高考熱化學(xué)常見題型掃描及命題預(yù)測(cè).doc

/ 版權(quán)所有 轉(zhuǎn)載必究高考熱化學(xué)常見題型掃描及命題預(yù)測(cè)山東省沂南縣第二中學(xué)臥龍分校（276300）薄曉軍 夏英傳熱化學(xué)知識(shí)是高中教材新增加的內(nèi)容，近幾年高考命題比較注重該知識(shí)點(diǎn)的考查，主要涉及熱化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)熱的比較、反應(yīng)熱的計(jì)算、蓋斯定律的應(yīng)用等，題型以選擇題為主，并逐步演變?yōu)镮I卷中熱化學(xué)知識(shí)與簡(jiǎn)答、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等相結(jié)合的綜合題型，增加試題的難度和區(qū)分度。本文結(jié)合近幾年高考試題，將熱化學(xué)常見題型分類解析如下：（一）熱化學(xué)常見題型掃描題型一：熱化學(xué)方程式書寫的正誤判斷例1（2006年重慶理綜卷，10）25、101kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol，則下列熱化學(xué)方程式正確的是（ ）AC(s) + 1/2O2 (g) = CO(g) ；H =393.5kJ/molB2H2(g)+ O2 (g) = 2H2O(g)；H = + 571.6kJ/molCCH4(g) + 2O2 (g) = CO2(g) + 2H2O(g)；H = 890.3kJ/molD1/2 C6H12O6(s) + 3O2 (g) =3CO2(g) + 3H2O(l)；H =1400kJ/mol解析：燃燒熱是指在25（298K）、101kPa條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量。H2(g)的燃燒為放熱反應(yīng)，H 應(yīng)為正值，則B選項(xiàng)錯(cuò)誤；碳元素完全燃燒的產(chǎn)物為CO2(g)、氫元素完全燃燒的產(chǎn)物為H2O(l)，可排除A、C選項(xiàng)。答案：D能力拓展：解答熱化學(xué)方程式書寫的正誤判斷問題，關(guān)鍵是明確其書寫規(guī)則：注明反應(yīng)熱的測(cè)定條件：反應(yīng)熱H與測(cè)定條件（溫度、壓強(qiáng)等）有關(guān)，不注明時(shí)是指25（298K）、101kPa；注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，如氣體（g）、液體（l）、固體（s）、水溶液（a.q）；同素異形體要注明其名稱，如金剛石、石墨；紅磷、白磷等；注明反應(yīng)熱：用H表示反應(yīng)熱，“+”表示吸熱反應(yīng)，“”表示放熱反應(yīng)；反應(yīng)熱的單位一律用“kJ/mol”來表示；熱化學(xué)方程式應(yīng)配平，反應(yīng)物與生成物之間一律用“=”，而不用“”；不用注明氣體“”與沉淀“”符號(hào)；熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不再表示具體的分子（或原子）個(gè)數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)，但要注意H的大小與反應(yīng)物量的關(guān)系的對(duì)應(yīng)；題型二：反應(yīng)熱的大小比較例2(2006年江蘇卷，8)下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是（ ）C(s)+O2(g)=CO2(g)；H1 C(s)+1/2O2(g)=CO (g)；H2S(s)+ O2(g)=SO2(g)；H3 S(g)+ O2(g)=SO2(g)；H4 H2(g)+1/2O2=H2O(l)；H5 2H2(g)+ O2=2H2O(l)；H6 CaCO3=CaO + CO2；H7 CaO + CO2=CaCO3；H8A B C D解析：1molC(s)完全燃燒生成CO2比生成CO釋放的熱量多，因H均為負(fù)值，則H1H2 ；S(g)變成S(s)要放出熱量，故相同物質(zhì)的量的S(g)比S(s)完全燃燒釋放的熱量多，則H3H4；分析中的熱化學(xué)方程式可知：H62H5，由于H2的燃燒為放熱反應(yīng)，H均為負(fù)值，則H5H6 ；碳酸鈣的分解為吸熱反應(yīng)，H70，則CaO和CO2生成CaCO3的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H80，因此有H7H8答案：C。能力拓展：比較反應(yīng)熱的大小，要注意以下幾點(diǎn)：比較反應(yīng)熱時(shí)，把數(shù)值和前面的符號(hào)“”、“”看作一個(gè)整體進(jìn)行比較：若反應(yīng)熱為“”，則反應(yīng)放熱越多，反應(yīng)熱就越??；若反應(yīng)熱為“+”，則反應(yīng)吸熱越多，反應(yīng)熱就越大；同一反應(yīng)、同種物質(zhì)的聚集狀態(tài)相同時(shí)，反應(yīng)熱與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比；同一反應(yīng)、同種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同、物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時(shí)，一般地，生成物的狀態(tài)轉(zhuǎn)化：固體液體氣體都要吸收熱量，因此，放熱量要減少。題型三：根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱例3（2005年江蘇卷，21）通常人們把拆開1mol 某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（H），化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差?；瘜W(xué)鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能/ KJmol1460360436431176347 請(qǐng)回答下列問題：工業(yè)上高純硅可通過下列反應(yīng)制?。篠iCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) 該反應(yīng)的反應(yīng)熱H = _ kJ/mol。解析：晶體硅為原子晶體，每個(gè)硅原子與4個(gè)硅原子結(jié)合形成4個(gè)SiSi鍵，但每個(gè)SiSi鍵被2個(gè)硅原子所共用，所以每個(gè)硅原子形成的SiSi鍵是2個(gè)，而不是1個(gè)或4個(gè)，即1mol硅晶體含有2molSiSi鍵。SiCl4、H2、HCl都是原子晶體，1molSiCl4、H2、HCl分別含有4molSiCl鍵、1molHH鍵、1molHCl鍵，因此工業(yè)制取高純硅的反應(yīng)熱為H4360kJ/mol + 2436kJ/mol4431kJ/mol2176kJ/mol+236kJ/mol能力拓展：從化學(xué)鍵的角度分析化學(xué)反應(yīng)，可認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)為舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成的過程。化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱來源于反應(yīng)過程中斷裂舊化學(xué)鍵吸收能量與形成新化學(xué)鍵放出能量的差值。根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能大小可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：H生成物的鍵能總和反應(yīng)物的鍵能總和題型四：根據(jù)燃燒熱計(jì)算反應(yīng)熱例4（2005年江蘇卷，4）氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的熱化學(xué)方程式分別為：H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 kJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 kJ/molCH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 kJ/mol 相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時(shí)，放出熱量最少的是（ ） AH2 (g) BCO(g) CC8H18 (l) DCH4 (g)解析：從題給熱化學(xué)方程式可知：H2、CO、C8H18、CH4的燃燒熱分別為285.8 kJ/mol、283 kJ/mol、5518 kJ/mol和890.3kJ/mol。假設(shè)各物質(zhì)的質(zhì)量均為1g，則它們完全燃燒放出的熱量分別為：H2： C8H18：CH4： 顯然，相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時(shí)，放出熱量的關(guān)系為H2C8H18CH4CO。答案：B能力拓展：燃燒熱是指在25（298K）、101kPa條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量。若已知可燃物的物質(zhì)的量（或質(zhì)量），可借助燃燒熱計(jì)算反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：Hn(可燃物) 燃燒熱解答這類問題的關(guān)鍵是根據(jù)熱化學(xué)方程式或題給其它信息，確定燃燒熱。題型五：根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱例5（2004年全國(guó)理綜卷I，13）已知在25、101 kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：據(jù)此判斷，下列說法正確的是（ ）A. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低B. 由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高C. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低D. 由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高解析：根據(jù)蓋斯定律，將方程式減去方程式，可得下列熱化學(xué)方程式：說明由石墨制備金剛石的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，吸收的熱量以化學(xué)能的形式貯存在金剛石中，也就是說等質(zhì)量的金剛石具有的能量比石墨高。答案：A。能力拓展：蓋斯定律是指，化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的?？梢岳斫鉃椋簾峄瘜W(xué)方程式具有疊加性，H同樣可以，但必須連同“”、“”在內(nèi)相加減。題型六：考查中和熱、燃燒熱、反應(yīng)熱的概念例6（2006年天津卷，13）已知反應(yīng)：101kPa時(shí)，2C(s)+O2(g)=2CO(g)；H = 221 kJ/mol稀溶液中，H+（aq）+OH(aq) = H2O(l)；H = 57.3 kJ/mol下列結(jié)論正確的是（ ）A碳的燃燒熱大于110.5kJ/molB的反應(yīng)熱為221kJ/molC稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/molD稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量解析：1molC不完全燃燒生成CO(g)時(shí)，放出110.5kJ的熱量，若完全燃燒生成CO2(g)，則放出的熱量大于110.5kJ，所以碳的燃燒熱大于110.5kJ/mol。反應(yīng)熱包括為反應(yīng)過程中吸收或釋放出的能量，故的反應(yīng)熱為221kJ/mol。中和熱為稀溶液中酸和堿發(fā)生反應(yīng)生成1mol水時(shí)，放出的熱量，則稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol。稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水的過程中，CH3COOH電離出H+需要吸收能量，故放出的熱量要小于57.3kJ。答案：A能力拓展：（1）反應(yīng)熱是指物質(zhì)在發(fā)生反應(yīng)的過程中吸收或釋放出的熱量，應(yīng)標(biāo)明H的正負(fù)。（2）燃燒熱是指在25（298K）、101kPa條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量。C元素的燃燒產(chǎn)物為CO2(g)、H元素的燃燒產(chǎn)物為H2O(l)、S元素的燃燒產(chǎn)物為SO2(g)、P元素的燃燒產(chǎn)物為P2O5(s)。（3）中和熱是指在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1molH2O時(shí)放出的熱量。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：濃硫酸與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，中和熱的值大于57.3kJ/mol；醋酸等弱酸和強(qiáng)堿稀溶液、稀氨水與強(qiáng)酸稀溶液反應(yīng)時(shí)，中和熱的值小于57.3kJ/mol，其原因?yàn)闈饬蛩崛苡谒畷r(shí)還放出一些熱量，而醋酸、氨水等弱電解質(zhì)，在發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，先發(fā)生電離，生成H+和OH，這個(gè)過程需要吸收能量。題型七：熱化學(xué)與氧化還原反應(yīng)知識(shí)的綜合例7（2005年天津理綜卷，29）磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1g的單質(zhì)磷（P）在3.2g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出X kJ熱量。通過計(jì)算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成（用化學(xué)式表示）是_，其相應(yīng)的質(zhì)量（g）為_。已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，則1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3 的反應(yīng)熱H = _。寫出1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3 的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_。解析：利用極值法推斷磷的燃燒產(chǎn)物：n(P)3.1g/(31gmol1)0.1mol，n(O2)3.2g/(32 gmol1)0.1mol，則n(P)：n(O)0.1mol：0.2mol1：2。由于磷有+3價(jià)和+5價(jià)，對(duì)應(yīng)的氧化物有P2O3和P2O5。若只生成P2O3，則n(P)：n(O)1：1.51：2；若只生成P2O5，則n(P)：n(O)1：2.51：2，根據(jù)數(shù)學(xué)平均值原理，該反應(yīng)產(chǎn)物為P2O3和P2O5的混合物。而n(P)：n(O)1：2，則有n(P2O3)n(P2O5)0.025mol，故m(P2O3)0.025mol110g/mol2.75g；m(P2O5)0.025mol142g/mol3.55g。磷的燃燒熱為Y kJ/mol是指在25（298K）、101kPa條件下，1molP完全燃燒生成0.5mol P2O5(s)時(shí)放出Y kJ的熱量，則0.05molP與氧氣反應(yīng)生成P2O5(s)時(shí)放出的熱量為0.05YkJ，0.05molP與氧氣反應(yīng)生成P2O3(s)時(shí)放出的熱量為（X0.05Y）kJ，因此，1molP與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3 的反應(yīng)熱H =(20XY)kJ/mol。1mol P與O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3 的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為P(s)+3/4O2(g)=1/2 P2O3(s) H =(20XY)kJ/mol答案：P2O3和P2O5 m(P2O3)2.75g m(P2O5)3.55g (20XY) kJ/mol P(s) + 3/4O2(g) = 1/2 P2O3(s)；H = (20XY) kJ/mol能力拓展：可燃物發(fā)生的燃燒反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，近幾年的高考命題常常將蓋斯定律、反應(yīng)熱、氧化還原反應(yīng)和化學(xué)計(jì)算有機(jī)融合，加強(qiáng)了學(xué)科內(nèi)知識(shí)的綜合性，提高了試題的區(qū)分度。在解答這類問題時(shí)，要抓住氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)、燃燒熱的概念及蓋斯定律的實(shí)質(zhì)，借助得失電子守恒列式求解。題型八：熱化學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作的綜合例8（2005年廣東卷，22）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白（TiO2）是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，我國(guó)的鈦鐵礦礦儲(chǔ)量居世界首位。含有Fe2O3的鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3）制取TiO2的流程如下： Ti的原子序數(shù)為22，Ti位于元素周期表中第_周期，第_族。 步驟加鐵的目的是_；步驟冷卻的目的是_。 上述制備TiO2的過程中，可以利用的副產(chǎn)物是_；考慮成本和廢物綜合利用因素，廢液中應(yīng)加入_處理。 由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti，涉及到的步驟為： 已知： C(s) + O2(g) = CO2(g)； H = 393.5 kJ/mol 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)； H = 566 kJ/mol TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(s) + O2(g)； H = +141 kJ/mol則TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)= TiCl4(s) + 2CO(g) 的H = _。反應(yīng)TiCl4 + 2Mg = 2MgCl2 + Ti 在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是_。解析：本題以TiO2的制取為知識(shí)載體，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作能力、綜合分析能力、計(jì)算能力及知識(shí)遷移應(yīng)用能力等。（1）Ti的原子序數(shù)為22，根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，我們較熟悉的Ca的原子序數(shù)為20，Ca位于周期表的第4周期、IIA族，則Ti應(yīng)位于第4周期、IVB族。（2）分析框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，F(xiàn)e最終要轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)品綠礬，故應(yīng)將Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+。降低溫度，減小綠礬的溶解度，以利于綠礬結(jié)晶析出。（3）水浸后廢液中主要成分為硫酸，應(yīng)考慮將硫酸變廢為寶，可利用硫酸制石膏（CaSO42H2O）、Na2SO4等化學(xué)試劑，故應(yīng)加入廉價(jià)的生石灰、碳酸鈣、廢NaOH溶液等。（4）根據(jù)蓋斯定律，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與初態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的路徑無關(guān)。由2可得：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；H =(393.5 kJ/mol)2(566 kJ/mol)221 kJ/mol由+可得：TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)= TiCl4(s) + 2CO(g)；H = +141 kJ/mol+（221 kJ/mol）80 kJ/mol。TiCl4 與Mg在高溫下反應(yīng)，因?yàn)門i、Mg均很活潑，極易與空氣中的O2、N2、H2O(g)、CO2等反應(yīng)，故要在氣體Ar的保護(hù)下進(jìn)行反應(yīng)。答案：（1）4；IVB （2）將Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+；減小綠礬的溶解度，以利于綠礬結(jié)晶析出 （3）綠礬；生石灰（或碳酸鈣、廢堿液等）（4）80 kJ/mol；防止高溫條件下，Ti、Mg與空氣中的O2、N2、H2O(g)、CO2等反應(yīng)能力拓展：熱化學(xué)與和實(shí)驗(yàn)基本操作相結(jié)合命題是高考化學(xué)命題的創(chuàng)新，貼近生活