第2課時化學能與熱能(2)反應熱的比較與計算(過題型)題型一反應熱(H)的計算利用鍵能計算H或根據(jù)蓋斯定律計算、比較H是近幾年全國卷命題的必考點，特別是將熱化學方程式和蓋斯定律的計算融合在一起的試題，很好的考查了考生對所學知識的靈活應用和運算能力。正確解答反應熱計算的關鍵是合理設計反應途徑，正確加減熱化學方程式。典例1(2018天津高考)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵CHC=OHHCO(CO)鍵能/kJmol14137454361 075則該反應的H_。解析H4E(CH)2E(CO)2E(CO)2E(HH)(44132745)kJmol1(21 0752436)kJmol1120 kJmol1。答案120 kJmol1備考方略利用鍵能計算H的方法(1)計算公式 H反應物的總鍵能生成物的總鍵能。(2)計算關鍵利用鍵能計算反應熱的關鍵，就是要算清物質(zhì)中化學鍵的數(shù)目，清楚中學階段常見單質(zhì)、化合物中所含共價鍵的種類和數(shù)目。物質(zhì)(化學鍵)CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨(CC)金剛石(CC)S8(SS)Si(SiSi)每個微粒所含鍵數(shù)24641.5282考法二利用蓋斯定律計算H并書寫熱化學方程式典例2(2018高考組合題)請回答下列問題：(1)全國卷，28(2)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1則反應N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_kJmol1。(2)全國卷，27(1)CH4CO2催化重整反應為CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJmol1該催化重整反應的H_kJmol1。(3)全國卷，28(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1則反應4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H為_kJmol1。(4)北京高考，27(1)近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下：反應：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJmol1反應：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol1反應的熱化學方程式：_。解析(1)把已知兩反應按順序編號為a、b，根據(jù)蓋斯定律，a式b式可得：N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)H53.1 kJmol1。(2)將題給已知三個反應依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由2可得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1。(3)將題給兩個熱化學方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由3可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)，則有H3H1H2348 kJmol1(30 kJmol1)114 kJmol1。(4)由題圖可知，反應的化學方程式為3SO22H2O2H2SO4S。根據(jù)蓋斯定律，反應(反應反應)可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1。答案(1)53.1(2)247(3)114(4)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1備考方略蓋斯定律應用三步流程綜合訓練1(2017浙江4月選考)已知斷裂1 mol H2(g)中的HH鍵需要吸收436.4 kJ的能量，斷裂1 mol O2(g)中的共價鍵需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 mol HO鍵能放出462.8 kJ的能量。下列說法正確的是()A斷裂1 mol H2O中的化學鍵需要吸收925.6 kJ的能量B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4 kJmol1C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2 kJmol1解析：選B生成1 mol HO鍵放出熱量為462.8 kJ，條件是氣態(tài)水，A項沒有注明水的狀態(tài)，錯誤；B項生成2 mol H2O(g)放出的熱量為(462.84436.42498)kJmol1480.4 kJmol1，正確；C項，H2O為液態(tài)時，由題目信息無法計算出H的具體數(shù)值，錯誤；D項，H2O的狀態(tài)應為氣態(tài)，錯誤。2回答下列問題：(1)用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H116.1 kJmol13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJmol1反應3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的H_ kJmol1。(2)已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反應生成AlCl3的熱化學方程式為_。(3)煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應的熱化學方程式為NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H1200.9 kJmol1NO(g)O2(g)=NO2(g)H258.2 kJmol1則反應3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。解析：(1)將題給三個熱化學方程式依次編號為、和，根據(jù)蓋斯定律可知，(3)/2，則H(116.1 kJmol1375.9 kJmol1)/2136.2 kJmol1。(2)把熱化學方程式顛倒過來，反應熱的數(shù)值不變，符號相反可得2Al(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)H3H21 169.2 kJmol1。根據(jù)蓋斯定律，由可得Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)HH1H3174.9 kJmol1，即為Al2O3、C和Cl2反應生成AlCl3的熱化學方程式。(3)將熱化學方程式乘以2可得2NO(g)O2(g)=2NO2(g)H32H22(58.2 kJmol1)116.4 kJmol1。根據(jù)蓋斯定律，由可得3NO(g)O3(g)=3NO2(g)HH1H3317.3 kJmol1。答案：(1)136.2(2)Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1(3)317.33二氧化碳回收利用是環(huán)?？茖W研究的熱點課題。已知CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴：2CO2(g)6H2(g)CH2CH2(g)4H2O(g)H(1)幾種物質(zhì)的能量(kJmol1)如表所示(在25 、101 kPa條件下，規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測得其他物質(zhì)生成時的反應熱為其具有的能量)：物質(zhì)CO2(g)H2(g)CH2CH2(g)H2O(g)能量/(kJmol1)394052242則該反應的H_kJmol1。(2)幾種化學鍵的鍵能(kJmol1)如表所示：化學鍵COHHCCHCHO鍵能/(kJmol1)803436615a463a_。解析：(1)HE(生成物能量總和)E(反應物能量總和)(52242403942) kJmol1128 kJmol1。(2)HE(反應物鍵能總和)E(生成物鍵能總和)(803443666154a4638)kJmol1128 kJmol1，解得a409.25。答案：(1)128(2)409.25題型二反應熱的大小比較對不同的反應熱(H)進行大小比較，是高考考查的又一種形式。對于可求得準確數(shù)值的反應熱(H)，直接比較反應熱(H)即可得出大小關系，而對于無法求得準確數(shù)值的反應熱：可通過放熱反應和吸熱反應來判定，吸熱反應的反應熱(H>0)一定大于放熱反應的反應熱(H<0)；可利用蓋斯定律來判定，如由蓋斯定律可得出H1H2H3，又因H3>0可求出H1>H2；同一反應的反應物和生成物的狀態(tài)不同，反應熱也不同，比較時要考慮物質(zhì)的狀態(tài)變化時的吸熱或放熱情況，特別說明的是放熱反應的反應熱(H)為負數(shù)，放熱越多，H的值反而越小，如H2(g)與O2(g)反應生成液態(tài)水(還可生成氣態(tài)水)時放熱較多，反應熱(H)小。重難點撥1總體原則(1)比較H的大小時，必須把反應熱的“”“”與反應熱的數(shù)值看作一個整體進行比較。對放熱反應，放熱越多，H越??；對吸熱反應，吸熱越多，H越大。(2)反應物的化學計量數(shù)不同，則H不同。(3)同一物質(zhì)，狀態(tài)不同，反應熱也不同。如A(g)A(l)A(s)。2比較類型(1)直接比較法物質(zhì)燃燒時，可燃物物質(zhì)的量越大，燃燒放出的熱量越多。等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。生成等量的水時，強酸和強堿的稀溶液反應比弱酸和強堿或弱堿和強酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應放出的熱量多。對于可逆反應，因反應不能進行完全，實際反應過程中放出或吸收的熱量要小于相應熱化學方程式中的反應熱數(shù)值。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1，表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反應生成2 mol SO3(g)時，放出的熱量為197 kJ，實際上向密閉容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反應達到平衡后，放出的熱量要小于197 kJ。(2)蓋斯定律比較法同一反應，生成物狀態(tài)不同時如A(g)B(g)=C(g)H1<0A(g)B(g)=C(l)H2<0C(g)=C(l)H3<0H1H3H2，H1<0，H2<0，H3<0，所以H2<H1。同一反應，反應物狀態(tài)不同時如S(g)O2(g)=SO2(g)H1<0S(s)O2(g)=SO2(g)H2<0S(g)=S(s)H3<0H2H3H1，H1<0，H2<0，H3<0，所以H1<H2。典例(2014全國卷)室溫下，將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為H1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為H2；CuSO45H2O受熱分解的化學方程式為CuSO45H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，熱效應為H3。則下列判斷正確的是()AH2>H3BH1<H3CH1H3H2 DH1H2>H3解析1 mol CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱反應，故H1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱反應，故 H2<0,1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO45H2O的分解為吸熱反應，即H3>0，根據(jù)蓋斯定律得到關系式H1H2H3，分析得到答案：H1<H3。答案B綜合訓練1已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是()AH1>0，H3<0 BH2>0，H4>0CH1H2H3 DH3H42H5解析：選C物質(zhì)的燃燒反應均為放熱反應，則H1、H3、H4均小于0，故A、B項錯誤；將題給的5個熱化學方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，故H1H2H3，C項正確；根據(jù)蓋斯定律，32，故3H3H42H5，D項錯誤。2(2018浙江11月選考)已知：H2O(g)=H2O(l)H1C6H12O6(g)=C6H12O6(s)H2C6H12O6(s)6O2(g)=6H2O(g)6CO2(g)H3C6H12O6(g)6O2(g)=6H2O(l)6CO2(g)H4下列說法正確的是()AH10，H20，H3H4B6H1H2H3H40C6H1H2H3H40D6H1H2H3H40解析：選B把題給熱化學方程式依次編號為、，由氣體轉化為液體或固體時釋放能量知，H10，H20，由得：C6H12O6(s)6H2O(l)=C6H12O6(g)6H2O(g)HH3H4H26H1，因H10，H20，則H0，可得H3H4，A項錯誤；由H3H4H26H1可知，6H1H2H3H40，B項正確，C、D項錯誤。