高考化学一轮复习第1部分专题6第1单元化学反应的热效应教案苏教版

考纲定位核心素养

1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的

能量转化形式。

2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。

4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。了解活化能的概念。

6．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。1.变化观念——认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。

2．模型认知——认识盖斯定律应用及推导目标反应的热化学方程式的思维模型。3．社会责任——关注能源的合理开发利用，具有可持续的能源发展意识，利用化学知识开发利用新能源。

高考化学一轮复习第1部分专题6第1单元化学反应的热效应教

案苏教版

考点一| 焓变热化学方程式

1．化学反应中的能量变化

(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。

(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反应中的能量转化形式

①吸热反应：热能―→化学能。

②放热反应：化学能―→热能。

③光合作用：光能―→化学能。

④燃烧反应：化学能―→热能，化学能―→光能。

⑤原电池反应：化学能―→电能。

⑥电解池反应：电能―→化学能。

(4)化学反应的实质与特征

2．焓变、反应热

(1)焓(H)

用于描述物质所具有能量的物理量。

(2)焓变(Δ

H)

ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。单位kJ·mol－1或kJ/mol。

(3)反应热

指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q

表示，单

位kJ·mol－1。

(4)焓变与反应热的关系

对于恒温恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Q p。

3．吸热反应和放热反应

(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。

(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析

提醒：常见的放热反应和吸热反应

放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟水或酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应。

吸热反应：①大多数分解反应；②盐类的水解反应；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。

4．活化能与焓变的关系

(1)E 1为正反应活化能，E 2为逆反应活化能，ΔH ＝E 1－

E 2；

(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能，能提高反应物活化分子百分含量，但不影响焓变的大小。

5．热化学方程式

(1)定义：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。

(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。

如2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1

表示在25 ℃、101 kPa 条件下，2_mol_H 2和1_mol__O 2反应生成2_mol 液态水时放出571.6_kJ 的热量。

[深度归纳] 书写热化学方程式注意事项

(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa 下进行的，可不注明。

(2)注明物质状态：常用s 、l 、g 、aq 分别表示固体、液体、气体、水溶液。

(3)注意符号、单位：ΔH 应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol －1)。

(4)区别于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。

(5)注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH 相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH 也要加倍。

(6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。

[应用体验]

1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行。( )

(2)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应。( )

(3)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变。( )

(4)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。( )

(5)正反应的活化能越高，反应越难进行，焓变越大。( )

答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×

2．常温常压下，1 g H 2完全燃烧，放出a kJ 的热量，则H 2燃烧的热化学方程式为_______________________________________________。

答案：H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－2a kJ·mol －1

考法1 化学反应中的能量变化

1．根据下列图象的叙述不正确的是( )

A ．图(1)表示的热化学方程式为CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) ΔH ＝－41 kJ·mol －1

B ．图(2)表示的热化学方程式为CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋41 kJ·mol －1

C ．由图可知正逆反应的热效应的数值相同

D ．两个图象表示的含义不同

B [图(2)表示的反应物为CO 2(g)和H 2(g)，B 项错误。]

2．(2019·河南十校模拟)研究表明N 2O 与CO 在Fe ＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是(

)

A ．反应总过程ΔH <0

B ．Fe ＋使反应的活化能减小

C ．FeO ＋也是该反应的催化剂

D ．Fe ＋＋N 2O ―→FeO ＋＋N 2、FeO ＋＋CO ―→Fe ＋＋CO 2两步反应均为放热反应

C [A 项，反应总过程为N 2O ＋CO===N 2＋CO 2，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，ΔH <0，正确；B 项，根据反应历程，Fe ＋为催化剂，能够降低反应的活化能，正确；C 项，FeO ＋为中间产物，而不是催化剂，错误；

D 项，根据图示，Fe ＋＋N 2O ―→FeO ＋＋N 2、FeO ＋＋CO ―→Fe ＋

＋CO 2两反应中反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，正确。]

考法2 活化能

3．(2019·三晋名校联考)在苯中，HA 发生二聚：2HA (HA)2，反应在较低温度下自发进行，则ΔH ________(填“>”“<”或“＝”)0。已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的59

。下列能量关系图最合理的是________(填字母序号)。

A B

C D

解析：反应在较低温度下自发进行， 说明ΔH <0，故HA 的能量比(HA)2的能量高，又因为该二聚反应的反应热数值约为活化能的5

9

，故选B 。

答案：< B

4．已知：2SO 2(g)＋O 2

2SO 3(g) ΔH ＝－a kJ·mol －1

，该反应的正反应活化能为b

kJ·mol －1

，则该反应的逆反应活化能为________ kJ·mol －1

。

答案：a ＋b

考法3 化学键(或键能)变化与ΔH 的互算

5．(2019·山西大学附中模拟)根据键能数据估算CH 4(g)＋4F 2(g)===CF 4(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

A －1

－1

C ．＋1 940 kJ·mol －1

D ．－1 940 kJ·mol －1

D [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

。]

6．用Cl 2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl 。利用如下反应，可实现氯的循环利用：

4HCl(g)＋O 2(g)2Cl 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－115.6 kJ·mol －1

。下列说法正确的是( )

A ．该反应的活化能为115.6 kJ·mol －1

B ．使用催化剂能使该反应的焓变增大

C ．该反应的正反应活化能比逆反应活化能大

D ．断裂H 2O(g)中1 mol H —O 键比断裂HCl(g)中1 mol H —Cl 键所需能量多 D [A 项，活化能不等于反应热，错误。 B 项，催化剂对反应焓变的大小无影响，错误。

C 项，考生易因不清楚反应热与活化能的关系而出错，ΔH ＝正反应活化能－逆反应活化

能<0，故正反应活化能比逆反应活化能小，错误。

D项，考生利用键能计算时，易因忽视1 mol H2O中含有2 mol H—O键而出错，4×E(H—Cl)＋498 kJ·mol－1－[2×243 kJ·mol－1＋4×E(H－O)]＝－115.6 kJ·mol－1，整理得E(H—O)－E(H—Cl)＝31.9 kJ·mol－1，故断开1 mol H—O键比断开1 mol H—Cl键所需能量多，正确。]

[思维建模] ΔH的三种基本计算公式

(1)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和。

(2)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)。

(3)ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。

注意：常见物质(1 mol)中化学键数目

物质

CO2

(C===O)

CH4

(C—H)

P4

(P—P)

SiO2

(Si—O)

石

墨

金刚石

S 8

(S—S

)

Si

键数 2 4 6 4 1.

5

2 8 2

7．根据信息书写热化学方程式

(1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：

已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成 1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为___________________________________________

___________________________________________________________。

(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)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为___________________________________。

(4)化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示

试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：__________。

(5)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8

g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是___________________________________________________________。

解析：(1)室温时AX3为液态(l)，

AX5为固态(s)。

(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，据此可写出反应的热化学方程式。

(3)1 mol N2完全反应放出的热量为Q

1×25%

kJ＝4Q kJ，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－4Q kJ·mol－1。

(4)根据箭头的指向可知a、b、c均为正值。

(5)消耗1 mol NaBH4(s)放热21.6

3.8

×38 kJ＝216 kJ。

答案：(1)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)

ΔH＝－123.8 kJ·mol－1 (2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝－2Q kJ·mol－1

(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－4Q kJ·mol－1

(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)

ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1 (5)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)

ΔH＝－216 kJ·mol－1

考点二| 燃烧热中和热能源

1．燃烧热和中和热

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的量为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_H2O时所放出

的热量

表示方法

燃烧热ΔH＝

－a kJ·mol－1(a>0)

强酸与强碱反应的中和热ΔH

＝－57.3_kJ·mol－1

提醒：(1)对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但其焓变为负值。(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O(l)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。(3)常温时稳定氧化物示例：

H→H2O(l)，C→CO2(g)，S→SO2(g)，N→N2(g)。(4)1 g物质完全燃烧所放出的热量为该物质的热值。

2．中和反应热的测定

(1)实验步骤

①绝热装置组装―→②量取一定体积酸、碱稀溶液―→③测反应前酸碱液温度(t1、t2)―→④混合酸碱液，测反应时最高温度(t3)―→⑤重复2～3次实验―→⑥求平均温度差(t3

－t1＋t2

2

)―→⑦计算中和热ΔH

(2)中和热测定数据处理

ΔH＝－

m酸＋m碱·c·t3－

t1＋t2

2

n H2O

c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1。

提醒：(1)酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。

若用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。(2)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。(3)计算时应注意单位的统一，且要注意数据的取舍，无效数据要舍去。

3．能源

提醒：科学开发利用能源的措施

(1)

提高能源的利用率 科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧：

一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O 2浓度等；二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷射成雾状等。

(2)开发新的能源

开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

[应用体验]

正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)已知H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1，则H 2SO 4溶液和Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为H 2SO 4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－2×57.3 kJ·mol －1。( )

(2)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH 3OH(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－192.9 kJ·mol －1，则CH 3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol －1。( )

(3)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol －1，则12

C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)===3CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 400 kJ·mol －1。( )

(4)已知101 kPa 时，2C(s)＋O 2(g)===2CO(g) ΔH ＝

－221 kJ·mol －1，则该反应的反应热为221 kJ·mo l －1。( )

(5)已知稀溶液中，H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(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。( )

答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×

考法1 燃烧热、中和热与能源

1．(2019·台州模拟)合理利用燃料，减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是( )

A ．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料

B ．通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的

C ．燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用

D ．硫的燃烧热为a kJ·mol －1 ，硫燃烧热的热化学方程式：S(s)＋32

O 2(g)===SO 3(g) ΔH ＝－a kJ·mol －1

C [A 项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH 4·n H 2O ，水的化学式为H 2O ，根据元素守恒知，水不能变为油，A 错误；B 项，氧气助燃，所以通入足量的空气能使燃料充分燃烧，

但通入大大过量的空气会使热量被空气带走，不利于热量的充分利用，B错误；C项，物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式，C正确；D项，根据燃烧热的定义，硫转化成气态的二氧化硫，D错误。]

2．(2019·昆明模拟)已知：

①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，

②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1，

下列有关说法正确的是( )

A．向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 mol·L－1乙二酸，反应中的能量变化如图所示

B．NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)===NH＋4(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 C．氢气的标准燃烧热为571.6 kJ·mol－1

D．若反应②中水为气态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2

A [因乙二酸是弱酸，弱酸的电离平衡是一个吸热过程，故生成0.1 mol H2O(l)时放出的热量小于5.73 kJ，A项正确；NH3·H2O为弱碱，反应中的ΔH>－57.3 kJ·mol－1

，B项错误；反应消耗1 mol H2(g)放出的热量为285.8 kJ，故H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，C项错误；D项，水为气态时，放出的热量少，但ΔH大，即ΔH>ΔH2，D项错误。] 考法2 中和反应热的实验测定

3．某实验小组用0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。

(1)装置中碎泡沫塑料的作用是_____________________________。

(2)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为

－57.3 kJ·mol－1]：

________________________________________________________

________________________________________________________。

(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。

①请填写表格中的空白：

温度次数

起始温度t1/℃终止温

度t2/℃

温度差平均

值(t2－t1)/℃H2SO4NaOH 平均值

1 26.

2 26.0 26.1 30.1

2 27.0 27.4 27.2 33.3

3 25.9 25.9 25.9 29.8

4 26.4 26.2 26.3 30.4

－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·(g·℃)－1。则生成 1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝________(取小数点后一位)。

③上述实验数值结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是________(填字母)。

a．实验装置保温、隔热效果差

b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀氨水分别和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_________________________。

解析：(3)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值约为4.0 ℃。②ΔH ＝－[(50＋30)mL×1.0 g·mL－1×4.0 ℃×4.18×

10－3kJ·g－1·℃－1÷0.025 mol]≈－53.5 kJ·mol－1。③放出的热量少可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(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NH3·H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。

答案：(1)隔热保温，防止热量的损失

(2)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)

ΔH＝－114.6 kJ·mol－1

(3)①4.0②－53.5 kJ·mol－1③b

(4)ΔH1＝ΔH2<ΔH3

专项突破(十二) 盖斯定律的有关计算

1．盖斯定律的内容和意义

(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。体现了能量守恒定律。

(2)意义：间接计算某些反应的反应热。

2．应用计算

方程式反应热间的关系

a A――→

ΔH1

B、A――→

ΔH21

a

B ΔH1＝aΔH2

A

ΔH1

ΔH2

B ΔH

1＝－Δ

H2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2

＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5

(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________。

[思路点拨] (1)找出待求热化学方程式

系统(Ⅰ)：H2O(l)===H2(g)＋

1

2

O2(g)

系统(Ⅱ)：H2S(g)===H2(g)＋S(s)

(2)调整涉及的已知热化学方程式

系统(Ⅰ)?

????

①H 2SO 4aq ===SO 2

g ＋H 2O l ＋1

2

O 2

g

ΔH 1

＝327 kJ·mol

－1

②SO 2

g ＋I 2

s ＋2H 2

O l ===2HI

aq ＋

H 2

SO 4

aq ΔH 2＝－151 kJ·mol －1

③2HI aq ===H 2

g ＋I 2

s ΔH 3

＝110 kJ·mol

－1

系统(Ⅱ)?????

②SO 2g ＋I 2s ＋2H 2O l ===2HI aq

＋H 2

SO 4

aq ΔH 2

＝－151 kJ·mol －1

③2HI aq ===H 2

g ＋I 2

s

ΔH 3＝110 kJ·mol

－1

④H 2

S g ＋H 2

SO 4

aq ===S s ＋SO 2

g ＋

2H 2

O l ΔH 4

＝61 kJ·mol

－1

(3)加和调整好的热化学方程式

系统(Ⅰ)：①＋②＋③可得出H 2O(l)===H 2(g)＋1

2O 2(g) ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3

系统(Ⅱ)：②＋③＋④可得出H 2S(g)===S(s)＋H 2(g) ΔH ＝ΔH 2＋ΔH 3＋ΔH 4 答案：H 2O(l)===H 2(g)＋12O 2(g) ΔH ＝286 kJ·mol －1

H 2S(g)

===H 2(g)＋S(s) ΔH ＝20 kJ·mol －1

系统(Ⅱ)

(1)根据系统(Ⅰ)可知H 2的燃烧热ΔH 为________，并写出表示H 2燃烧热的热化学方程式为_________________________________________

___________________________________________________________。

(2)两系统均要生成0.5 mol H 2，系统(Ⅰ)与系统(Ⅱ)所需能量比为________。 (3)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)的ΔH ＝________。 答案：(1)－286 kJ·mol －1

H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－286 kJ·mol －1

(2)14.3∶1 (3)－572 kJ·mol －1

[思维建模] “四步”确定热化学方程式

[综合体验]

1．(1)(2019·贵阳模拟)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)＋O 2(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)＋SO 2(g)S(l)＋2CO2(g) ΔH1＝－37.0 kJ·mol－1

②2H2(g)＋SO 2(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)(2019·辽宁五校联考)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)(2019·云南七校联考)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。

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＝

a－c

3

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)＋

1

2

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·mo l－1。

答案：(1)

a－c

3

> (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

2．(2018·北京高考，节选)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：

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：________________________________。

解析：由于反应Ⅱ是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O=====

催化剂

2H2SO4

＋S↓。根据盖斯定律，反应Ⅰ与反应Ⅲ的热化学方程式相加得：2H 2SO 4(l)＋S(s)===3SO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝＋254 kJ·mol

－1，所以反应Ⅱ的热化学方程式为3SO 2(g)＋

2H 2O(g)===2H 2SO 4(l)＋S(s) ΔH 2＝

－254 kJ·mol －1。

答案：3SO 2(g)＋2H 2O(g)===2H 2SO 4(l)＋S(s)

ΔH 2＝－254 kJ·mol －1

3．已知：①2CH 3OH(g)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH 1

②2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 2

③2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 3

④2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 4

⑤CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH 5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )

A ．ΔH 1>0，ΔH 2<0

B ．ΔH 3>ΔH 4

C ．ΔH 1＝ΔH 2＋2ΔH 3－ΔH 5

D ．2ΔH 5＋ΔH 1<0

D [因①②③④反应均为燃烧反应，故ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4均小于0，根据盖斯定律，2ΔH 5＋ΔH 1＝ΔH 2＋2ΔH 3<0。]

[思维建模] 利用物质状态迅速比较反应热大小的方法

（1）同一物质，状态不同，反应热也不同。

如A （g ）放热吸热A （l ）放热吸热A （s ）。

（2）若反应为放热反应，当反应物状态相同、生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。

（3）若反应为放热反应，当反应物状态不同、生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。

（4）在比较反应热（ΔH ）的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH 反而越小。

课堂反馈 真题体验

1．(2018·全国卷Ⅰ，T 28)(1)已知：2N 2O 5(g)===2N 2O 4(g)＋O 2(g) ΔH 1＝－4.4 kJ·mol －1 2NO 2(g)===N 2O 4(g) ΔH 2＝－55.3 kJ·mol －1

则反应N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋12

O 2(g)的ΔH ＝______ kJ·mol －1。 (2)(2018·全国卷Ⅲ，T 28)SiHCl 3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g)

ΔH 1＝48 kJ·mol －1

3SiH 2Cl 2(g)===SiH 4(g)＋2SiHCl 3(g)

ΔH 2＝－30 kJ·mol －1

则反应4SiHCl 3(g)===SiH 4(g)＋3SiCl 4(g)的ΔH 为________kJ·mol －1。

解析：(1)将已知热化学方程式依次编号为a 、b ，根据盖斯定律，由12

×a－b 得N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋12O 2(g) ΔH ＝ΔH 1－2ΔH 22＝－4.4＋55.3×22

kJ·mol －1＝＋53.1 kJ·mol －1。

(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②，可得：4SiHCl 3(g)===SiH 4(g)＋3SiCl 4(g) ΔH ＝3×48 kJ·mol －1－30 kJ·mol －1＝114 kJ·mol －1。

答案：(1)＋53.1 (2)＋114

2．(1)(2017·全国卷Ⅲ，节选)已知：

As(s)＋32

H 2(g)＋2O 2(g)===H 3AsO 4(s) ΔH 1 H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l) ΔH 2 2As(s)＋52

O 2(g)===As 2O 5(s) ΔH 3 则反应As 2O 5(s)＋3H 2O(l)===2H 3AsO 4(s)的ΔH ＝________。

(2)(2016·全国卷Ⅱ，节选)①2O 2(g)＋N 2(g)===N 2O 4(l) ΔH 1

②N 2(g)＋2H 2(g)===N 2H 4(l) ΔH 2

③O 2(g)＋2H 2(g)===2H 2O(g) ΔH 3

④2N 2H 4(l)＋N 2O 4(l)===3N 2(g)＋4H 2O(g) ΔH 4＝－1 048.9 kJ·mol －1

上述反应热效应之间的关系式为ΔH 4＝________。

(3)(2016·全国卷Ⅲ，节选)已知下列反应：

SO 2(g)＋2OH －(aq)===SO 2－3(aq)＋H 2O(l) ΔH 1

ClO －(aq)＋SO 2－3(aq)===SO 2－4(aq)＋Cl －(aq) ΔH 2

CaSO 4(s)===Ca 2＋(aq)＋SO 2－4(aq) ΔH 3

则反应SO 2(g)＋Ca 2＋(aq)＋ClO －(aq)＋2OH －(aq)===CaSO 4(s)＋H 2O(l)＋Cl －(aq)的ΔH ＝_____________________________________。

解析：(1)令：①As(s)＋32

H 2(g)＋2O 2(g)===H 3AsO 4(s) ΔH 1 ②H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l) ΔH 2

③2As(s)＋52

O 2(g)===As 2O 5(s) ΔH 3 根据盖斯定律，将反应①×2－②×3－③可得：As 2O 5(s)＋3H 2O(l)===2H 3AsO 4(s) ΔH ＝2ΔH 1－3ΔH 2－ΔH 3。

(2)根据盖斯定律得④＝2×③－2×②－①，即ΔH 4＝2ΔH 3－2ΔH 2－ΔH 1。

(3)将题给三个热化学方程式分别标号为①②③，根据盖斯定律，由①＋②－③得目标反应的ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3。

答案：(1)2ΔH 1－3ΔH 2－ΔH 3

(2)2ΔH 3－2ΔH 2－ΔH 1

(3)ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3

3．(2014·全国卷Ⅱ)室温下，将1 mol 的CuSO 4·5H 2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH 1，将1 mol 的CuSO 4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH 2；CuSO 4·5H 2O 受热分解的化学方程式为

CuSO 4·5H 2O(s)△,CuSO 4(s)＋5H 2O(l)，热效应为ΔH 3。则下列判断正确的是( )

A ．ΔH 2>ΔH 3

B ．ΔH 1<ΔH 3

C ．ΔH 1＋ΔH 3＝ΔH 2

D ．ΔH 1＋ΔH 2>ΔH 3

B [“虚拟”路径法。

根据盖斯定律：ΔH 1＝ΔH 3＋ΔH 2，

由于ΔH 1>0，ΔH 3>0，ΔH 2<0，

所以ΔH 1<ΔH 3。]

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/63me.html