5：第1章 體系構建　體驗高考

體系構建體驗高考第一章化學反應的熱效應[學習目標]1.了解本章知識在高考中的考查方法及常見的考查角度。2.熟悉本章的知識體系，體驗高考題。[重點難點]掌握高考題的呈現(xiàn)方式，提升知識的綜合運用能力。一、考情揭秘角度分析本章知識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：反應過程與能量變化圖像分析；鍵能與能量關系圖的分析；ΔH的正負判斷，大小比較；由鍵能、蓋斯定律、燃燒熱等計算ΔH；由題給信息書寫熱化學方程式等。二、體系構建理清脈絡化學反應的熱效應反應熱符號：ΔH放熱反應ΔH＜0吸熱反應ΔH＞0單位：kJ·mol－1中和反應反應熱的測定熱化學方程式意義：既能表示化學反應中的物質變化，又能表示能量變化書寫要點需注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)放熱反應ΔH用“－”，吸熱反應ΔH用“＋”ΔH數(shù)值隨化學計量數(shù)變化而變化，單位用kJ/mol或

kJ·mol－1注明反應時的溫度和壓強，25℃、101kPa時可不注明化學反應的熱效應反應熱的計算蓋斯定律內容：一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完

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

無關計算方法：①虛擬路徑法、②加合法根據熱化學方程式求反應熱根據蓋斯定律計算根據燃燒熱計算根據鍵能計算(ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能

總和)計算反應熱的依據考向一熱化學方程式的書寫例1

(1)[2021·天津，13(3)]合成氨反應常使用鐵觸媒提高反應速率。如圖為有、無鐵觸媒時，反應的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式：_____________________________________________。三、體驗高考素養(yǎng)提升(2)[2021·河北，16(1)]已知25℃時，相關物質的燃燒熱數(shù)據如表：物質H2(g)C(s，石墨)C6H6(l)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5則25℃時H2(g)和C(s，石墨)生成C6H6(l)的熱化學方程式為________________________________________________。6C(s，石墨)＋3H2(g)===C6H6(l)

ΔH＝＋49.1kJ·mol－1根據表格中燃燒熱數(shù)據可知，存在反應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，根據蓋斯定律，①×6＋②×3－③得反應：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·全國卷Ⅰ，28(1)]硫酸是一種重要的基本化工產品，接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋

O2(g)SO3(g)

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

ΔH＝－351kJ·mol－1根據題圖知，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。考向二反應熱的計算例2

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

ΔH＝_____kJ·mol－1。－802根據蓋斯定律，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)]我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應：根據蓋斯定律，反應a的ΔH1＝____________________________(寫出一個代數(shù)式即可)。ΔH2＋ΔH3－ΔH5(或ΔH3－ΔH4)反應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)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過氨熱分解法制氯氣。在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。相關化學鍵的鍵能數(shù)據化學鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8＋90.8根據反應熱＝反應物的總鍵能－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化廣泛存在于自然界及人類的生產和生活中。已知25℃，100kPa時：①1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ熱量。回答問題：(1)25℃時，CO2(g)與H2O(l)經光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學方程式為_________________________________________________________。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方程式為C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)

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

ΔH＝＋2804kJ·mol－1。(2)25℃，100kPa時，氣態(tài)分子斷開1mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。已知O==O、C≡O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________kJ·mol－1。664.75例4

[2021·全國甲卷，28(1)節(jié)選]二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)該反應一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)

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

ΔH2＝－90kJ·mol－1總反應的ΔH＝_____kJ·mol－1。－49根據蓋斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氫制甲醇的總反應為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，半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是A.ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0B.ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0C.ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)D.對于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3考向三反應過程與能量變化圖像分析例5

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

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

中共價鍵形成O2－和CO2吸收的能量，與M2＋無關，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正確；C項，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為負值，CaO的離子鍵強度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，錯誤；D項，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正確。123自我測試1.根據圖中的能量關系，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。自我測試123根據題意，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鋅粉在量熱計中充分反應。測得反應前溫度為20.1℃，反應后最高溫度為30.1℃。已知：反應前后，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、質量變化和金屬吸收的熱量。請計算：(1)反應放出的熱量Q＝________J。4.18×103自我測試123(2)反應Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝______________________________kJ·mol－1(列式計算)。＝－2091.95g鋅的物質的量為0.03mol，100mL0.200mol·L－1CuSO4溶液中銅離子的物質的量為0.02mol，所以鋅過量，據(1)計算ΔH＝＝－209kJ·mol－1。自我測試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)寫出N2H4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)和H2O(g)的熱化學方程式：__________________________________________________________。2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

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

ΔH＝－1135.7kJ·mol－1。自我測試