【知識(shí)精講】專題7：化學(xué)反應(yīng)與能量變化

PAGE20專題七化學(xué)反應(yīng)與能量變化考向一反應(yīng)熱與蓋斯定律

考綱要求1．理解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與化學(xué)鍵變化的關(guān)系；2．理解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)物及生成物能量的關(guān)系；3．了解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)，知道化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化是化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式。4．認(rèn)識(shí)能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實(shí)際意義。5．了解焓變與反應(yīng)熱涵義。明確ΔH=H（反應(yīng)產(chǎn)物）－H（反應(yīng)物）。6．理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算。命題規(guī)律依據(jù)新課程化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，近幾年的主要題型有（1）反應(yīng)熱的計(jì)算；（2）比較反應(yīng)熱的大??；（3）反應(yīng)熱與能源的綜合考查。由于能源問(wèn)題已成為社會(huì)熱點(diǎn)，因此有關(guān)能源的試題將成為今后命題的熱點(diǎn)；對(duì)于燃燒熱和中和熱的概念及計(jì)算仍將是高考考查的重點(diǎn)，主要在選擇題、填充題、實(shí)驗(yàn)題中體現(xiàn)，重點(diǎn)考查學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)、接受新知識(shí)的能力。新課標(biāo)關(guān)注能源、提高能量利用效率，今年又是各地降低能耗，走可持續(xù)發(fā)展的一年，估計(jì)與實(shí)際相聯(lián)系節(jié)約能源的試題可出現(xiàn)。新課標(biāo)明確了焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系，極有可能出現(xiàn)運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算?！纠?】【2022年高考海南卷】油酸甘油酯（相對(duì)分子質(zhì)量884）在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6s80O2g=57CO2g52H2Ol已知燃燒1g該化合物釋放出熱量×104J。油酸甘油酯的燃燒熱△H為（）A．×104J·mol-1B．－×104J·mol-1C．×104J·mol-1D．－×104J·mol-1【答案】D【解析】

考點(diǎn)：考查燃燒熱及化學(xué)反應(yīng)中的能量【名師點(diǎn)睛】考綱明確要求：了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。根據(jù)考綱的這一要求將化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化綜合起來(lái)考查將成為一種熱門(mén)的題型，同時(shí)注意到由于能源日益匱乏，因此有關(guān)燃燒熱、中和熱、蓋斯定律等問(wèn)題必將成為今后命題的重點(diǎn)。新課程背景下的高考熱化學(xué)方程式試題大多是一些思路型題型，題目變化較多，但思路變化卻較少，主干知識(shí)依然是重點(diǎn)考查的內(nèi)容。此類試題比較貼近當(dāng)前的教學(xué)實(shí)際，雖然形式上有各種各樣的變化，但只要學(xué)會(huì)了基礎(chǔ)題型的解題思路和應(yīng)對(duì)策略，縝密分析、逐層遞解，再經(jīng)過(guò)一些變化演繹，就可以準(zhǔn)確解答相關(guān)題型。此外，通過(guò)此類題型的解題策略探究還有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！纠?】【2022年高考新課標(biāo)Ⅲ卷】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NO，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝，回答下列問(wèn)題：（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。①?gòu)幕瘜W(xué)平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的有點(diǎn)是_______。②已知下列反應(yīng)：SO2g2OH?aq===SO32?aqH2OlΔH1ClO?aqSO32?aq===SO42?aqCl?aqΔH2CaSO4s===Ca2（aq）SO42?（aq）ΔH3則反應(yīng)SO2gCa2（aq）ClO?aq2OH?aq===CaSO4sH2OlCl?aq的ΔH=______?！敬鸢浮浚?）①生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行②△H1＋△H2－△H3【解析】試題分析：（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。①由于生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以Ca（ClO）2效果好。②已知：①SO2g2OH?aq===SO32?aqH2OlΔH1

考點(diǎn)：考查蓋斯定律

一、正確理解“三熱”概念1、反應(yīng)熱：在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)本身放出或吸收的熱量。在恒溫恒壓條件下的反應(yīng)熱用△H表示，單位是J/mol，并規(guī)定放熱反應(yīng)的△H<0，吸熱反應(yīng)的△H>0。2、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱與熱值燃燒熱是反應(yīng)熱的一種形式，使用燃燒熱的概念時(shí)要理解下列要點(diǎn)。①規(guī)定是在101ol（這樣才有可比性）。因此，表示可燃物的燃燒熱的熱化學(xué)方程式中，可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。例如，C8H18的燃燒熱為5518J·mol-1，用熱化學(xué)方程式表示則為C8H18（l）EQ\F25,2O2（g）=8CO2（g）9H2O（l）；△H=－5518J·mol-1③規(guī)定生成物為穩(wěn)定的氧化物．例如C→CO2、H→H2Ol、S→SO2等。C（s）EQ\F1,2O2（g）=CO（g）；△H=－·mol-1C（s）O2（g）=CO2（g）；△H=－·mol-1C的燃燒熱為·mol-1，而不是·mol-1。④敘述燃燒熱時(shí)，用正值，在熱化學(xué)方程式中用△H表示時(shí)取負(fù)值。例如，CH4的燃燒熱為·mol-1，而△H＝－·mol-1且必須以1mol可燃物燃燒為標(biāo)準(zhǔn)。=5\*GB3⑤要與熱值概念進(jìn)行區(qū)別。熱值：1g物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫該物質(zhì)的熱值。3、中和熱：把在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱，單位是J/mol。燃燒熱和中和熱都屬于反應(yīng)熱。4、常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)常見(jiàn)吸熱反應(yīng)：所有鹽的水解和電離過(guò)程、大多數(shù)的分解反應(yīng)。常見(jiàn)放熱反應(yīng)：燃燒、爆炸反應(yīng)、金屬與酸的置換、酸堿中和反應(yīng)、2NO2N2O4、大多數(shù)的化合反應(yīng)是放熱的。二、蓋斯定律1、定義：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)各反應(yīng)物和終態(tài)各生成物有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。即如果一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的。即甲o(hù)l，則H2SO4和CaOH2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2×J/molB．1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷燃燒熱C．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D．COg的燃燒熱是283J/mol，則2CO2g＝2COg＋O2g反應(yīng)的ΔH＝2×283J/mol【答案】D【解析】試題分析：A、硫酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀和水，硫酸鈣是難溶電解質(zhì)，溶解過(guò)程有熱量變化，所以反應(yīng)熱不是中和熱，錯(cuò)誤，不選A；B、燃燒熱是指1摩爾可燃物完全燃燒生成液體水和穩(wěn)定的氧化物，錯(cuò)誤，不選B；C、有些放熱反應(yīng)也需要加熱條件，錯(cuò)誤，不選C；D、燃燒熱是指1摩爾可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量，反應(yīng)熱隨著方程式的書(shū)寫(xiě)改變而改變，正確，選D?？键c(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變【例2】【百?gòu)?qiáng)校·2022屆沙市長(zhǎng)郡中學(xué)上學(xué)期第四次月考】已知下列熱化學(xué)方程式：①Fe2O3s3COg=2Fes3CO2g△H=·mol-1②3Fe2O3sCOg=2Fe3O4sCO2g△H=·mol-1③Fe3O4sCOg=3FeOsCO2g△H=＋·mol-1則14gCO氣體與足量FeO充分反應(yīng)得到Fe單質(zhì)和CO2氣體時(shí)的反應(yīng)熱為（）A．-109J·mol-1B-218J·mol-1C．109J·mol-1D．218J·mol-1【答案】A【解析】

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用的知識(shí)?！境脽岽蜩F】【百?gòu)?qiáng)?！?022屆西安中學(xué)第四次月考】NH3是重要的化工原料，已知:N2gO2g=2NOgΔH=aJ?mol￣1①4NH3g5O2g=4NOg6H2OgΔH=-bJ/mol②2H2gO2g=2H2OgΔH=-cJ?mol￣1③則N2g3H2g=2NH3g的ΔH是（）A．a(chǎn)【答案】A【解析】試題分析：①③×3/2-②×1/2，整理可得：N2g3H2g=2NH3gΔH=a-，故選項(xiàng)A正確?？键c(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用的知識(shí)。

利用蓋斯定律進(jìn)行△H計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）合理進(jìn)行方程式的疊加熱化學(xué)方程式的疊加類似于整式的運(yùn)算，疊加時(shí)應(yīng)遵循數(shù)學(xué)的運(yùn)算規(guī)則，當(dāng)需要將某一熱化學(xué)方程式同乘以某一化學(xué)計(jì)量數(shù)時(shí)，各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)和△H需同乘以該化學(xué)計(jì)量數(shù)。（2）“△H”在進(jìn)行加、減、乘等運(yùn)算時(shí)，一定要注意其符號(hào)的改變，即△H的運(yùn)算包括數(shù)值和符號(hào)的雙重運(yùn)算。

【例】【百?gòu)?qiáng)?！?022屆華南師大附中等四校期末聯(lián)考】已知熱化學(xué)方程式：2H2gO2g=2H2Ol?H=—·mol—12CH3OHl3O2g=2CO2g4H2Ol?H=—1452J·mol—1HaqOH—aq=H2Ol?H=—·mol—1據(jù)此判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．CH3OH的燃燒熱為1452J·mol—1B．2H2gO2g=2H2Og?H>—·mol—1C．2CH3OHlO2g=2CO2g4H2g?H=—·mol—1D．CH3COOHaqNaOHaq=H2OlCH3COONaaq?H=—·mol—1【答案】B【解析】

【考點(diǎn)定位】考查燃燒熱、中和熱的定義，蓋斯定律的應(yīng)用等知識(shí)。誤區(qū)警示：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)注意：①照新的熱化學(xué)方程式目標(biāo)熱化學(xué)方程式，結(jié)合原熱化學(xué)方程式一般2～3個(gè)進(jìn)行合理“變形”，如熱化學(xué)方程式顛倒、乘除以某一個(gè)數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式之間ΔH的換算關(guān)系。②當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí)，ΔH也應(yīng)相應(yīng)地乘、除以某一個(gè)數(shù)；方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶“＋”“－”符號(hào)，即把ΔH看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒書(shū)寫(xiě)時(shí)，ΔH的符號(hào)也隨之改變，但數(shù)值不變。④在設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài)固、液、氣的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時(shí)，會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。⑤根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計(jì)算：Q放＝n可燃物×|ΔH|。⑥根據(jù)比熱公式進(jìn)行計(jì)算。Q＝c·m·ΔT考向二熱化學(xué)方程式

（1）考綱要求了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。（2）命題規(guī)律化學(xué)反應(yīng)中的能量變化在高考中經(jīng)常涉及的內(nèi)容有：書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式、判斷熱化學(xué)方程式的正誤，學(xué)習(xí)中應(yīng)以“熱化學(xué)方程式”為突破口，通過(guò)對(duì)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷充分理解其含義，同時(shí)觸類旁通，不斷掌握反應(yīng)熱的計(jì)算技巧，熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)仍是高考中的重點(diǎn)，要強(qiáng)化訓(xùn)練?！纠?】【2022廣東理綜化學(xué)】用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染，（1）傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如右圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)，

其中，反應(yīng)①為：2HClgCuOsH2OgCuCl2g△H1反應(yīng)②生成1molCl2g的反應(yīng)熱為△H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為,反應(yīng)熱用△H1和△H2表示?！敬鸢浮?2HClg1/2O2gH2OgCl2g△H=△H1△H2

【例2】【2022山東理綜化學(xué)】（19分）合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸收氫性能，在配合氫能的開(kāi)發(fā)中起到重要作用。（3）貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)，溫度為T(mén)時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________。已知溫度為T(mén)時(shí)：CH4g2H2O=CO2g4H2g△H=165KJ?molCOgH2Og=CO2gH2g△H=-41KJ?mol【答案】（3）COg3H2g=CH4gH2Og?H=—206J?mol￣1【解析】（3）寫(xiě)出化學(xué)方程式并注明狀態(tài)：COg3H2g=CH4gH2Og，然后根據(jù)蓋斯定律可得該反應(yīng)的?H=—?H1?H2=—206J?mol￣1，進(jìn)而得出熱化學(xué)方程式。

一、熱化學(xué)方程式1．概念表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2．意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如：2H2g＋O2g=2H2OlΔH＝－·mol－1表示：2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量。3．書(shū)寫(xiě)（1）注明反應(yīng)條件：反應(yīng)熱與測(cè)定條件溫度、壓強(qiáng)等有關(guān)。絕大多數(shù)反應(yīng)是在25℃、101ol－1。（4）注意守恒關(guān)系：①原子守恒和得失電子守恒；②能量守恒。ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)（5）區(qū)別于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“點(diǎn)燃”、“加熱”等。（6）注意熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。且化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。二、熱化學(xué)方程式正誤的判斷—“五看”法判斷熱化學(xué)方程式的正誤（1）看方程式是否配平；（2）看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；（3）看ΔH的“＋”、“－”符號(hào)是否正確；（4）看反應(yīng)熱的單位是否為J·mol－1；（5）看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)。

【例1】【百?gòu)?qiáng)?！?022屆哈師大附中期中】已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是（）A．2C2H2g＋5O2g＝4CO2g＋2H2OlΔH＝-2bJ/molB．C2H2g＋5/2O2g＝2CO2g＋H2OlΔH＝2bJ/molC．2C2H2g＋5O2g＝4CO2g＋2H2OlΔH＝-4bJ/molD．2C2H2g＋5O2g＝4CO2g＋2H2OlΔH＝bJ/mol【答案】C【解析】試題分析：A、生成4molCO2應(yīng)該放熱4bJ，A錯(cuò)誤；B、反應(yīng)熱沒(méi)有注明正負(fù)號(hào)，B錯(cuò)誤；C、生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bJ，則生成4molCO2應(yīng)該放熱4bJ，熱化學(xué)方程式正確，C正確；D、根據(jù)以上分析可知D錯(cuò)誤，答案選C。考點(diǎn)：本題主要是考查熱化學(xué)方程式正誤判斷【趁熱打鐵】【百?gòu)?qiáng)校?2022屆海南省華僑中學(xué)考前模擬】25℃、101ol、mol、mol、2800J/mol，則下列熱化學(xué)方程式正確的是（）A．Cs1/2O2g＝COg；△H＝－molB．2H2gO2g＝2H2Og；△H＝＋molC．CH4g2O2g＝CO2g2H2Og；△H＝－molD．1/2C6H12O6s3O2g＝3CO2g3H2Ol；△H＝－1400J/mol【答案】D【解析】

考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)【例2】【百?gòu)?qiáng)校·2022屆西安中學(xué)第四次月考】下列熱化學(xué)方程式或說(shuō)法正確的是（）A．甲烷的燃燒熱為·mol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4g2O2g=CO2g2H2OgΔH=·mol-1B．500℃、30Mol-1C．同溫同壓下，等物質(zhì)的量的H2與足量的Cl2在光照和點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng)，所產(chǎn)生的熱量相同D．已知中和熱為mol,則稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2HaqSO42?aqBa2aq2OH-aq=BaSO4s2H2OlΔH=mol【答案】C【解析】

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式或有關(guān)反應(yīng)熱的說(shuō)法正誤判斷的知識(shí)。【趁熱打鐵】【百?gòu)?qiáng)?！?022屆上杭縣第一中學(xué)12月月考】化學(xué)反應(yīng)N23H2=2NH3的能量變化如圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是（）

A．N2g3H2g═2NH3l△H=2a-b-cJ/molB．N2g3H2g═2NH3g△H=2b-aJ/molC．1/2N2g3/2H2g═NH3l△H=bc-aJ/molD．1/2N2g3/2H2g═NH3g△H=abJ/mol【答案】A【解析】

故選A考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)

正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)1、ΔH只能寫(xiě)在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“；”隔開(kāi)。若為放熱反應(yīng)，ΔH為<0：若為吸熱反應(yīng)，ΔH為>0。ΔH的單位一般為J/mol。2、注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的個(gè)數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分?jǐn)?shù)。3、反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱數(shù)值以及符號(hào)都可能不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)s、l、g才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不用↑和↓。4、由于ΔH與反應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān)，所以