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高考化学 考点32 反应热的计算学案（含解析）
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这是一份高考化学 考点32 反应热的计算学案（含解析），共6页。学案主要包含了反应热的计算，反应热大小比较的技巧等内容，欢迎下载使用。
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。
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 ml”、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
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/ml，
则向密闭容器中通入2 ml SO2和1 ml 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) SKIPIF 1 < 0 C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g) SKIPIF 1 < 0 C(l) ΔH2<0
因为C(g) SKIPIF 1 < 0 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) SKIPIF 1 < 0 SO2(g) ΔH1<0
S(g)+O2(g) SKIPIF 1 < 0 SO2(g) ΔH2<0
S(s) SKIPIF 1 < 0 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) SKIPIF 1 < 0 CO2(g) ΔH1<0
C(s)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 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)＋eq \f(3,2)C(s)===eq \f(3,2)CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234.1 kJ·ml－1；
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1。
则2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是
A．－169.4 kJ·ml－1 B．－627.6 kJ·ml－1
C．－744.7 kJ·ml－1 D．－824.4 kJ·ml－1
【答案】D
【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·ml－1；②Fe2O3(s)＋eq \f(3,2)C(s)===eq \f(3,2)CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234.1 kJ·ml－1，根据盖斯定律①×eq \f(3,2)－②即可以得到2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1×eq \f(3,2)－234.1 kJ·ml－1≈－824.4 kJ·ml－1，故D正确。
1．已知(1)Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)ΔH＝－348.3kJ·ml－1
(2)2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s)ΔH＝－31.0kJ·ml－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于
A．－317.3kJ·ml－1B．－379.3kJ·ml－1
C．－332.8kJ·ml－1D．317.3kJ·ml－1
【答案】A
【详解】
根据盖斯定律可知，(1)-(2)可得Zn(s)＋Ag2O(s)=ZnO(s)＋2Ag(s)，则ΔH=－348.3kJ·ml-1+31.0kJ·ml-1=－317.3kJ·ml-1，答案为A。
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2 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)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2
B．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．H2(g)＋eq \f(1,2)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
【答案】A
【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 ml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。
2．已知：(1)H2(g)＋O2(g)= H2O(g) ΔH1＝a kJ·ml－1
(2)2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(g) ΔH2＝b kJ·ml－1
(3)H2(g)＋O2(g)= H2O(l) ΔH3＝c kJ·ml－1
(4)2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(l) ΔH4＝d kJ·ml－1下列关系式中正确的是( )
A．a＜c＜0B．2a＝b＜0C．b＞d＞0D．2c＝d＞0
【答案】B
【详解】
同一物质，液态比气态稳定；物质越稳定，能量越低；氢气与氧气生成水均是放热反应，则a、b、c、d均小于0；故有0>b>d；0>a>c；2a＝b<0；2c＝d<0；综上所诉，答案为B。
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·ml−1中的 92.4 kJ 是1 ml N2(g)与3 ml H2(g)完全反应生成 2 ml NH3(g)时放出的热量。
1．已知：①H2O(g)H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ/ml，②C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ/ml，③C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/ml。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/ml
B．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1 +Q3) kJ/ml
C．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/ml
D．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/ml
【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/ml，C项正确。
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·ml－1、
－285.8 kJ·ml－1、－870.3 kJ·ml－1，则 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为
A．－488.3 kJ·ml－1 B．＋488.3 kJ·ml－1
C．－191 kJ·ml－1 D．＋191 kJ·ml－1
【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· ml－1、－393.5 kJ· ml－1和－870.3 kJ· ml－1，则H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1①，C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ· ml－1②，CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－870.3 kJ·ml－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·ml－1)＋2×(－393.5 kJ· ml－1)＋870.3 kJ·ml－1＝－488.3 kJ·ml－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
【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．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
【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．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/ml
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/ml
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/ml
【答案】D
【解析】燃烧热是指1 ml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/ml=-110.4 kJ/ml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/ml，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/ml①；根据题图信息可写出热化学方程式2Cu2O(s)+O2(s) 4CuO(s) ΔH2=-292 kJ/ml②。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/ml，D项正确。
6．已知下列热化学方程式：
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=−24.8 kJ·ml−1
Fe2O3(s)+CO(g)Fe3O4(s)+CO2(g) △H=−15.73 kJ·ml−1
Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.4 kJ·ml−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·ml−1 B．−109 kJ·ml−1 C．+218 kJ·ml−1 D．+109 kJ·ml−1
【答案】B
【解析】已知：①Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)；△H=−24.8 kJ/ml
②Fe2O3(s)+CO(g) Fe3O4(s)+CO2(g)；△H=−15.73 kJ/ml
③Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)；△H=+640.4 kJ/ml
由盖斯定律可知，得到反应CO+FeOFe+CO2，所以其反应热
△H==−218 kJ/ml，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/ml，答案选B。
7．已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=akJ·ml-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220 kJ·ml-1
H—H、O=O和O—H键的键能分别为436 kJml-1，496 kJml-1和462 kJml-1。则a为 ( )
A．-332B．-118C．+350D．+130
【答案】D
【详解】
①C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) ΔH＝a kJ·ml-1,②2C(s) +O2(g) =2CO(g)ΔH＝－220 kJ·ml-1 ，将①-②×得：H2O(g) = H2(g)+O2(g)ΔH＝(a+110) kJ·ml-1，2×462-(436+×496)=a+110，解得a=+130。所以D符合题意；
故答案：D。
8．已知：Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s) ΔH=＋234.14 kJ/ml，
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/ml，
则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是（ ）
A．-824.4 kJ/mlB．-627.6 kJ/mlC．-744.7 kJ/mlD．-169.4 kJ/ml
【答案】A
【详解】
已知①Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s) ΔH=＋234.14 kJ/ml，
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/ml，
根据盖斯定律，将②×-①，整理可得2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH=-824.4 kJ/ml，故答案为A。
9．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 ml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。
已知反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝a kJ·ml－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·ml－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·ml－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·ml－1
根据盖斯定律，计算298 K时，由C(石墨，s)和H2(g)生成1 ml 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 。
（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·ml－1
C(s，石墨)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·ml－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是 。
【答案】（1）CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·ml－1
（2）－93
（3）＋226.7 kJ·ml－1
（4）－1 940 kJ·ml－1
（5）－80.5 kJ·ml－1
【解析】（1）设1 ml 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eq \f(\f(5 g,32 g·ml－1),113.5 kJ)＝eq \f(1 ml,Q kJ)，解得Q＝726.4，所以甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·ml－1。
（2）反应热ΔH＝a kJ·ml－1＝∑E(反应物)－∑E(生成物)＝3×436 kJ·ml－1＋945 kJ·ml－1－6×391 kJ·ml－1＝－93 kJ·ml－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＝eq \f(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3,2)＝[4×(－393.5 kJ·ml－1)＋(－571.6 kJ·ml－1)－(－2 599 kJ·ml－1)]×eq \f(1,2)＝＋226.7 kJ·ml－1。
（4）ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝414 kJ·ml－1×4＋155 kJ·ml－1×4－489 kJ·ml－1×4－565 kJ·ml－1×4＝－1 940 kJ·ml－1。
10．（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·ml－1
反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2＝b kJ·ml－1
反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3＝c kJ·ml－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·ml－1
②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) ΔH2＝＋45.4 kJ·ml－1
③CO的燃烧热ΔH3＝－283 kJ·ml－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·ml－1，H2SO4(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3 kJ·ml－1，则CH3COOH在水溶液中电离的反应热ΔH1＝________。
（4）已知：
则＋H2(g) ΔH＝________；
又知H2和苯乙烯的燃烧热ΔH分别为－290 kJ·ml－1和－4 400 kJ·ml－1，则乙苯的燃烧热ΔH＝________ kJ·ml－1。
【答案】（1）eq \f(a－c,3) >
（2）S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－529 kJ·ml－1 >
（3）＋10.5 kJ·ml－1
（4）＋124 kJ·ml－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＝eq \f(a－c,3) kJ·ml－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)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283 kJ·ml－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·ml－1)×2＋37.0 kJ·ml－1＝－529 kJ·ml－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·ml－1－(－57.3 kJ·ml－1)＝＋10.5 kJ·ml－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·ml－1＝＋124 kJ·ml－1，根据盖斯定律，乙苯的燃烧热ΔH＝－290 kJ·ml－1＋(－4 400 kJ·ml－1)＋(＋124 kJ·ml－1)＝－4 566 kJ·ml－1。
1．（2020·北京高考真题）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．1mlC(石墨)和1mlCO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
【解析】A．所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)+O2(g)= CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/ml，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，正确；B．根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/ml，CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/ml，根据反应可知都是放热反应，1mlC(石墨)和1mlCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1mlC(石墨)放热多，正确；C．根据分析，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/ml，②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/ml，根据盖斯定律①-②ｘ2可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2，错误；D．根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，正确；答案选C。
2．[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
【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。
3．[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·ml−1
②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·ml−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·ml−1
④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·ml−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·ml−1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·ml−1
【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。
4．[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·ml −1 ①
H2(g)+ I2(g) 2HI(g)ΔH2=−11.0 kJ·ml −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·ml −1。
【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/ml；
答案：89.3；
5．[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）Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·ml− 1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=− 20 kJ·ml− 1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=− 121 kJ·ml− 1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·ml− 1。
【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·ml− 1。
6．[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。
【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。
7．[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”）。
【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·ml− 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。
8．[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·ml−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·ml−1
C(s)+(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·ml−1
该催化重整反应的ΔH=__________ kJ·ml−1。
【答案】（1）247
【解析】（1）已知：
①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·ml−1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·ml−1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·ml−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·ml−1。.
9．[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·ml−1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=−30 kJ·ml−1
则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·ml−1。
【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·ml-1。
10．[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·ml－1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·ml－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________。
【答案】（1）3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=−254 kJ·ml−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/ml）+（-297kJ/ml）=+254kJ/ml，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254 kJ/ml。
11．[2018江苏卷] NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=−116.1 kJ·ml−1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·ml−1
反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=___________kJ·ml−1。
【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·ml−1（①式）
3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·ml−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·ml−1） QUOTE ×3+75.9 kJ·ml−1] QUOTE ÷2=-136.2kJ·ml−1。
12．[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
（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·ml−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=−220.9 kJ·ml−1
沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。
【答案】（1）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) △H=−45.5 kJ/ml
【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·ml−1）+（+175.4 kJ·ml−1）=−45.5 kJ·ml－1。
13．[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_____________。
【答案】（2）H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/ml
H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/ml系统（II）
【解析】（2）①H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=＋327 kJ/ml
②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)===2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/ml
③2HI(aq) ===H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/ml
④H2S(g)+ H2SO4(aq) ===S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/ml
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/ml；
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/ml。
根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1ml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。
14．[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·ml−1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=−242 kJ·ml−1
反应①的ΔH1为________kJ·ml−1。
【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/ml +242 kJ/ml =+123 kJ/ml。
热化学方程式
焓变之间的关系
mAB ΔH1
AB ΔH2
ΔH2=ΔH1或ΔH1=mΔH2
mAB ΔH1
BmA ΔH2
ΔH1=−ΔH2
mAB ΔH1
BnC ΔH2
mAnC ΔH
ΔH=ΔH1+ΔH2
物质
CH4
(C—H)
Si
（Si—Si）
SiO2
(Si—O)
金刚石
（C—C）
石墨
（C—C）
P4
（P—P））
1 ml微粒所含共价键数目/NA
4
2
4
2
1.5
6
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·ml－1)
436
391
945
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·ml－1)
414
489
565
155
化学键
C—H
C—C
C==C
H—H
键能/(kJ·ml－1)
412
348
612
436
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
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。
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 ml”、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
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/ml，
则向密闭容器中通入2 ml SO2和1 ml 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) SKIPIF 1 < 0 C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g) SKIPIF 1 < 0 C(l) ΔH2<0
因为C(g) SKIPIF 1 < 0 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) SKIPIF 1 < 0 SO2(g) ΔH1<0
S(g)+O2(g) SKIPIF 1 < 0 SO2(g) ΔH2<0
S(s) SKIPIF 1 < 0 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) SKIPIF 1 < 0 CO2(g) ΔH1<0
C(s)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 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)＋eq \f(3,2)C(s)===eq \f(3,2)CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234.1 kJ·ml－1；
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1。
则2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是
A．－169.4 kJ·ml－1 B．－627.6 kJ·ml－1
C．－744.7 kJ·ml－1 D．－824.4 kJ·ml－1
【答案】D
【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·ml－1；②Fe2O3(s)＋eq \f(3,2)C(s)===eq \f(3,2)CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234.1 kJ·ml－1，根据盖斯定律①×eq \f(3,2)－②即可以得到2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1×eq \f(3,2)－234.1 kJ·ml－1≈－824.4 kJ·ml－1，故D正确。
1．已知(1)Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)ΔH＝－348.3kJ·ml－1
(2)2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s)ΔH＝－31.0kJ·ml－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于
A．－317.3kJ·ml－1B．－379.3kJ·ml－1
C．－332.8kJ·ml－1D．317.3kJ·ml－1
【答案】A
【详解】
根据盖斯定律可知，(1)-(2)可得Zn(s)＋Ag2O(s)=ZnO(s)＋2Ag(s)，则ΔH=－348.3kJ·ml-1+31.0kJ·ml-1=－317.3kJ·ml-1，答案为A。
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2 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)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2
B．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．H2(g)＋eq \f(1,2)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
【答案】A
【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 ml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。
2．已知：(1)H2(g)＋O2(g)= H2O(g) ΔH1＝a kJ·ml－1
(2)2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(g) ΔH2＝b kJ·ml－1
(3)H2(g)＋O2(g)= H2O(l) ΔH3＝c kJ·ml－1
(4)2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(l) ΔH4＝d kJ·ml－1下列关系式中正确的是( )
A．a＜c＜0B．2a＝b＜0C．b＞d＞0D．2c＝d＞0
【答案】B
【详解】
同一物质，液态比气态稳定；物质越稳定，能量越低；氢气与氧气生成水均是放热反应，则a、b、c、d均小于0；故有0>b>d；0>a>c；2a＝b<0；2c＝d<0；综上所诉，答案为B。
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·ml−1中的 92.4 kJ 是1 ml N2(g)与3 ml H2(g)完全反应生成 2 ml NH3(g)时放出的热量。
1．已知：①H2O(g)H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ/ml，②C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ/ml，③C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/ml。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/ml
B．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1 +Q3) kJ/ml
C．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/ml
D．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/ml
【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/ml，C项正确。
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·ml－1、
－285.8 kJ·ml－1、－870.3 kJ·ml－1，则 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为
A．－488.3 kJ·ml－1 B．＋488.3 kJ·ml－1
C．－191 kJ·ml－1 D．＋191 kJ·ml－1
【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· ml－1、－393.5 kJ· ml－1和－870.3 kJ· ml－1，则H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1①，C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ· ml－1②，CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－870.3 kJ·ml－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·ml－1)＋2×(－393.5 kJ· ml－1)＋870.3 kJ·ml－1＝－488.3 kJ·ml－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
【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．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
【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．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/ml
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/ml
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/ml
【答案】D
【解析】燃烧热是指1 ml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/ml=-110.4 kJ/ml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/ml，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/ml①；根据题图信息可写出热化学方程式2Cu2O(s)+O2(s) 4CuO(s) ΔH2=-292 kJ/ml②。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/ml，D项正确。
6．已知下列热化学方程式：
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=−24.8 kJ·ml−1
Fe2O3(s)+CO(g)Fe3O4(s)+CO2(g) △H=−15.73 kJ·ml−1
Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.4 kJ·ml−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·ml−1 B．−109 kJ·ml−1 C．+218 kJ·ml−1 D．+109 kJ·ml−1
【答案】B
【解析】已知：①Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)；△H=−24.8 kJ/ml
②Fe2O3(s)+CO(g) Fe3O4(s)+CO2(g)；△H=−15.73 kJ/ml
③Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)；△H=+640.4 kJ/ml
由盖斯定律可知，得到反应CO+FeOFe+CO2，所以其反应热
△H==−218 kJ/ml，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/ml，答案选B。
7．已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=akJ·ml-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220 kJ·ml-1
H—H、O=O和O—H键的键能分别为436 kJml-1，496 kJml-1和462 kJml-1。则a为 ( )
A．-332B．-118C．+350D．+130
【答案】D
【详解】
①C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) ΔH＝a kJ·ml-1,②2C(s) +O2(g) =2CO(g)ΔH＝－220 kJ·ml-1 ，将①-②×得：H2O(g) = H2(g)+O2(g)ΔH＝(a+110) kJ·ml-1，2×462-(436+×496)=a+110，解得a=+130。所以D符合题意；
故答案：D。
8．已知：Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s) ΔH=＋234.14 kJ/ml，
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/ml，
则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是（ ）
A．-824.4 kJ/mlB．-627.6 kJ/mlC．-744.7 kJ/mlD．-169.4 kJ/ml
【答案】A
【详解】
已知①Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s) ΔH=＋234.14 kJ/ml，
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/ml，
根据盖斯定律，将②×-①，整理可得2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH=-824.4 kJ/ml，故答案为A。
9．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 ml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。
已知反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝a kJ·ml－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·ml－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·ml－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·ml－1
根据盖斯定律，计算298 K时，由C(石墨，s)和H2(g)生成1 ml 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 。
（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·ml－1
C(s，石墨)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·ml－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是 。
【答案】（1）CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·ml－1
（2）－93
（3）＋226.7 kJ·ml－1
（4）－1 940 kJ·ml－1
（5）－80.5 kJ·ml－1
【解析】（1）设1 ml 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eq \f(\f(5 g,32 g·ml－1),113.5 kJ)＝eq \f(1 ml,Q kJ)，解得Q＝726.4，所以甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·ml－1。
（2）反应热ΔH＝a kJ·ml－1＝∑E(反应物)－∑E(生成物)＝3×436 kJ·ml－1＋945 kJ·ml－1－6×391 kJ·ml－1＝－93 kJ·ml－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＝eq \f(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3,2)＝[4×(－393.5 kJ·ml－1)＋(－571.6 kJ·ml－1)－(－2 599 kJ·ml－1)]×eq \f(1,2)＝＋226.7 kJ·ml－1。
（4）ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝414 kJ·ml－1×4＋155 kJ·ml－1×4－489 kJ·ml－1×4－565 kJ·ml－1×4＝－1 940 kJ·ml－1。
10．（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·ml－1
反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2＝b kJ·ml－1
反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3＝c kJ·ml－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·ml－1
②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) ΔH2＝＋45.4 kJ·ml－1
③CO的燃烧热ΔH3＝－283 kJ·ml－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·ml－1，H2SO4(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3 kJ·ml－1，则CH3COOH在水溶液中电离的反应热ΔH1＝________。
（4）已知：
则＋H2(g) ΔH＝________；
又知H2和苯乙烯的燃烧热ΔH分别为－290 kJ·ml－1和－4 400 kJ·ml－1，则乙苯的燃烧热ΔH＝________ kJ·ml－1。
【答案】（1）eq \f(a－c,3) >
（2）S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－529 kJ·ml－1 >
（3）＋10.5 kJ·ml－1
（4）＋124 kJ·ml－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＝eq \f(a－c,3) kJ·ml－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)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283 kJ·ml－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·ml－1)×2＋37.0 kJ·ml－1＝－529 kJ·ml－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·ml－1－(－57.3 kJ·ml－1)＝＋10.5 kJ·ml－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·ml－1＝＋124 kJ·ml－1，根据盖斯定律，乙苯的燃烧热ΔH＝－290 kJ·ml－1＋(－4 400 kJ·ml－1)＋(＋124 kJ·ml－1)＝－4 566 kJ·ml－1。
1．（2020·北京高考真题）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．1mlC(石墨)和1mlCO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
【解析】A．所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)+O2(g)= CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/ml，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，正确；B．根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/ml，CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/ml，根据反应可知都是放热反应，1mlC(石墨)和1mlCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1mlC(石墨)放热多，正确；C．根据分析，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/ml，②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/ml，根据盖斯定律①-②ｘ2可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2，错误；D．根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，正确；答案选C。
2．[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
【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。
3．[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·ml−1
②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·ml−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·ml−1
④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·ml−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·ml−1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·ml−1
【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。
4．[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·ml −1 ①
H2(g)+ I2(g) 2HI(g)ΔH2=−11.0 kJ·ml −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·ml −1。
【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/ml；
答案：89.3；
5．[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）Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·ml− 1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=− 20 kJ·ml− 1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=− 121 kJ·ml− 1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·ml− 1。
【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·ml− 1。
6．[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。
【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。
7．[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”）。
【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·ml− 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。
8．[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·ml−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·ml−1
C(s)+(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·ml−1
该催化重整反应的ΔH=__________ kJ·ml−1。
【答案】（1）247
【解析】（1）已知：
①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·ml−1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·ml−1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·ml−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·ml−1。.
9．[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·ml−1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=−30 kJ·ml−1
则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·ml−1。
【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·ml-1。
10．[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·ml－1
反应Ⅲ：S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJ·ml－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________。
【答案】（1）3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=−254 kJ·ml−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/ml）+（-297kJ/ml）=+254kJ/ml，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254 kJ/ml。
11．[2018江苏卷] NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=−116.1 kJ·ml−1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·ml−1
反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=___________kJ·ml−1。
【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·ml−1（①式）
3HNO2（aq）=HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·ml−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·ml−1） QUOTE ×3+75.9 kJ·ml−1] QUOTE ÷2=-136.2kJ·ml−1。
12．[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
（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·ml−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=−220.9 kJ·ml−1
沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。
【答案】（1）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) △H=−45.5 kJ/ml
【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·ml−1）+（+175.4 kJ·ml−1）=−45.5 kJ·ml－1。
13．[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_____________。
【答案】（2）H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/ml
H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/ml系统（II）
【解析】（2）①H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=＋327 kJ/ml
②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)===2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/ml
③2HI(aq) ===H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/ml
④H2S(g)+ H2SO4(aq) ===S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/ml
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/ml；
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/ml。
根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1ml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。
14．[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·ml−1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=−242 kJ·ml−1
反应①的ΔH1为________kJ·ml−1。
【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/ml +242 kJ/ml =+123 kJ/ml。
热化学方程式
焓变之间的关系
mAB ΔH1
AB ΔH2
ΔH2=ΔH1或ΔH1=mΔH2
mAB ΔH1
BmA ΔH2
ΔH1=−ΔH2
mAB ΔH1
BnC ΔH2
mAnC ΔH
ΔH=ΔH1+ΔH2
物质
CH4
(C—H)
Si
（Si—Si）
SiO2
(Si—O)
金刚石
（C—C）
石墨
（C—C）
P4
（P—P））
1 ml微粒所含共价键数目/NA
4
2
4
2
1.5
6
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·ml－1)
436
391
945
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·ml－1)
414
489
565
155
化学键
C—H
C—C
C==C
H—H
键能/(kJ·ml－1)
412
348
612
436
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
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