5：第1章 體系構(gòu)建　體驗(yàn)高考

體系構(gòu)建體驗(yàn)高考第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解本章知識(shí)在高考中的考查方法及常見(jiàn)的考查角度。2.熟悉本章的知識(shí)體系，體驗(yàn)高考題。[重點(diǎn)難點(diǎn)]掌握高考題的呈現(xiàn)方式，提升知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。一、考情揭秘角度分析本章知識(shí)在高考中的考查主要以選擇題或非選擇題為主，難度一般。主要考查角度有：反應(yīng)過(guò)程與能量變化圖像分析；鍵能與能量關(guān)系圖的分析；ΔH的正負(fù)判斷，大小比較；由鍵能、蓋斯定律、燃燒熱等計(jì)算ΔH；由題給信息書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式等。二、體系構(gòu)建理清脈絡(luò)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)熱符號(hào)：ΔH放熱反應(yīng)ΔH＜0吸熱反應(yīng)ΔH＞0單位：kJ·mol－1中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定熱化學(xué)方程式意義：既能表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，又能表示能量變化書(shū)寫(xiě)要點(diǎn)需注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)放熱反應(yīng)ΔH用“－”，吸熱反應(yīng)ΔH用“＋”ΔH數(shù)值隨化學(xué)計(jì)量數(shù)變化而變化，單位用kJ/mol或

kJ·mol－1注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)，25℃、101kPa時(shí)可不注明化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律內(nèi)容：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完

成，其反應(yīng)熱是相同的特點(diǎn)：只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)途徑

無(wú)關(guān)計(jì)算方法：①虛擬路徑法、②加合法根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱根據(jù)蓋斯定律計(jì)算根據(jù)燃燒熱計(jì)算根據(jù)鍵能計(jì)算(ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能

總和)計(jì)算反應(yīng)熱的依據(jù)考向一熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)例1

(1)[2021·天津，13(3)]合成氨反應(yīng)常使用鐵觸媒提高反應(yīng)速率。如圖為有、無(wú)鐵觸媒時(shí)，反應(yīng)的能量變化示意圖。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________。三、體驗(yàn)高考素養(yǎng)提升(2)[2021·河北，16(1)]已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(s，石墨)C6H6(l)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5則25℃時(shí)H2(g)和C(s，石墨)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。6C(s，石墨)＋3H2(g)===C6H6(l)

ΔH＝＋49.1kJ·mol－1根據(jù)表格中燃燒熱數(shù)據(jù)可知，存在反應(yīng)①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－393.5kJ·mol－1,②H2(g)＋

O2(g)===H2O(l)

ΔH2＝－285.8kJ·mol－1，③C6H6(l)＋

O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH3＝－3267.5kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，①×6＋②×3－③得反應(yīng)：6C(s，石墨)＋3H2(g)===C6H6(l)

ΔH＝(－393.5kJ·mol－1)×6＋(－285.8kJ·mol－1)×3－(－3267.5kJ·mol－1)＝＋49.1kJ·mol－1。(3)[2020·全國(guó)卷Ⅰ，28(1)]硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋

O2(g)SO3(g)

ΔH＝－98kJ·mol－1。釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________________。2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝－351kJ·mol－1根據(jù)題圖知，①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)

ΔH1＝－399kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)

ΔH2＝－24kJ·mol－1，由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol－1)－(－24kJ·mol－1)×2＝－351kJ·mol－1。考向二反應(yīng)熱的計(jì)算例2

(1)[2021·福建，13(1)]空氣反應(yīng)器與燃料反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)分別為反應(yīng)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝_____kJ·mol－1。－802根據(jù)蓋斯定律，用①×2＋②得：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－227kJ·mol－1×2＋(－348kJ·mol－1)＝－802kJ·mol－1。(2)[2021·廣東，19(1)]我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的ΔH1＝____________________________(寫(xiě)出一個(gè)代數(shù)式即可)。ΔH2＋ΔH3－ΔH5(或ΔH3－ΔH4)反應(yīng)2NH3(g)

N2(g)＋3H2(g)

ΔH＝______kJ·mol－1。(3)[2021·湖南，16(1)改編]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可通過(guò)氨熱分解法制氯氣。在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8＋90.8根據(jù)反應(yīng)熱＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，2NH3(g)

N2(g)＋3H2(g)

ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。例3

[2021·海南，16(1)(2)]碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化廣泛存在于自然界及人類(lèi)的生產(chǎn)和生活中。已知25℃，100kPa時(shí)：①1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ熱量?；卮饐?wèn)題：(1)25℃時(shí)，CO2(g)與H2O(l)經(jīng)光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________________。6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1由題意可知，葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)

ΔH＝－2804kJ·mol－1，CO2和液態(tài)水經(jīng)光合作用生成葡萄糖和氧氣的反應(yīng)為葡萄糖燃燒的逆反應(yīng)，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1。(2)25℃，100kPa時(shí)，氣態(tài)分子斷開(kāi)1mol化學(xué)鍵的焓變稱(chēng)為鍵焓。已知O==O、C≡O(shè)鍵的鍵焓分別為495kJ·mol－1、799kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧鍵的鍵焓為_(kāi)_______kJ·mol－1。664.75例4

[2021·全國(guó)甲卷，28(1)節(jié)選]二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)該反應(yīng)一般認(rèn)為通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)

ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH2＝－90kJ·mol－1總反應(yīng)的ΔH＝_____kJ·mol－1。－49根據(jù)蓋斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH＝(＋41kJ·mol－1)＋(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。已知：離子電荷相同時(shí)，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)。下列說(shuō)法不正確的是A.ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0B.ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0C.ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)D.對(duì)于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3考向三反應(yīng)過(guò)程與能量變化圖像分析例5

(2019·浙江4月選考，23)MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M＝Ca、Mg)：√根據(jù)蓋斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又已知Ca2＋半徑大于Mg2＋半徑，所以CaCO3的離子鍵強(qiáng)度弱于MgCO3，CaO的離子鍵強(qiáng)度弱于MgO。A項(xiàng)，ΔH1表示斷裂MCO3中的離子鍵形成M2＋和

所吸收的能量，離子鍵強(qiáng)度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正確；B項(xiàng)，ΔH2表示斷裂

中共價(jià)鍵形成O2－和CO2吸收的能量，與M2＋無(wú)關(guān)，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正確；C項(xiàng)，由上述分析可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO離子鍵所放出的能量，ΔH3為負(fù)值，CaO的離子鍵強(qiáng)度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正確。123自我測(cè)試1.根據(jù)圖中的能量關(guān)系，可求得C—H的鍵能為A.414kJ·mol－1

B.377kJ·mol－1C.235kJ·mol－1

D.197kJ·mol－1√從圖中信息可知C(s)＋2H2(g)===CH4(g)

ΔH＝－75kJ·mol－1。ΔH＝舊鍵斷裂吸收的總能量－新鍵形成放出的總能量，設(shè)C—H鍵能為xkJ·mol－1，則(717＋864)kJ·mol－1－4x

kJ·mol－1＝－75kJ·mol－1，解得x＝414，A正確。自我測(cè)試123根據(jù)題意，Q＝cmΔt＝4.18J·g－1·℃－1×100g×(30.1－20.1)℃＝4.18×103

J。2.(2020·浙江7月選考，27)100mL0.200mol·L－1CuSO4溶液與1.95g鋅粉在量熱計(jì)中充分反應(yīng)。測(cè)得反應(yīng)前溫度為20.1℃，反應(yīng)后最高溫度為30.1℃。已知：反應(yīng)前后，溶液的比熱容均近似為4.18J·g－1·℃－1、溶液的密度均近似為1.00g·cm－3，忽略溶液體積、質(zhì)量變化和金屬吸收的熱量。請(qǐng)計(jì)算：(1)反應(yīng)放出的熱量Q＝________J。4.18×103自我測(cè)試123(2)反應(yīng)Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝______________________________kJ·mol－1(列式計(jì)算)。＝－2091.95g鋅的物質(zhì)的量為0.03mol，100mL0.200mol·L－1CuSO4溶液中銅離子的物質(zhì)的量為0.02mol，所以鋅過(guò)量，據(jù)(1)計(jì)算ΔH＝＝－209kJ·mol－1。自我測(cè)試1233.(2021·西安交大附中高二月考)Ⅰ.發(fā)射衛(wèi)星用N2H4作燃料，NO2為氧化劑，二者反應(yīng)生成N2和水蒸氣，已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)

ΔH1＝＋67.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH2＝－534kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ·mol－1④H2(g)＋F2(g)===2HF(g)

ΔH4＝－538kJ·mol－1(1)寫(xiě)出N2H4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式：__________________________________________________________。2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1135.7kJ·mol－1自我測(cè)試123依據(jù)蓋斯定律，由②×2－①得2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1135.7kJ·mol－1。自我測(cè)試