2021屆高考化學(xué)素養(yǎng)提升全突破09反應(yīng)熱的計(jì)算與大小比較(解析版)

1、專題09反應(yīng)熱的廿算與大小比較建立模型帀解題9 / 8化學(xué)反應(yīng)熱的訃算是髙考的必考點(diǎn)和熱點(diǎn)內(nèi)容，考査的知識(shí)點(diǎn)主要是運(yùn)用化學(xué)鍵的鍵能、熱化學(xué)方程 式、標(biāo)準(zhǔn)燃饒熱和蓋斯泄律計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。由于這一知識(shí)點(diǎn)涉及的計(jì)算方法較多，學(xué)生在做題時(shí) 不能正確選擇計(jì)算方法，導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中可以繪制思維導(dǎo)圖，凝練關(guān)鍵詞，理淸知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算的 思維導(dǎo)圖模型，解決反應(yīng)熱訃算中存在的困惑。運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算方法的總結(jié)能夠幫助我 們解決反應(yīng)熱計(jì)算中存在的問題，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型建構(gòu)的化學(xué)核心素養(yǎng)，從而提髙化學(xué)計(jì)算成績(jī)，實(shí) 現(xiàn)真正的素養(yǎng)教冇。H：(g)+ h(g) =2H

2、I(g)A/j=+100.3 kJ-mor1 AH2=-11.0 kJ-moP1 【答案】（1）+893【解析】（1）根據(jù)蓋斯圮律+，可得反應(yīng)的 H=+89.3kJ/mol；【素養(yǎng)解讀】確定為目標(biāo)方程式，已知方程式和與之比較，可知?dú)錃鉃橹虚g物質(zhì)，處理的目標(biāo)為消去氫氣，在兩個(gè)方程式中系數(shù)相同,在不同邊，直接相加即可。2. 2019新課標(biāo)【II盯選】近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長(zhǎng)。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉栴}:(2) Deacon宜接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行:CuO(s)+2HCl(g)=CuC12(s)+H2O(g)

3、 Hr 121 kJ mor1則 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的 AH=kJ moL?！敬鸢浮?116【解析】(2)根據(jù)蓋斯定律知，(反應(yīng)1+反應(yīng)1】+反應(yīng)111)x2得4HCl(g) + O2(g) = 2Cl2(g) + 2H2O(g) AH=(AH !+AH2+AH3) x2=- 116kJ mor1。【素養(yǎng)解讀】已知方程式中確左CuCl、60、CuCh為中間物質(zhì)，三個(gè)方程式直接相加，然后與目標(biāo)方程式 相比，是其兩倍關(guān)系，故乘以2,即可。3. 2019江蘇】氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)是氫能源應(yīng)用的重要途徑。下列有關(guān)說法正確的是A. 一泄溫度下，反應(yīng)2H2(g)+

4、O2(g) =2缶0館)能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的?/()B. 氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為02+2H2O+4e-=4OH-C. 常溫常壓下，氫氧燃料電池放電過程中消耗11.2LH2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6.02x1023D. 反應(yīng)2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的AH可通過下式估算：反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和-反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和【答案】A【解析】A.體系能量降低和混亂度增大都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向，該反應(yīng)屬于混亂度減小的反應(yīng)，能 自發(fā)說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即AH0,故A正確：B.氫氧燃料電池，氫氣作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)， 中性條件的電極反應(yīng)式為：2H2- 4e- =4H故B錯(cuò)誤

5、：C.常溫常壓下，Vn圧22.L/mol,無法根據(jù)氣體體 積進(jìn)行微粒數(shù)目的汁算，故C錯(cuò)誤；D.反應(yīng)中，應(yīng)該如下估算：4只=反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和-反 應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和，故D錯(cuò)誤：故選A?！舅仞B(yǎng)解讀】D選項(xiàng)為通過鍵能汁算焰變的模型。1、反應(yīng)熱的基木計(jì)算公式(1) 熟記反應(yīng)熱的基本計(jì)算公式生成物的總能量一反應(yīng)物的總能量丹=反應(yīng)物的總鍵能之和一生成物的總鍵能之和(2) 常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目物質(zhì)CO2(C=O)CH4(CH)PdpP)SiO2(SiO)石墨金剛石Sg(SS)Si鍵數(shù)24641.5282【典例1】通常把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以

6、衡量化學(xué)鍵的強(qiáng) 弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱QH)，化學(xué)反應(yīng)的等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中 形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下而列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)拯，供計(jì)算使用?；瘜W(xué)鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能 /kJ-mol 1460360436431176347工業(yè)上的髙純硅可通過下列反應(yīng)制取：SiC14(g) + 2H2(g)=Si(s) + 4HCl(g),該反應(yīng)的反應(yīng)熱H為【答案】+236kJ mol 1【解析】SiC14、出和HC1分子中共價(jià)鍵的數(shù)目容易汁算，而產(chǎn)物硅屬于原子晶體，可根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu) 汁算晶體硅中的共價(jià)鍵的數(shù)目。lmol晶體硅中所含的SiSi鍵為

7、2 mol,即制取髙純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱AH =4x360 kJ-mol 14-2x436 kJ-mol (2x176 kJ-mol 14-4x431 kJ mol r)=+236 kJ-mol *【素養(yǎng)解讀】通過鍵能汁算焙變的模型計(jì)算反應(yīng)的焙變關(guān)鍵在于對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解。比如晶體硅中Si-Si鍵 的數(shù)目，采用均攤法進(jìn)行計(jì)算得到。2、蓋斯定律計(jì)算模型(1) 運(yùn)用蓋斯左律的技巧“三調(diào)一加”一調(diào)：根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式，調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置，改寫已知的熱 化學(xué)方程式。二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)的符號(hào)。三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計(jì)雖數(shù)。一加：將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及XA/7

8、相加。(2) 運(yùn)用蓋斯左律的三個(gè)注意事項(xiàng) 熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。 熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。 將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，的“+以一”隨之改變，但數(shù)值不變。【典例2 2019-湖北六校聯(lián)合體聯(lián)考】在一泄條件下，CH可與NO*反應(yīng)除去NO.已知有下列熱化學(xué)方程式： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(I) 890.3 kJ-mol1 N2(g)+2O?(g) =2NCh(g) A/=+67.0kJmoI 1 H2O(g)=H2O(l) AH=-41.0 kJ-mol 1則 CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2

9、H2O(g)+N2(g)H=?！敬鸢浮?8753 kJ-moP*【解析】由蓋斯N律知一一2x可得目標(biāo)方程式。故SH= AH. -AH.-2.=-890.3-(+67.0)-2x(41.0)kJ-mol 1 = 875.3 kJ-mol J【素養(yǎng)解讀】運(yùn)用蓋斯宦律解題的關(guān)鍵是建立已知方程式和目標(biāo)方程式之間的聯(lián)系?？梢砸哉曳磻?yīng)的中間 物質(zhì)和消去中間物質(zhì)為處理方程式的目標(biāo)。3、反應(yīng)熱大小的比較(1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的氣.液、固三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化如下：(2) 看的符號(hào)。比較反應(yīng)熱大小時(shí)不要只比較數(shù)值的大小，還要考慮其符號(hào)。(3) 看化學(xué)il涅數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)相同時(shí)，化學(xué)計(jì)量數(shù)越大，放熱反應(yīng)

10、的越小，吸熱反應(yīng) 的越大。(4) 看反應(yīng)的程度。對(duì)于可逆反應(yīng)，參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí)，反應(yīng)的程度越大，熱量變化越大?！镜淅?】同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S(g)+O2(g)=SO2(g) AW1OS(s)+O2(g)=SO2(g) ah20則 AW2o【答案】V【解析】s(GS($)SO2(QA/2+A/3=AHp 則皿 又 AH30C. 圖丙表示充滿NO2氣體的試管，倒置于水槽中，向其中緩慢通入氧氣直至試管中全部充滿水，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與通入氧氣的體積關(guān)系D.由圖丁可說明烯炷與缶加成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，虛線表示在有催化劑的條件下進(jìn)行4. 根據(jù)已知信息，按要求寫出指左反應(yīng)

11、的熱化學(xué)方程式LiH可作飛船的燃料，已知下列反應(yīng): 2Li+H2(g)=2LiH(s) AW=-182 kJ mol1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) AH=-572 kJ-mol 1(3) 4Li+O2(g)=2Li2O(s) H= 一 1 196 kJ-mol1試寫出LiH在Ch中燃燒的熱化學(xué)方程式5. 2018-全國(guó)卷 II, 27(1) CH4CO?催化重整反應(yīng)為 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)4-2H2(g)# 已知：C+2H2(g)=CH4(g) AH=-75 kJ-moF1C4-O2(g)=CO2(g) /= 394 kJ mol 1C4-|o2(g)=CO(

12、g) AH= 111 kJ-mol 1該催化重整反應(yīng)的kJ-mol L6. 【2016全國(guó)卷III, 27(4)已知下列反應(yīng)：SO2(g)+2OH (aq)=SOr(aq)+H2O(I)、HCIO (aq)+SO? (aq)=SO? (aq)+Cl (aq) SHiCaS043=Ca2 (aq)+SO? (aq) AH3則反應(yīng) SO2(g)+Ca2l(aq)4-ClO (aq)+20H (aq)=CaSO4+H2O(l)+C(aq)的 AH=根據(jù)鍵能計(jì)算AH =反應(yīng)物的總鍵能之和生成物的總鍵能之和化學(xué)反應(yīng) 熱的計(jì)算根據(jù)蓋斯 定律計(jì)算根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)撚 燒熱計(jì)算O確實(shí)待求的反應(yīng)方程式找待求方程式中各物質(zhì)

13、在已知方程 式中的位首根據(jù)待求方程式中各物質(zhì)的系數(shù)和位置I處理已知方程式.得到變形的新方程式將新方程越減_寫出待求的熱化學(xué)方程式確定反應(yīng)熱反應(yīng)熱二標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱xn利用熱化學(xué)寫岀熱化學(xué)方麒方程式計(jì)算/ 根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與9反應(yīng)熱之間的關(guān)系直接計(jì)算反應(yīng)熱1. A由題知表示各物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為C(s) + O2(g)=CO2(g)-393.5 kJ-molI H2(g)+|02(g)=H20(l) AH=-285.8 kJ mol、(3)CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O H=-870.3 kJ mofL 則 2C+2H2(g)+O2(g)=CHsCO

14、OH(l河由反應(yīng)x2+x2得出，則反 應(yīng)熱為一393.5 kJmo】x2+(285.8 kJmolx2)(一87O.3 kJmo)=-48&3 kJ-mol2. D 題述反應(yīng)式中，AH=615 kJ mol 】+413 kJ mol 儀4+463 kJ mol 】x2 348 kJ mol J413 kJ-mol lx5463 kJ mol 1351 kJ mol J = 34 kJ mol J D 項(xiàng)錯(cuò)誤。3. C AHh /、A/h均小于零,且A/i=AH2+AH3,故A錯(cuò)誤；平衡常數(shù)不會(huì)隨壓強(qiáng)的改變而改變，故B錯(cuò)誤；試管中發(fā)生的總反應(yīng)為4NO2+O2 + 2H2O=4HNO3,所以隨氧氣通入，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃 度不變，故C正確；催化劑會(huì)降低反應(yīng)的活化能，故D錯(cuò)誤。4. 2LiH(s)+O2(g)=Li2O+宦0(1) AH= -702 kJ moF1 【解析】2LiH=2Li(s)+H2(g) AH= +182 kJ moL2LKs)4-5O2(g)=Li2O(s) AH=-598 kJmoH2(g)+O2(g)=H2O(l) AW=-286 kJ-mor1上述三式相加得：2LiH(s)+O2(g)=Li2O+比0(1) AH=-702 kJ mol L5. 247【解析】C+2H2(g)=CH4(g) AH=-75 kJ-molC(s)+O2