（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 6.2 化學(xué)能與熱能（2）反應(yīng)熱的比較與計(jì)算（過(guò)題型）學(xué)案（含解析）

（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 6.2 化學(xué)能與熱能（2）反應(yīng)熱的比較與計(jì)算（過(guò)題型）學(xué)案（含解析）利用鍵能計(jì)算H或根據(jù)蓋斯定律計(jì)算、比較H是近幾年全國(guó)卷命題的必考點(diǎn)，特別是將熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算融合在一起的試題，很好的考查了考生對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用和運(yùn)算能力。正確解答反應(yīng)熱計(jì)算的關(guān)鍵是合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑，正確加減熱化學(xué)方程式。典例1(2018·天津高考)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵CHC=OHHCO(CO)鍵能/kJ·mol14137454361 075則該反應(yīng)的H_。解析H4×E(CH)2×E(CO)2×E(CO)2×E(HH)(4×4132×745)kJ·mol1(2×1 0752×436)kJ·mol1120 kJ·mol1。答案120 kJ·mol1備考方略利用鍵能計(jì)算H的方法(1)計(jì)算公式H反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能。 (2)計(jì)算關(guān)鍵利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵，就是要算清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目，清楚中學(xué)階段常見單質(zhì)、化合物中所含共價(jià)鍵的種類和數(shù)目。物質(zhì)(化學(xué)鍵)CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨(CC)金剛石(CC)S8(SS)Si(SiSi)每個(gè)微粒所含鍵數(shù)24641.5282考法二利用蓋斯定律計(jì)算H并書寫熱化學(xué)方程式典例2(2018·高考組合題)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)全國(guó)卷，28(2)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJ·mol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJ·mol1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_kJ·mol1。(2)全國(guó)卷，27(1)CH4­CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJ·mol1該催化重整反應(yīng)的H_kJ·mol1。(3)全國(guó)卷，28(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJ·mol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJ·mol1則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H為_kJ·mol1。(4)北京高考，27(1)近年來(lái)，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過(guò)程如下：反應(yīng)：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJ·mol1反應(yīng)：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJ·mol1反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。解析(1)把已知兩反應(yīng)按順序編號(hào)為a、b，根據(jù)蓋斯定律，a式×b式可得：N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)H53.1 kJ·mol1。(2)將題給已知三個(gè)反應(yīng)依次編號(hào)為、，根據(jù)蓋斯定律，由×2可得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJ·mol1。(3)將題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、，根據(jù)蓋斯定律，由×3可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)，則有H3H1H23×48 kJ·mol1(30 kJ·mol1)114 kJ·mol1。(4)由題圖可知，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SO22H2O2H2SO4S。根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)(反應(yīng)反應(yīng))可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJ·mol1。答案(1)53.1(2)247(3)114(4)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJ·mol1備考方略蓋斯定律應(yīng)用三步流程綜合訓(xùn)練1回答下列問(wèn)題：(1)用水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：2NO2(g)H2O(l)=HNO3(aq)HNO2(aq)H116.1 kJ·mol13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H2O(l)H75.9 kJ·mol1反應(yīng)3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的H_ kJ·mol1。(2)已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJ·mol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJ·mol1由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為_。(3)煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H1200.9 kJ·mol1NO(g)O2(g)=NO2(g)H258.2 kJ·mol1則反應(yīng)3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJ·mol1。解析：(1)將題給三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、和，根據(jù)蓋斯定律可知，(×3)/2，則H(116.1 kJ·mol1×375.9 kJ·mol1)/2136.2 kJ·mol1。(2)把熱化學(xué)方程式顛倒過(guò)來(lái)，反應(yīng)熱的數(shù)值不變，符號(hào)相反可得2Al(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)H3H21 169.2 kJ·mol1。根據(jù)蓋斯定律，由可得Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)HH1H3174.9 kJ·mol1，即為Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式。(3)將熱化學(xué)方程式乘以2可得2NO(g)O2(g)=2NO2(g)H32×H22×(58.2 kJ·mol1)116.4 kJ·mol1。根據(jù)蓋斯定律，由可得3NO(g)O3(g)=3NO2(g)HH1H3317.3 kJ·mol1。答案：(1)136.2(2)Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJ·mol1(3)317.32二氧化碳回收利用是環(huán)?？茖W(xué)研究的熱點(diǎn)課題。已知CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴：2CO2(g)6H2(g)CH2CH2(g)4H2O(g)H(1)幾種物質(zhì)的能量(kJ·mol1)如表所示(在25 、101 kPa條件下，規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測(cè)得其他物質(zhì)生成時(shí)的反應(yīng)熱為其具有的能量)：物質(zhì)CO2(g)H2(g)CH2CH2(g)H2O(g)能量/(kJ·mol1)394052242則該反應(yīng)的H_kJ·mol1。(2)幾種化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol1)如表所示：化學(xué)鍵COHHCCHCHO鍵能/(kJ·mol1)803436615a463a_。解析：(1)HE(生成物能量總和)E(反應(yīng)物能量總和)(52242×40394×2) kJ·mol1128 kJ·mol1。(2)HE(反應(yīng)物鍵能總和)E(生成物鍵能總和)(803×4436×66154a463×8)kJ·mol1128 kJ·mol1，解得a409.25。答案：(1)128(2)409.25題型二反應(yīng)熱的大小比較對(duì)不同的反應(yīng)熱(H)進(jìn)行大小比較，是高考考查的又一種形式。對(duì)于可求得準(zhǔn)確數(shù)值的反應(yīng)熱(H)，直接比較反應(yīng)熱(H)即可得出大小關(guān)系，而對(duì)于無(wú)法求得準(zhǔn)確數(shù)值的反應(yīng)熱：可通過(guò)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)來(lái)判定，吸熱反應(yīng)的反應(yīng)熱(H>0)一定大于放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱(H<0)；可利用蓋斯定律來(lái)判定，如由蓋斯定律可得出H1H2H3，又因H3>0可求出H1>H2；同一反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不同，比較時(shí)要考慮物質(zhì)的狀態(tài)變化時(shí)的吸熱或放熱情況，特別說(shuō)明的是放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)為負(fù)數(shù)，放熱越多，H的值反而越小，如H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成液態(tài)水(還可生成氣態(tài)水)時(shí)放熱較多，反應(yīng)熱(H)小。重難點(diǎn)撥1總體原則(1)比較H的大小時(shí)，必須把反應(yīng)熱的“”“”與反應(yīng)熱的數(shù)值看作一個(gè)整體進(jìn)行比較。對(duì)放熱反應(yīng)，放熱越多，H越??；對(duì)吸熱反應(yīng)，吸熱越多，H越大。(2)反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，則H不同。(3)同一物質(zhì)，狀態(tài)不同，反應(yīng)熱也不同。如A(g)A(l)A(s)。2比較類型(1)直接比較法物質(zhì)燃燒時(shí)，可燃物物質(zhì)的量越大，燃燒放出的熱量越多。等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。生成等量的水時(shí)，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強(qiáng)堿或弱堿和強(qiáng)酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多。對(duì)于可逆反應(yīng)，因反應(yīng)不能進(jìn)行完全，實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量要小于相應(yīng)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱數(shù)值。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJ·mol1，表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反應(yīng)生成2 mol SO3(g)時(shí)，放出的熱量為197 kJ，實(shí)際上向密閉容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，放出的熱量要小于197 kJ。(2)蓋斯定律比較法同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)如A(g)B(g)=C(g)H1<0A(g)B(g)=C(l)H2<0C(g)=C(l)H3<0H1H3H2，H1<0，H2<0，H3<0，所以H2<H1。同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)如S(g)O2(g)=SO2(g)H1<0S(s)O2(g)=SO2(g)H2<0S(g)=S(s)H3<0H2H3H1，H1<0，H2<0，H3<0，所以H1<H2。典例(2014·全國(guó)卷)室溫下，將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為H1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為H2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，熱效應(yīng)為H3。則下列判斷正確的是()AH2>H3BH1<H3CH1H3H2 DH1H2>H3解析1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，為吸熱反應(yīng)，故H1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，為放熱反應(yīng)，故 H2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個(gè)過(guò)程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO4·5H2O的分解為吸熱反應(yīng)，即H3>0，根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系式H1H2H3，分析得到答案：H1<H3。答案B綜合訓(xùn)練1已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()AH1>0，H3<0 BH2>0，H4>0CH1H2H3 DH3H42H5解析：選C物質(zhì)的燃燒反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，則H1、H3、H4均小于0，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；將題給的5個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、，根據(jù)蓋斯定律，故H1H2H3，C項(xiàng)正確；根據(jù)蓋斯定律，3×2×，故3H3H42H5，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2已知：2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H32H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()AH1>0，H2<0BH3>H4CH1H22H3H5D2H5H1<0解析：選DA項(xiàng)，甲醇燃燒是放熱反應(yīng)，H1<0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H2O(g)=H2O(l)，放出熱量，反應(yīng)放出的熱量多，H3小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律，H1H22H32H5，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律可得2CO(g)4H2(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H2H5H1，相當(dāng)于CO、H2的燃燒，均為放熱反應(yīng)，正確。