2021高考化学考点突破训练：6-1化学反应中的热效应.docx

重 点 突 破
锁定高考热点　探究规律方法
考点1
热化学方程式的书写及正误推断
1.热化学方程式的书写
　书写
(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、溶液。
(3)留意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。
(4)留意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)
(5)区分于一般方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。
(6)留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。且化学计量数必需与ΔH相对应，假如化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
2．热化学方程式的正误推断
“五看”法推断热化学方程式的正误：
(1)看方程式是否配平。
(2)看各物质的聚集状态是否正确。
(3)看ΔH的“＋”“－”符号是否正确。
(4)看反应热的单位是否为 kJ·mol－1。
(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。
题组训练
1．(2022·太原质检)沼气是一种清洁能源，它的主要成分是CH4，已知0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是(　　)
A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝＋890 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋890 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
D．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
解析　0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ热量，即1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出890 kJ热量。依据书写热化学方程式的规定，要注明物质的聚集状态，标出反应的热效应，只有C项正确。
答案　C
2．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的确定值均正确)(　　)
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－296.8 kJ/mol(反应热)
D．2NO2===O2＋2NO
ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反应热)
解析　此题考查热化学方程式的书写。A项，考查燃烧热，生成物水的状态不是稳定状态；B项，因中和反应为放热反应，故ΔH<0；D项，未注明各物质的聚集状态。
答案　C
3．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ/mol、ΔH＝－285.8 kJ/mol、
ΔH＝－890.3 kJ/mol、ΔH＝－2 800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是(　　)
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－393.5 kJ/mol
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ/mol
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ/mol
D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1 400 kJ/mol
解析　在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热。A项中C的稳定氧化物为CO2，C项和D项中H2O应为液态。
答案　B
4．(2022·东北三省四市联考)(1)25 ℃、101 kPa时，1 g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水，放出22.68 kJ热量，则该反应的热化学方程式为________________________________________。
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5 kJ热量，则该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
(3)肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量，则肼燃烧的热化学方程式为________________________________________________
_________________________________________________________。
解析　(3)先写出肼燃烧的化学方程式：N2H4＋O2===N2＋2H2O，据0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成N2和H2O(g)，放出热量133.5 kJ，则1 mol N2H4完全燃烧放出的热量为534 kJ。
答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol－1
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·mol－1
(3)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534 kJ·mol－1
考点2
盖斯定律及反应热的计算
1.盖斯定律
盖斯定律的实质是假如一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。即：

则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
2．反应热的计算
(1)依据反应物与生成物的能量计算：ΔH＝E生成物－E反应物。
(2)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：ΔH＝反应物的化学键断裂吸取的能量－生成物的化学键形成释放的能量。
(3)利用热化学方程式进行计算：先写出热化学方程式，再依据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接计算反应热。
(4)依据标准燃烧热数据，利用公式直接计算反应热：ΔH＝标准燃烧热×n(可燃物的物质的量)。
(5)利用盖斯定律计算反应热：①设计合理的反应途径。②对已知的热化学方程式进行简洁运算，得出待求的热化学方程式，反应热也要进行相应的运算，从而得出待求热化学方程式的反应热。③在进行反应热的计算时，要留意反应热的符号以及反应热与热化学方程式中化学计量数间的比例关系。
3．用盖斯定律求反应热的留意事项
(1)当反应方程式乘以或除以某数时，ΔH也对应乘以或除以某数。
(2)反应方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”，即把ΔH看作一个整体进行运算。
(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质状态依次由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
(5)当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
题组训练
5.(2022·海淀期末)下列说法正确的是(　　)
A．如图可表示水分解过程中的能量变化

B．若2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝
－221.0 kJ/mol，则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol
C．需要加热的反应确定是吸热反应，常温下能发生的反应确定是放热反应
D．已知Ⅰ：反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－a kJ/mol，
Ⅱ：　
且a、b、c均大于零，则断开1 mol H—Cl键所需的能量为(－a－b－c)kJ/mol
解析　本题考查了化学反应过程中的能量变化，意在考查考生对化学反应中能量变化的有关概念的理解以及对图象的分析力气。A项，水的分解为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，且催化剂可有效降低活化能，正确；B项，燃烧热概念中强调完全反应且生成稳定的氧化物，而该项反应中生成物为CO，错误；C项，常温下能发生的反应不愿定是放热反应，如在常温下Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应，需要加热的反应也不愿定是吸热反应；D项，依据化学反应的过程为旧化学键断裂和新化学键生成的过程，且断裂化学键吸取能量，生成化学键放出能量，可知断开1 mol H—Cl键所需的能量为(a＋b＋c)kJ/mol。
答案　A
6．(2021·新课标全国Ⅱ)在1 200 ℃时，自然 气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3
2S(g)===S2(g)　ΔH4
则ΔH4的正确表达式为(　　)
A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
解析　依据盖斯定律，由第一个反应×＋其次个反应×－第三个反应×2可得第四个反应，则ΔH4＝ΔH1×＋ΔH2×－ΔH3×2＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。
答案　A
7．(2022·重庆)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、OO为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是(　　)

A．194　　　　　　　　 B．391
C．516 D．658
解析　依据图示，可得如下热化学反应方程式：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－534 kJ/mol①；2N(g)＋4H(g)＋2O(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－2 752 kJ/mol②。依据盖斯定律，①－②有：N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)　ΔH3＝＋2 218 kJ/mol，设断裂1 mol N—H键所需的能量为x kJ，则有4x kJ＋154 kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，解得x＝391，故断裂1 mol N—H键所需的能量为391 kJ。
答案　B
8．(2022·湖南联考)盖斯定律认为能量总是守恒的，不管化学反应过程是一步完成或分几步完成，整个过程的热效应是相同的。
已知：①H2O(g)===H2O(l)
　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1
②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)
　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1
③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1
若使23 g液态无水酒精完全燃烧，最终恢复到室温，则放出的热量为(单位：kJ)(　　)
A．Q1＋Q2＋Q3
B．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3
C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
D．0.5(Q1＋Q2＋Q3)
解析　依据盖斯定律，1 mol液态无水酒精完全燃烧的ΔH＝ΔH1×3－ΔH2＋ΔH3＝(－3Q1＋Q2－Q3)kJ·mol－1。23 g(0.5 mol)液态无水酒精完全燃烧，最终恢复到室温，放出的热量为(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)kJ，B项正确。
答案　B
归纳总结
利用盖斯定律书写热化学方程式

考点3
反应热大小的比较
　比较反应热的大小一般有以下几种状况：
1．同一反应的生成物状态不同时，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。
2．同一反应的反应物状态不同时，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。
3．两个有联系的反应相比时，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。比较方法：利用反应①(包括ΔH1)乘以某系数减去反应②(包括ΔH2)乘以某系数，即得出ΔH3＝ΔH1×某系数－ΔH2×某系数，依据ΔH3大于0或小于0进行比较。
总之，比较反应热的大小时要留意：①反应中各物质的聚集状态；②ΔH有正负之分，比较时要连同“＋”“－”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；③若只比较放出热量的多少，则只比较数据的大小，不考虑正、负号。
题组训练
9．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(s)　ΔH8
A．① B．④
C．②③④ D．①②③
解析　①前面反应式减去后面反应式可得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　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热，故在与O2反应生成同样的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碳酸钙分解吸取热量，ΔH7＞0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8＜0，明显ΔH7＞ΔH8。
答案　C
10．(2022·郑州一中月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)
A．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为放热反应，则SO2的能量定高于SO3的能量
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJ
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2
解析　A项说明2 mol SO2和1 mol O2的总能量比2 mol SO3的能量高，但不能说SO2的能量高于SO3的能量，A项不正确；石墨转化为金刚石吸取能量，则金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B项不正确；酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有关，还与酸、碱的浓度及强弱有关，C项不正确；碳完全燃烧比不完全燃烧放出的能量多，但比较ΔH时应带符号比较，故ΔH1<ΔH2，D项正确。
答案　D
11．已知下列各反应均为放热反应，同温同压下，下列各热化学方程式中的ΔH最小的是(　　)
A．2A(l)＋B(l)===2C(g)　ΔH1
B．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH2
C．2A(g)＋B(g)===2C(l)　ΔH3
D．2A(l)＋B(l)===2C(l)　ΔH4
解析　等物质的量的反应物，气态时所具有的能量高于液态时所具有的能量。依据ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，可知选项C的ΔH数值最小。
答案　C
名 师 究 错
易错追根溯源　挑战高考满分
【典例1】　已知反应：①25 ℃、101 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。下列说法正确的是(　　)
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为
－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量　
【错因分析】　若不理解燃烧热的概念，会漏选A项；混淆反应热和燃烧热的概念，会错选B项；混淆反应热和中和热的概念，会错选C项。
【解析】　A项，该热化学方程式表明白25 ℃、101 kPa时，2 mol 碳不完全燃烧生成一氧化碳时的反应热为－221 kJ·mol－1；依据等物质的量的可燃物完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量大，推理得出碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1，A项正确。B项错误的缘由是混淆了反应热和燃烧热的概念。C项错误的缘由是混淆了反应热和中和热的概念。D项，醋酸不是强酸，电离要吸取热量，因此发生中和反应时放出的热量小于57.3 kJ。
【答案】　A
纠错训练
1.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(　　)
A．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式是2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
B．1 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O(g)时放出890 kJ热量，其热化学方程式可表示为CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(g)　ΔH＝－445 kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，则C的燃烧热为221 kJ·mol－1
D．已知NaOH溶液与HCl溶液反应生成1 mol H2O时放出57.3 kJ热量，则NaOH溶液与HF溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
解析　A项应为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1，A项错误；B项，由题给数据可以写出热化学方程式，B项正确；燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，C项错误；HF是弱酸，电离时要吸热，与NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量应小于57.3 kJ，D项错误。
答案　B
【典例2】　(2021·重庆)已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，P4具有正四周体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1。下列叙述正确的是(　　)
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol－1
D．P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·mol－1
【错因分析】　假如不留意物质的聚集状态，则会导致错选B；假如不知道P4的结构及该分子中P—P键的数目，则会导致错选D。
【解析】　本题考查热化学学问，意在考查考生运用键能与反应热的关系解决实际问题的力气。Cl的原子半径小于P的原子半径，故P—Cl键的键能大于P—P键的键能，A项错误；不知道PCl5(g)→PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；依据盖斯定律，消去P4，得到Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol－1，C项正确；依据盖斯定律，消去Cl2，得到P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/12 kJ·mol－1，D项错误。
【答案】　C
纠错训练
2.为了合理利用化学能，确保平安生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并实行相应措施。化学反应的焓变通常用试验进行测定，也可进行理论推算。
(1)试验测得，1 g乙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29.7 kJ的热量，试写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式_________________________________________。
(2)已知反应CH3—CH3―→CH2CH2＋H2，有关化学键的键能如下：

通过计算得出该反应的反应热为________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过试验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C(s，石墨)＋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
依据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：ΔH＝________。
解析　(1)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－29.7×46 kJ·mol－1＝－1 366.2 kJ·mol－1。(2)ΔH＝[6E(C—H)＋E(C—C)]－[E(C＝C)＋4E(C—H)＋E(H—H)]＝(6×414.4＋347.4) kJ·mol－1－(615.3＋4×414.4＋435.3) kJ·mol－1＝＋125.6 kJ·mol－1。(3)依据盖斯定律，由第一个反应×2＋其次个反应×－第三个反应×，可得2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×2－571.6 kJ·mol－1×－(－2 599 kJ·mol－1)×＝＋226.7 kJ·mol－1。
答案　(1)CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.2 kJ·mol－1
(2)＋125.6 kJ·mol－1
(3)＋226.7 kJ·mol－1