂(g) CO(g)　ΔH₂<0

ΔH₃+ΔH₂=ΔH₁，所以|ΔH₁|>|ΔH₂|。

图示比较法

画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较ΔH的大小。对于反应2A+B 2C的能量变化如图所示：

考向一 反应热的计算

典例1 已知：Fe₂O₃(s)＋C(s)===CO₂(g)＋2Fe(s)　ΔH＝＋234.1 kJ·mol^－1；

C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1。

则2Fe(s)＋O₂(g)===Fe₂O₃(s)的ΔH是

A．－169.4 kJ·mol^－1 B．－627.6 kJ·mol^－1

C．－744.7 kJ·mol^－1 D．－824.4 kJ·mol^－1

【解析】将题目所给热化学方程式编号，①C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1；②Fe₂O₃(s)＋C(s)===CO₂(g)＋2Fe(s)　ΔH＝＋234.1 kJ·mol^－1，根据盖斯定律①×－②即可以得到2Fe(s)＋O₂(g)===Fe₂O₃(s)　ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1×－234.1 kJ·mol^－1≈－824.4 kJ·mol^－1，故D正确。

【答案】D

1．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)===Cu^2＋(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Cu^2＋(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

利用盖斯定律进行计算的一般步骤

考向二 焓变(ΔH)的比较

典例1 下列各组热化学方程式中ΔH₁＜ΔH₂的是

A．C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH₁

C(s)＋O₂(g)===CO(g)　ΔH₂

B．S(s)＋O₂(g)===SO₂(g)　ΔH₁

S(g)＋O₂(g)===SO₂(g)　ΔH₂

C．H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l)　ΔH₁

2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)　ΔH₂

D．CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)　ΔH₁

CaO(s)＋H₂O(l)===Ca(OH)₂(s)　ΔH₂

【解析】A项，碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热，反应的焓变是负值，故ΔH₁＜ΔH₂；B项，物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，固态硫变为气态硫需要吸收热量，故ΔH₁＞ΔH₂；C项，2 mol氢气燃烧放出较多能量，反应热较小，ΔH₁＞ΔH₂；D项，碳酸钙的分解为吸热反应，ΔH₁>0，氧化钙与水的反应为放热反应，ΔH₂<0，则ΔH₁＞ΔH₂。

【答案】A

2．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H⁺(aq)+OH⁻(aq) H₂O(l)　ΔH=−57.3 kJ·mol⁻¹，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L⁻¹的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃的关系是

A．ΔH₁>ΔH₂>ΔH₃ B．ΔH₁<ΔH₃<ΔH₂

C．ΔH₁=ΔH₃>ΔH₂ D．ΔH₁>ΔH₃>ΔH₂

比较反应热大小的四个注意要点

（1）反应物和生成物的状态：

物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：

（2）ΔH的符号：比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。

（3）化学计量数：当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。

（4）正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH=−92.4 kJ·mol⁻¹中的 92.4 kJ 是1 mol N₂(g)与3 mol H₂(g)完全反应生成 2 mol NH₃(g)时放出的热量。

1．已知：①H₂O(g) H₂O(l)　ΔH₁=-Q₁ kJ/mol，②C₂H₅OH(g) C₂H₅OH(l)　ΔH₂=-Q₂ kJ/mol，③C₂H₅OH(g)+3O₂(g) 2CO₂(g)+3H₂O(g)　ΔH₃=-Q₃ kJ/mol。则表示酒精燃烧热的热化学方程式是

A．C₂H₅OH(l)+3O₂(g) 2CO₂(g)+3H₂O(l)　ΔH=-(Q₁-Q₂+Q₃) kJ/mol

B．C₂H₅OH(l)+3O₂(g) 2CO₂(g)+3H₂O(l)　ΔH=-(3Q₁ +Q₃) kJ/mol

C．C₂H₅OH(l)+3O₂(g) 2CO₂(g)+3H₂O(l)　ΔH=-(3Q₁-Q₂+Q₃) kJ/mol

D．C₂H₅OH(l)+3O₂(g) 2CO₂(g)+3H₂O(g)　ΔH=-(3Q₁-Q₂+Q₃) kJ/mol

2．在25 ℃、101 kPa条件下，C(s)、H₂(g)、CH₃COOH(l)的燃烧热ΔH分别为－393.5 kJ·mol^－1、

－285.8 kJ·mol^－1、－870.3 kJ·mol^－1，则 2C(s)＋2H₂(g)＋O₂(g)===CH₃COOH(l)的反应热为

A．－488.3 kJ·mol^－1 B．＋488.3 kJ·mol^－1

C．－191 kJ·mol^－1 D．＋191 kJ·mol^－1

3．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

下列关于上述反应焓变的判断正确的是

A．ΔH₁>0，ΔH₂<0

B．ΔH₃>ΔH₄

C．ΔH₁＝ΔH₂＋2ΔH₃－ΔH₅

D．2ΔH₅＋ΔH₁<0

4．已知下列反应的热化学方程式：

6C(s)＋5H₂(g)＋3N₂(g)＋9O₂(g)===2C₃H₅(ONO₂)₃(l)　ΔH₁

2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(g)　ΔH₂

C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH₃

则反应4C₃H₅(ONO₂)₃(l)===12CO₂(g)＋10H₂O(g)＋O₂(g)＋6N₂(g)的ΔH为

A．12ΔH₃＋5ΔH₂－2ΔH₁

B．2ΔH₁－5ΔH₂－12ΔH₃

C．12ΔH₃－5ΔH₂－2ΔH₁

D．ΔH₁－5ΔH₂－12ΔH₃

5．氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量，氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。

下列有关判断正确的是

A．碳[C(s)]的燃烧热为-110.4 kJ/mol

B．氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应

C．氧化亚铜与氧气反应的活化能为292 kJ/mol

D．足量炭粉与CuO反应生成Cu₂O的热化学方程式为C(s)+2CuO(s) Cu₂O(s)+CO(g)　ΔH=+35.6 kJ/mol

6．已知下列热化学方程式：

Fe₂O₃(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO₂(g) △H=−24.8 kJ·mol⁻¹

Fe₂O₃(s)+CO(g) Fe₃O₄(s)+CO₂(g) △H=−15.73 kJ·mol⁻¹

Fe₃O₄(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO₂(g) △H=+640.4 kJ·mol⁻¹

则14g CO气体还原足量FeO固体得到固体Fe和CO₂气体时，对应的△H为

A．−218 kJ·mol⁻¹ B．−109 kJ·mol⁻¹ C．+218 kJ·mol⁻¹ D．+109 kJ·mol⁻¹

7．根据所学知识，比较下列反应热的大小。

（1）同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如2H₂(g)+O₂(g) 2H₂O(g)　ΔH₁①，2H₂(g)+O₂(g) 2H₂O(l)　ΔH₂②，则ΔH₁　　　　ΔH₂(填“>”、“<”或“=”，下同)。

（2）同一反应的反应物状态不同时，反应热不同，如S(g)+O₂(g) SO₂(g)　ΔH₁① ，S(s)+O₂(g) SO₂(g)　ΔH₂②，则ΔH₁ ΔH₂。

（3）两个相联系的不同反应，其反应热不同。如C(s)+O₂(g) CO₂(g)　ΔH₁①，C(s)+1/2O₂(g) CO(g)　ΔH₂②，又知CO的燃烧反应为放热反应 ，则ΔH₁　　　　　　　ΔH₂。

8．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。

（1）实验测得5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式： 。

（2）由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫做键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，破坏化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。

化学键	H—H	N—H	N≡N
键能/(kJ·mol－1)	436	391	945

已知反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1试根据表中所列键能数据估算a为 。

（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：

C(石墨，s)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1

2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)　ΔH₂＝－571.6 kJ·mol^－1

2C₂H₂(g)＋5O₂(g)===4CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH₃＝－2 599 kJ·mol^－1

根据盖斯定律，计算298 K时，由C(石墨，s)和H₂(g)生成1 mol C₂H₂(g)反应的焓变ΔH＝ 。

（4）根据键能数据估算CH₄(g)＋4F₂(g)===CF₄(g)＋4HF(g)的反应热ΔH为 。

化学键	C—H	C—F	H—F	F—F
键能/(kJ·mol－1)	414	489	565	155

（5）将TiO₂转化为TiCl₄是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：

TiO₂(s)＋2Cl₂(g)===TiCl₄(l)＋O₂(g)　ΔH＝140.5 kJ·mol^－1

C(s，石墨)＋O₂(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol^－1

则反应TiO₂(s)＋2Cl₂(g)＋2C(s，石墨)===TiCl₄(l)＋2CO(g)的ΔH是 。

9．（1）用NH₃可以消除氮氧化物的污染，已知：

反应Ⅰ：4NH₃(g)＋3O₂(g) 2N₂(g)＋6H₂O(g)　ΔH₁＝a kJ·mol^－1

反应Ⅱ：N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)　ΔH₂＝b kJ·mol^－1

反应Ⅲ：4NH₃(g)＋6NO(g) 5N₂(g)＋6H₂O(g)　ΔH₃＝c kJ·mol^－1

则反应Ⅱ中的b＝________(用含a、c的代数式表示)，反应Ⅲ中的ΔS________(填“>”“<”或“＝”)0。

（2）(2019·甘肃名校联考)已知：①2CO(g)＋SO₂(g) S(l)＋2CO₂(g)　ΔH₁＝－37.0 kJ·mol^－1

②2H₂(g)＋SO₂(g) S(l)＋2H₂O(g)　ΔH₂＝＋45.4 kJ·mol^－1

③CO的燃烧热ΔH₃＝－283 kJ·mol^－1，请回答：

表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为________________ ________________________；

反应②中，正反应活化能E₁________(填“>”“<”或“＝”)ΔH₂。

（3）若某温度下，CH₃COOH(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－46.8 kJ·mol^－1，H₂SO₄(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3 kJ·mol^－1，则CH₃COOH在水溶液中电离的反应热ΔH₁＝________。

（4）已知：

化学键	C—H	C—C	C==C	H—H
键能/(kJ·mol－1)	412	348	612	436

则 ＋H₂(g)　ΔH＝________；

又知H₂和苯乙烯的燃烧热ΔH分别为－290 kJ·mol^－1和－4 400 kJ·mol^－1，则乙苯的燃烧热ΔH＝________ kJ·mol^－1。

1．[2019·4月浙江选考]MgCO₃和CaCO₃的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：

M²⁺(g)＋CO₃²⁻(g)　 　M²⁺(g)＋O²⁻(g)＋CO₂(g)

　　　 　　

已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是

A．ΔH₁(MgCO₃)＞ΔH₁(CaCO₃)＞0

B．ΔH₂(MgCO₃)＝ΔH₂(CaCO₃)＞0

C．ΔH₁(CaCO₃)－ΔH₁(MgCO₃)＝ΔH₃(CaO)－ΔH₃(MgO)

D．对于MgCO₃和CaCO₃，ΔH₁＋ΔH₂＞ΔH₃

2．[2017江苏]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) ΔH ₂ = b kJ·mol⁻¹

③CO₂ (g) + 3H₂ (g) CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH ₃ = c kJ·mol⁻¹

④2CH₃OH(g) CH₃OCH₃ (g) + H₂O(g) ΔH ₄ = 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

3．[2019新课标Ⅱ节选]环戊二烯（ ）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：

（1）已知： (g) (g)+H₂(g) ΔH₁=100.3 kJ·mol ⁻¹ ①

H₂(g)+ I₂(g) 2HI(g) ΔH₂=−11.0 kJ·mol ⁻¹ ②

对于反应： (g)+ I₂(g) (g)+2HI(g) ③ ΔH₃=___________kJ·mol ⁻¹。

4．[2019新课标Ⅲ节选]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（2）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}。

5．[2019北京节选]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。

（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

①反应器中初始反应的生成物为H₂和CO₂，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。

②已知反应器中还存在如下反应：

i.CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g) ΔH₁

ii.CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) ΔH₂

iii.CH₄(g)=C(s)+2H₂(g) ΔH₃

……

iii为积炭反应，利用ΔH₁和ΔH₂计算ΔH₃时，还需要利用__________反应的ΔH。

6．[2019天津节选]多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：

Ⅰ．硅粉与在300℃时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为________________________。的电子式为__________________。

Ⅱ．将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：

①

②

③

（4）反应③的______（用，表示）。温度升高，反应③的平衡常数______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

7．[2018新课标Ⅱ卷] CH₄-CO₂催化重整不仅可以得到合成气（CO和H₂），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1）CH₄-CO₂催化重整反应为：CH₄(g)+ CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g)。

已知：C(s)+2H₂(g)= CH₄ (g) ΔH=-75 kJ·mol⁻¹

C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH=-394 kJ·mol⁻¹

C(s)+(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol⁻¹

该催化重整反应的ΔH=__________ kJ·mol⁻¹。

8．[2018新课标Ⅲ卷]三氯氢硅（SiHCl₃）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

（1）SiHCl₃在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)₂O等，写出该反应的化学方程式__________________________。

（2）SiHCl₃在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl₃(g) SiH₂Cl₂(g)+ SiCl₄(g) ΔH₁=48 kJ·mol⁻¹

3SiH₂Cl₂(g) SiH₄(g)+2SiHCl₃ (g) ΔH₂=−30 kJ·mol⁻¹

则反应4SiHCl₃(g) SiH₄(g)+ 3SiCl₄(g)的ΔH=__________ kJ·mol⁻¹。

9．[2018北京卷] 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：

（1）反应Ⅰ：2H₂SO₄(l) 2SO₂(g)+2H₂O(g)+O₂(g) ΔH₁=+551 kJ·mol^－1

反应Ⅲ：S(s)+O₂(g) SO₂(g) ΔH₃=－297 kJ·mol^－1

反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________。

10．[2018江苏卷] NO_x（主要指NO和NO₂）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO_x是环境保护的重要课题。

（1）用水吸收NO_x的相关热化学方程式如下：

2NO₂(g)+H₂O(l) HNO₃(aq)+HNO₂(aq) ΔH=−116.1 kJ·mol⁻¹

3HNO₂(aq) HNO₃(aq)+2NO(g)+H₂O(l) ΔH=75.9 kJ·mol⁻¹

反应3NO₂(g)+H₂O(l) 2HNO₃(aq)+NO(g)的ΔH=___________kJ·mol⁻¹。

11．[2017北京]TiCl₄是由钛精矿（主要成分为TiO₂）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl₄的流程示意图如下：

资料：TiCl₄及所含杂质氯化物的性质

化合物	SiCl4	TiCl4	AlCl3	FeCl3	MgCl2
沸点/℃	58	136	181（升华）	316	1412
熔点/℃	−69	−25	193	304	714
在TiCl4中的溶解性	互溶	——	微溶		难溶

（1）氯化过程：TiO₂与Cl₂难以直接反应，加碳生成CO和CO₂可使反应得以进行。

已知：TiO₂(s)+2 Cl₂(g)= TiCl₄(g)+ O₂(g) ΔH₁=+175.4 kJ·mol⁻¹

2C(s)+O₂(g)=2CO(g) ΔH₂=−220.9 kJ·mol⁻¹

1. 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl₄(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。

12．[2017新课标Ⅰ]近期发现，H₂S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：

（2）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_____________。

13．[2017新课标Ⅱ]丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

（1）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。

变式拓展

1．【答案】B

【解析】在H₂SO₄溶液中，Cu与H₂O₂反应的离子方程式为Cu(s)＋2H^＋(aq)＋H₂O₂(l)===Cu^2＋(aq)＋2H₂O(l)，根据盖斯定律，第一个热化学方程式＋×第二个热化学方程式＋第三个热化学方程式得：Cu(s)＋2H^＋(aq)＋H₂O₂(l)===Cu^2＋(aq)＋2H₂O(l)　ΔH＝＋64.39 kJ·mol^－1＋×(－196.46 kJ·mol^－1)＋(－285.84 kJ·mol^－1)＝－319.68 kJ·mol^－1。

2．【答案】D

【解析】因为醋酸是弱电解质，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)>Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸)，又因放热反应中，ΔH为负值，即ΔH=−Q，故ΔH₂<ΔH₃<ΔH₁。

考点冲关

1．【答案】C

【解析】根据盖斯定律，由3×①-②+③得C₂H₅OH(l)+3O₂(g) 2CO₂(g)+3H₂O(l)　ΔH=-(3Q₁-Q₂+Q₃) kJ/mol，C项正确。

2．【答案】A

【解析】25 ℃、101 kPa下，H₂(g)、C(s)和CH₃COOH(l)的燃烧热ΔH分别是－285.8 kJ· mol^－1、－393.5 kJ· mol^－1和－870.3 kJ· mol^－1，则H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1①，C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH＝－393.5 kJ· mol^－1②，CH₃COOH(l)＋2O₂(g)===2CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol^－1③，由盖斯定律可知，①×2＋②×2－③可得反应2C(s)＋2H₂(g)＋O₂(g)===CH₃COOH(l)，其反应热为2×(－285.8 kJ·mol^－1)＋2×(－393.5 kJ· mol^－1)＋870.3 kJ·mol^－1＝－488.3 kJ·mol^－1。

3．【答案】D

【解析】因①②③④反应均为燃烧反应，故ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄均小于0，根据盖斯定律，2ΔH₅＋ΔH₁＝ΔH₂＋2ΔH₃<0。

4．【答案】A

【解析】设三个热化学方程式依次是①、②、③，根据盖斯定律，③×12＋②×5－①×2得：4C₃H₅(ONO₂)₃(l)===12CO₂(g)＋10H₂O(g)＋O₂(g)＋6N₂(g)　ΔH＝12ΔH₃＋5ΔH₂－2ΔH₁。

5．【答案】D

【解析】燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，而该题中C(s)燃烧的生成物为CO，故通过ΔH=9.2 kJ/g×12 g/mol=-110.4 kJ/mol计算所得的结果不是碳[C(s)]的燃烧热，A项错误。由题给图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应放热，B项错误。由题给图像可知，氧化亚铜与氧气反应的活化能为 348 kJ/mol，C项错误。根据题给信息可得热化学方程式2C(s)+O₂(g) 2CO(g)　ΔH₁=-220.8 kJ/mol①；根据题图信息可写出热化学方程式2Cu₂O(s)+O₂(s) 4CuO(s)　ΔH₂=-292 kJ/mol②。足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)+2CuO(s) Cu₂O(s)+CO(g)　ΔH③，×(反应①-反应②)=反应③，则ΔH= (ΔH₁-ΔH₂)=+35.6 kJ/mol，D项正确。

6．【答案】B

【解析】已知：①Fe₂O₃(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO₂(g)；△H=−24.8 kJ/mol

②Fe₂O₃(s)+CO(g) Fe₃O₄(s)+CO₂(g)；△H=−15.73 kJ/mol

③Fe₃O₄(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO₂(g)；△H=+640.4 kJ/mol

由盖斯定律可知，得到反应CO+FeO Fe+CO₂，所以其反应热

△H==−218 kJ/mol，14 g CO气体还原足量FeO固体得到固体Fe和CO₂气体时，对应的△H为−109 kJ/mol，答案选B。

7．【答案】（1）>　（2）<　（3）<

【解析】（1）由盖斯定律知，用①式-②式得2H₂O(l) 2H₂O(g)　ΔH=ΔH₁-ΔH₂>0，故ΔH₁>ΔH₂。

（2）由盖斯定律知，用①式-②式得S(g) S(s)　ΔH=ΔH₁-ΔH₂<0，故ΔH₁<ΔH₂。

（3）由盖斯定律知，用①式-②式得CO(g)+1/2O₂(g) CO₂(g)　ΔH=ΔH₁-ΔH₂<0，故ΔH₁<ΔH₂。

8．【答案】（1）CH₃OH(l)＋O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol^－1

（2）－93

（3）＋226.7 kJ·mol^－1

（4）－1 940 kJ·mol^－1

（5）－80.5 kJ·mol^－1

【解析】（1）设1 mol CH₃OH(l)完全燃烧生成CO₂气体和液态水放出的热量为Q kJ。则有＝，解得Q＝726.4，所以甲醇燃烧的热化学方程式为CH₃OH(l)＋O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol^－1。

（2）反应热ΔH＝a kJ·mol^－1＝∑E(反应物)－∑E(生成物)＝3×436 kJ·mol^－1＋945 kJ·mol^－1－6×391 kJ·mol^－1＝－93 kJ·mol^－1。

（3）C(石墨，s)与H₂(g)反应生成C₂H₂(g)的热化学方程式为2C(石墨，s)＋H₂(g)===C₂H₂(g)　ΔH，根据盖斯定律可得出ΔH＝＝[4×(－393.5 kJ·mol^－1)＋(－571.6 kJ·mol^－1)－(－2 599 kJ·mol^－1)]×＝＋226.7 kJ·mol^－1。

（4）ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝414 kJ·mol^－1×4＋155 kJ·mol^－1×4－489 kJ·mol^－1×4－565 kJ·mol^－1×4＝－1 940 kJ·mol^－1。

9．【答案】（1）　>

（2）S(l)＋O₂(g)===SO₂(g) ΔH＝－529 kJ·mol^－1　>

（3）＋10.5 kJ·mol^－1

（4）＋124 kJ·mol^－1　－4 566

【解析】（1）根据盖斯定律，由(反应Ⅰ－反应Ⅲ)÷3，得N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)　ΔH₂＝ kJ·mol^－1。反应Ⅲ中生成物气体的物质的量大于反应物的，所以反应Ⅲ是熵增反应，ΔS>0。

（2）由已知信息③可得CO(g)＋O₂(g)===CO₂(g)　ΔH₃＝－283 kJ·mol^－1，将该热化学方程式及已知信息①中热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由a×2－b得：S(l)＋O₂(g)===SO₂(g)　ΔH＝(－283 kJ·mol^－1)×2＋37.0 kJ·mol^－1＝－529 kJ·mol^－1。设E₂为逆反应的活化能，则E₁－E₂＝ΔH₂>0，所以E₁>ΔH₂。

（3）醋酸和NaOH的中和反应(反应热ΔH)，可以分为CH₃COOH的电离(反应热ΔH₁)、H^＋和OH^－的中和(反应热ΔH₂)两步，故ΔH₁＝ΔH－ΔH₂＝－46.8 kJ·mol^－1－(－57.3 kJ·mol^－1)＝＋10.5 kJ·mol^－1。

（4）反应热＝反应物总键能－生成物总键能，由有机物的结构可知，乙苯催化脱氢反应的反应热等于—CH₂CH₃的总键能与—CH===CH₂、H₂的总键能之差，故乙苯催化脱氢反应的ΔH＝(5×412＋348－3×412－612－436) kJ·mol^－1＝＋124 kJ·mol^－1，根据盖斯定律，乙苯的燃烧热ΔH＝－290 kJ·mol^－1＋(－4 400 kJ·mol^－1)＋(＋124 kJ·mol^－1)＝－4 566 kJ·mol^－1。

直通高考

1．【答案】C

【解析】根据盖斯定律，得ΔH=ΔH₁+ΔH₂+ΔH₃，又易知Ca²⁺半径大于Mg²⁺半径，所以CaCO₃的离子键强度弱于MgCO₃，CaO的离子键强度弱于MgO。

A．ΔH₁表示断裂CO₃²⁻和M²⁺的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH₁(MgCO₃)＞ΔH₁(CaCO₃)＞0，A项正确；

B．ΔH₂表示断裂CO₃²⁻中共价键形成O²⁻和CO₂吸收的能量，与M²⁺无关，因而ΔH₂(MgCO₃)＝ΔH₂(CaCO₃)＞0，B项正确；

C．由上可知ΔH₁(CaCO₃)−ΔH₁(MgCO₃)<0，而ΔH₃表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH₃为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH₃(CaO)>ΔH₃(MgO)，ΔH₃(CaO)−ΔH₃(MgO)>0，C项错误；

D．由上分析可知ΔH₁+ΔH₂>0，ΔH₃<0，故ΔH₁＋ΔH₂＞ΔH₃，D项正确。故答案选C。

2．【答案】C

【解析】A．反应①、②的生成物CO₂和H₂是反应③的反应物，A正确；B．反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C．4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C错误；D．把反应②③④三个反应按(②+③)×2+④可得该反应及对应的焓变，D正确。

【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。

3．【答案】（1）89.3

【解析】（1）根据盖斯定律①+②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol；

答案：89.3；

4．【答案】（2）-116

【解析】（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得 ∆H=（∆H₁+∆H₂+∆H₃）×2=−116kJ·mol^{− 1}。

5．【答案】（1）① CH₄ + 2H₂O= 4H₂ + CO₂ ②C(s)+CO₂(g)=2CO(g)

【解析】（1）①由于生成物为H₂和CO₂，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH₄ + 2H₂O= 4H₂ + CO₂；

②ⅰ− ⅱ可得CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g),设为ⅳ，用ⅳ− ⅲ可得C(s)+CO₂(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO₂(g)=2CO(g)反应的焓变。

6．【答案】Ⅰ．

Ⅱ．（4） 减小

【解析】

【分析】

I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态，要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件；

II.（4）此问是盖斯定律的简单应用，对热化学方程式直接进行加减即可。

【详解】I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl₃和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl₃的化学计量数恰好是1，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl₃(g)+H₂(g) ∆H=− 225kJ·mol^{− 1}；SiHCl₃中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键，由此可写出其电子式为： ，注意别漏标3个氯原子的孤电子对；

II.（4）将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H₃=∆H₂− ∆H₁，因∆H₂<0、∆H₁>0，所以∆H₃必小于0，即反应③正反应为放热反应，而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。

7．【答案】（1）247

【解析】（1）已知：

①C(s)+2H₂(g)=CH₄(g) ΔH=-75 kJ·mol⁻¹

②C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH=-394 kJ·mol⁻¹

③C(s)+1/2O₂(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol⁻¹

根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g)的ΔH=＋247 kJ·mol⁻¹。.

8．【答案】（1）2SiHCl₃+3H₂O (HSiO)₂O+6HCl

（2）114

【解析】（1）根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)₂O，方程式为：2SiHCl₃+3H₂O=(HSiO)₂O+6HCl。

（2）将第一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变，所以焓变为48×3+(－30)=114kJ·mol^-1。

9．【答案】（1）3SO₂(g)+2H₂O (g) 2H₂SO₄ (l)+S(s) ΔH₂=−254 kJ·mol⁻¹

【解析】（1）根据过程，反应II为SO₂催化歧化生成H₂SO₄和S，反应为3SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H₂SO₄（l）+S（s）=3SO₂（g）+2H₂O（g）ΔH=ΔH₁+ΔH₃=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）+S（s）ΔH=-254 kJ/mol。

10．【答案】（1）−136.2

【解析】（1）将两个热化学方程式编号，

2NO₂（g）+H₂O（l）=HNO₃（aq）+HNO₂（aq） ΔH=−116.1 kJ·mol⁻¹（①式）

3HNO₂（aq）=HNO₃（aq）+2NO（g）+H₂O（l） ΔH=75.9 kJ·mol⁻¹（②式）

应用盖斯定律，将（①式×3+②式）÷2得，反应3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）ΔH=[（−116.1 kJ·mol⁻¹）×3+75.9 kJ·mol⁻¹]÷2=-136.2kJ·mol⁻¹。

11．【答案】（1）①TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s)===TiCl₄(g)+2CO(g) △H=−45.5 kJ/mol

【解析】（1）①生成TiCl₄和CO的反应方程式为TiO₂＋2Cl₂＋2C===TiCl₄＋2CO，根据盖斯定律，两式相加，得到TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s)===TiCl₄(g)+2CO(g) △H=ΔH₁+ΔH₂=（−220.9 kJ·mol⁻¹）+（+175.4 kJ·mol⁻¹）=−45.5 kJ·mol^－1。

12．【答案】（2）H₂O(l)===H₂(g)+O₂(g) ΔH=+286 kJ/mol

H₂S(g)===H₂(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系统（II）

【解析】（2）①H₂SO₄(aq)===SO₂(g)+H₂O(l)+O₂(g) △H₁=＋327 kJ/mol

②SO₂(g)+I₂(s)+ 2H₂O(l)===2HI(aq)+ H₂SO₄(aq) △H₂=－151 kJ/mol

③2HI(aq) ===H₂ (g)+ I₂(s) △H₃=＋110 kJ/mol

④H₂S(g)+ H₂SO₄(aq) ===S(s)+SO₂(g)+ 2H₂O(l) △H₄=＋61 kJ/mol

①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式H₂O(l) ===H₂(g)+O₂(g) △H=+286 kJ/mol；

②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H₂S (g) ===H₂(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。

根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H₂所需能量较少的是系统II。

13．【答案】（1）+123

【解析】（1）根据盖斯定律，用②式−③式可得①式，因此ΔH₁=ΔH₂−ΔH₃=−119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123 kJ/mol。

 

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