2021高考化學考點突破訓練：6-1化學反應中的熱效應

重點突破鎖定高考熱點探究規(guī)律方法考點1熱化學方程式的書寫及正誤推斷1.熱化學方程式的書寫書寫(1)注明反應條件：反應熱與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)。絕大多數(shù)反應是在25℃(2)注明物質(zhì)狀態(tài)：常用s、l、g、aq分別表示固體、液體、氣體、溶液。(3)留意符號單位：ΔH應包括“＋”或“－”、數(shù)字和單位(kJ·mol－1)。(4)留意守恒關(guān)系：①原子守恒和得失電子守恒；②能量守恒。(ΔH與化學計量數(shù)相對應)(5)區(qū)分于一般方程式：一般不注“↑”“↓”以及“點燃”“加熱”等。(6)留意熱化學方程式的化學計量數(shù)。熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。且化學計量數(shù)必需與ΔH相對應，假如化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。2．熱化學方程式的正誤推斷“五看”法推斷熱化學方程式的正誤：(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“＋”“－”符號是否正確。(4)看反應熱的單位是否為kJ·mol－1。(5)看反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應。題組訓練1．(2022·太原質(zhì)檢)沼氣是一種清潔能源，它的主要成分是CH4，已知0.5molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時，放出445kJ熱量，則下列熱化學方程式中正確的是()A．2CH4(g)＋4O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋890kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1D．CH4(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1解析0.5molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時，放出445kJ熱量，即1molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時，放出890kJ熱量。依據(jù)書寫熱化學方程式的規(guī)定，要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，標出反應的熱效應，只有C項正確。答案C2．下列熱化學方程式書寫正確的是(ΔH的確定值均正確)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃燒熱)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和熱)C．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ/mol(反應熱)D．2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ/mol(反應熱)解析此題考查熱化學方程式的書寫。A項，考查燃燒熱，生成物水的狀態(tài)不是穩(wěn)定狀態(tài)；B項，因中和反應為放熱反應，故ΔH<0；D項，未注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。答案C3．25℃、101kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是ΔH＝－393.5kJ/mol、ΔH＝－285.8kJ/mol、ΔH＝－890.3kJ/mol、ΔH＝－2800kJ/mol，則下列熱化學方程式正確的是()A．C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－393.5kJ/molB．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ/molC．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ/molD.eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1400kJ/mol解析在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱。A項中C的穩(wěn)定氧化物為CO2，C項和D項中H2O應為液態(tài)。答案B4．(2022·東北三省四市聯(lián)考)(1)25℃、101kPa時，1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出22.68kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為________________________________________。(2)0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃燒，生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_______________________________________________。(3)肼(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水時，放出133.5kJ熱量，則肼燃燒的熱化學方程式為_________________________________________________________________________________________________________。解析(3)先寫出肼燃燒的化學方程式：N2H4＋O2=N2＋2H2O，據(jù)0.25molN2H4(g)完全燃燒生成N2和H2O(g)，放出熱量133.5kJ，則1molN2H4完全燃燒放出的熱量為534kJ。答案(1)CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1(2)B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1(3)N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1考點2蓋斯定律及反應熱的計算1.蓋斯定律蓋斯定律的實質(zhì)是假如一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的。即：則有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。2．反應熱的計算(1)依據(jù)反應物與生成物的能量計算：ΔH＝E生成物－E反應物。(2)依據(jù)反應物化學鍵斷裂與生成物化學鍵形成過程中的能量變化計算：ΔH＝反應物的化學鍵斷裂吸取的能量－生成物的化學鍵形成釋放的能量。(3)利用熱化學方程式進行計算：先寫出熱化學方程式，再依據(jù)熱化學方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間、物質(zhì)與反應熱之間的關(guān)系直接計算反應熱。(4)依據(jù)標準燃燒熱數(shù)據(jù)，利用公式直接計算反應熱：ΔH＝標準燃燒熱×n(可燃物的物質(zhì)的量)。(5)利用蓋斯定律計算反應熱：①設(shè)計合理的反應途徑。②對已知的熱化學方程式進行簡潔運算，得出待求的熱化學方程式，反應熱也要進行相應的運算，從而得出待求熱化學方程式的反應熱。③在進行反應熱的計算時，要留意反應熱的符號以及反應熱與熱化學方程式中化學計量數(shù)間的比例關(guān)系。3．用蓋斯定律求反應熱的留意事項(1)當反應方程式乘以或除以某數(shù)時，ΔH也對應乘以或除以某數(shù)。(2)反應方程式進行加減運算時，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“＋”“－”，即把ΔH看作一個整體進行運算。(3)通過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時，同樣要把ΔH看作一個整體。(4)在反應過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，物質(zhì)狀態(tài)依次由固→液→氣變化時，會吸熱；反之會放熱。(5)當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。題組訓練5.(2022·海淀期末)下列說法正確的是()A．如圖可表示水分解過程中的能量變化B．若2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ/mol，則碳的燃燒熱為110.5kJ/molC．需要加熱的反應確定是吸熱反應，常溫下能發(fā)生的反應確定是放熱反應D．已知Ⅰ：反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－akJ/mol，Ⅱ：eq\o(→,\s\up17(bkJ/mol))eq\o(→,\s\up17(ckJ/mol))且a、b、c均大于零，則斷開1molH—Cl鍵所需的能量為(－a－b－c)kJ/mol解析本題考查了化學反應過程中的能量變化，意在考查考生對化學反應中能量變化的有關(guān)概念的理解以及對圖象的分析力氣。A項，水的分解為吸熱反應，生成物的總能量大于反應物的總能量，且催化劑可有效降低活化能，正確；B項，燃燒熱概念中強調(diào)完全反應且生成穩(wěn)定的氧化物，而該項反應中生成物為CO，錯誤；C項，常溫下能發(fā)生的反應不愿定是放熱反應，如在常溫下Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應為吸熱反應，需要加熱的反應也不愿定是吸熱反應；D項，依據(jù)化學反應的過程為舊化學鍵斷裂和新化學鍵生成的過程，且斷裂化學鍵吸取能量，生成化學鍵放出能量，可知斷開1molH—Cl鍵所需的能量為eq\f(1,2)(a＋b＋c)kJ/mol。答案A6．(2021·新課標全國Ⅱ)在1200℃時，自然?氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH32S(g)=S2(g)ΔH4則ΔH4的正確表達式為()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)解析依據(jù)蓋斯定律，由第一個反應×eq\f(2,3)＋其次個反應×eq\f(2,3)－第三個反應×2可得第四個反應，則ΔH4＝ΔH1×eq\f(2,3)＋ΔH2×eq\f(2,3)－ΔH3×2＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。答案A7．(2022·重慶)肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關(guān)化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、OO為500、N—N為154，則斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是()A．194 B．391C．516 D．658解析依據(jù)圖示，可得如下熱化學反應方程式：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－534kJ/mol①；2N(g)＋4H(g)＋2O(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－2752kJ/mol②。依據(jù)蓋斯定律，①－②有：N2H4(g)＋O2(g)=2N(g)＋4H(g)＋2O(g)ΔH3＝＋2218kJ/mol，設(shè)斷裂1molN—H鍵所需的能量為xkJ，則有4xkJ＋154kJ＋500kJ＝2218kJ，解得x＝391，故斷裂1molN—H鍵所需的能量為391kJ。答案B8．(2022·湖南聯(lián)考)蓋斯定律認為能量總是守恒的，不管化學反應過程是一步完成或分幾步完成，整個過程的熱效應是相同的。已知：①H2O(g)=H2O(l)ΔH1＝－Q1kJ·mol－1②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)ΔH2＝－Q2kJ·mol－1③C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH3＝－Q3kJ·mol－1若使23g液態(tài)無水酒精完全燃燒，最終恢復到室溫，則放出的熱量為(單位：kJ)()A．Q1＋Q2＋Q3B．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3D．0.5(Q1＋Q2＋Q3)解析依據(jù)蓋斯定律，1mol液態(tài)無水酒精完全燃燒的ΔH＝ΔH1×3－ΔH2＋ΔH3＝(－3Q1＋Q2－Q3)kJ·mol－1。23g(0.5mol)液態(tài)無水酒精完全燃燒，最終恢復到室溫，放出的熱量為(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)kJ，B項正確。答案B歸納總結(jié)利用蓋斯定律書寫熱化學方程式考點3反應熱大小的比較比較反應熱的大小一般有以下幾種狀況：1．同一反應的生成物狀態(tài)不同時，如A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1，A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。2．同一反應的反應物狀態(tài)不同時，如A(s)＋B(g)=C(g)ΔH1，A(g)＋B(g)=C(g)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。3．兩個有聯(lián)系的反應相比時，如C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)ΔH2②。比較方法：利用反應①(包括ΔH1)乘以某系數(shù)減去反應②(包括ΔH2)乘以某系數(shù)，即得出ΔH3＝ΔH1×某系數(shù)－ΔH2×某系數(shù)，依據(jù)ΔH3大于0或小于0進行比較?？傊?，比較反應熱的大小時要留意：①反應中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；②ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”“－”一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較；③若只比較放出熱量的多少，則只比較數(shù)據(jù)的大小，不考慮正、負號。題組訓練9．下列各組熱化學方程式的ΔH前者大于后者的是()①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH4③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH52H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8A．① B．④C．②③④ D．①②③解析①前面反應式減去后面反應式可得：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH1－ΔH2，該反應為放熱反應，即ΔH1－ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2；②等量的固態(tài)硫變?yōu)榱蛘魵鈺r吸熱，故在與O2反應生成同樣的SO2時，氣態(tài)硫放出的熱量多，即ΔH3＞ΔH4；③發(fā)生同樣的燃燒反應，物質(zhì)的量越多，放出的熱量越多，故ΔH5＞ΔH6；④碳酸鈣分解吸取熱量，ΔH7＞0，CaO與H2O反應放出熱量，ΔH8＜0，明顯ΔH7＞ΔH8。答案C10．(2022·鄭州一中月考)下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是()A．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為放熱反應，則SO2的能量定高于SO3的能量B．已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則任何酸堿中和反應的熱效應均為57.3kJD．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH,2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2，則ΔH1<ΔH2解析A項說明2molSO2和1molO2的總能量比2molSO3的能量高，但不能說SO2的能量高于SO3的能量，A項不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸取能量，則金剛石的能量高于石墨，能量越高越不穩(wěn)定，B項不正確；酸堿中和反應的熱效應不僅與生成H2O的物質(zhì)的量有關(guān)，還與酸、堿的濃度及強弱有關(guān)，C項不正確；碳完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多，但比較ΔH時應帶符號比較，故ΔH1<ΔH2，D項正確。答案D11．已知下列各反應均為放熱反應，同溫同壓下，下列各熱化學方程式中的ΔH最小的是()A．2A(l)＋B(l)=2C(g)ΔH1B．2A(g)＋B(g)=2C(g)ΔH2C．2A(g)＋B(g)=2C(l)ΔH3D．2A(l)＋B(l)=2C(l)ΔH4解析等物質(zhì)的量的反應物，氣態(tài)時所具有的能量高于液態(tài)時所具有的能量。依據(jù)ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量，可知選項C的ΔH數(shù)值最小。答案C名師究錯易錯追根溯源挑戰(zhàn)高考滿分【典例1】已知反應：①25℃、101kPa時，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1A．碳的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1B．①的反應熱為221kJ·mol－1C．稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為－57.3kJ·mol－1D．稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱量【錯因分析】若不理解燃燒熱的概念，會漏選A項；混淆反應熱和燃燒熱的概念，會錯選B項；混淆反應熱和中和熱的概念，會錯選C項?！窘馕觥緼項，該熱化學方程式表明白25℃、101kPa時，2mol碳不完全燃燒生成一氧化碳時的反應熱為－221kJ·mol－1；依據(jù)等物質(zhì)的量的可燃物完全燃燒放出的熱量比不完全燃燒放出的熱量大，推理得出碳的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1，A項正確。B項錯誤的緣由是混淆了反應熱和燃燒熱的概念。C項錯誤的緣由是混淆了反應熱和中和熱的概念。D項，醋酸不是強酸，電離要吸取熱量，因此發(fā)生中和反應時放出的熱量小于57.3kJ?！敬鸢浮緼糾錯訓練1.下列有關(guān)熱化學方程式及其敘述正確的是()A．氫氣的燃燒熱為285.5kJ·mol－1，則電解水的熱化學方程式是2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5kJ·mol－1B．1molCH4完全燃燒生成CO2和H2O(g)時放出890kJ熱量，其熱化學方程式可表示為eq\f(1,2)CH4(g)＋O2(g)=eq\f(1,2)CO2(g)＋H2O(g)ΔH＝－445kJ·mol－1C．已知2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，則C的燃燒熱為221kJ·mol－1D．已知NaOH溶液與HCl溶液反應生成1molH2O時放出57.3kJ熱量，則NaOH溶液與HF溶液反應：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1解析A項應為2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.0kJ·mol－1，A項錯誤；B項，由題給數(shù)據(jù)可以寫出熱化學方程式，B項正確；燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量，C項錯誤；HF是弱酸，電離時要吸熱，與NaOH溶液反應生成1molH2O時放出的熱量應小于57.3kJ，D項錯誤。答案B【典例2】(2021·重慶)已知：P4(g)＋6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四周體結(jié)構(gòu)，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1.2ckJ·mol－1。下列敘述正確的是()A．P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)=PCl5(s)的反應熱ΔHC．Cl—Cl鍵的鍵能為(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1D．P—P鍵的鍵能為(5a－3b＋12c)/8kJ·mol－1【錯因分析】假如不留意物質(zhì)的聚集狀態(tài)，則會導致錯選B；假如不知道P4的結(jié)構(gòu)及該分子中P—P鍵的數(shù)目，則會導致錯選D?！窘馕觥勘绢}考查熱化學學問，意在考查考生運用鍵能與反應熱的關(guān)系解決實際問題的力氣。Cl的原子半徑小于P的原子半徑，故P—Cl鍵的鍵能大于P—P鍵的鍵能，A項錯誤；不知道PCl5(g)→PCl5(s)的反應熱，無法求出B項中反應的反應熱，B項錯誤；依據(jù)蓋斯定律，消去P4，得到Cl—Cl鍵的鍵能為(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1，C項正確；依據(jù)蓋斯定律，消去Cl2，得到P—P鍵的鍵能為(5a－3b＋12c)/12kJ·mol－1，D項錯誤。【答案】C糾錯訓練2.為了合理利用化學能，確保平安生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學反應的焓變，并實行相應措施?；瘜W反應的焓變通常用試驗進行測定，也可進行理論推算。(1)