2022屆新高考一輪復習蘇教版-第17講-化學反應(yīng)中的熱效應(yīng)-學案

第17講化學反應(yīng)中的熱效應(yīng)【課標要求】1.了解化學反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。4.了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計算。5.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學在解決能源危機中的重要作用。考點1焓變、熱化學方程式授課提示：對應(yīng)學生用書第115頁1．焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)，單位kJ·mol－1。(3)反應(yīng)熱指當化學反應(yīng)在一定溫度下進行時，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系對于等壓條件下進行的化學反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有如下關(guān)系：ΔH＝Qp。2．吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度理解。(2)從化學鍵變化的角度理解(3)記憶常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)①吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)、鹽的水解反應(yīng)、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)、C與H2O(g)反應(yīng)、C與CO2反應(yīng)。②放熱反應(yīng)：大多數(shù)化合反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬與酸的反應(yīng)、所有的燃燒反應(yīng)。3．熱化學方程式(1)概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學方程式。(2)意義：表明了化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa條件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反應(yīng)生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的熱量4．熱化學方程式的書寫[提醒]①區(qū)別于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“點燃”“加熱”等。②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。③同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學方程式除了注明狀態(tài)外，還要注明名稱。(1)所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以不需要加熱就能進行。()(2)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時，一定不能發(fā)生反應(yīng)。()(3)一個反應(yīng)的焓變因反應(yīng)物的用量和反應(yīng)條件的改變而發(fā)生改變。()(4)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)。()(5)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)。()(6)活化能越大，表明反應(yīng)斷裂舊化學鍵需要克服的能量越高。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√如圖表示某反應(yīng)的能量變化，按要求回答下列問題：(1)該反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(2)該反應(yīng)的ΔH＝__________。(3)使用催化劑________(填“能”或“不能”)影響該反應(yīng)的反應(yīng)熱。(4)逆反應(yīng)的活化能可表示為________。答案：(1)放熱(2)E2－E1(3)不能(4)E3－E2題組一依據(jù)“反應(yīng)過程——能量”圖像，理清活化能與焓變的關(guān)系1．反應(yīng)A＋B→C(ΔH＜0)分兩步進行：①A＋B→X(ΔH＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()解析：由A＋B→XΔH＞0可知，X的能量比A和B的能量和大。由X→CΔH＜0可知，C的能量比X的能量低，分析圖像可知，D正確。答案：D2．NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3，如圖所示。Ⅲ中，降低溫度，將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)，再制備濃硝酸。已知：2NO2(g)?N2O4(g)ΔH12NO2(g)?N2O4(l)ΔH2下列能量變化示意圖中，正確的是________(填字母)。解析：題目提到“降低溫度，將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)，再制備濃硝酸”說明降溫有利于NO2轉(zhuǎn)化為N2O4，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH1<0，ΔH2<0，而等量的N2O4(g)的能量大于N2O4(l)的能量，所以A項正確。答案：A活化能與焓變的關(guān)系圖解①在無催化劑的情況下，E1為正反應(yīng)活化能，E2為逆反應(yīng)活化能，|ΔH|＝E1－E2；②催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不影響焓變的大小。題組二利用鍵能計算焓變3．(雙選)已知：①1mol晶體硅中含有2molSi—Si鍵。②Si(s)＋O2(g)=SiO2(g)ΔH，其反應(yīng)過程與能量變化如圖所示。③化學鍵Si—OO=OSi—Si斷開1mol共價鍵所需能量/kJ460500176下列說法中正確的是()A．晶體硅光伏發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B．二氧化硅穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性C．ΔH＝－988kJ·mol－1D．ΔH＝(a－c)kJ·mol－1解析：晶體硅光伏發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，A項正確；根據(jù)化學鍵的鍵能判斷，斷裂1mol二氧化硅中的Si—O鍵需要的能量為4×460kJ＝1840kJ，斷裂1mol晶體硅中的Si—Si鍵需要的能量為2×176kJ＝352kJ，故二氧化硅的穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性，B項錯誤；Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝(176×2＋500－460×4)kJ·mol－1＝－988kJ·mol－1，C項正確；根據(jù)圖中信息可知，ΔH＝－ckJ·mol－1，D項錯誤。答案：AC4．工業(yè)上，在一定條件下利用乙烯和水蒸氣反應(yīng)制備乙醇；其化學方程式為CH2=CH2(g)＋H2O(g)→CH3CH2OH(g)。已知幾種共價鍵的鍵能如下：化學鍵C—HC=CH—OC—CC—O鍵能/(kJ·mol－1)413615463348351請計算上述反應(yīng)的ΔH＝________。答案：－34kJ·mol－1利用鍵能計算反應(yīng)熱的方法1．熟記反應(yīng)熱ΔH的計算公式ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)2．注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷物質(zhì)/(1mol)P4C(金剛石)SiSiO2鍵數(shù)/NA6224題組三熱化學方程式的書寫5．(1)1molCO氣體完全燃燒生成CO2氣體，放出283kJ的熱量，其熱化學方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)1gH2氣體完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ熱量，其熱化學方程式為__________________________________________________________________________。(3)H2S的燃燒熱ΔH＝－akJ·mol－1，寫出H2S燃燒反應(yīng)的熱化學方程式：________________________________________________________________________。(4)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量為89.2kJ。SiH4自燃的熱化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在25℃、101kPa下，一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(6)如圖是298K、101kPa時，N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖。該反應(yīng)的熱化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1(3)H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1(4)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(5)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(6)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1書寫熱化學方程式要“五查”(1)查熱化學方程式是否配平。(2)查各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確。(3)查ΔH的“＋”“－”符號是否正確。(4)查反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol－1。(5)查反應(yīng)熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應(yīng)。題組四反應(yīng)機理的分析與應(yīng)用6．三級溴丁烷在乙醇中溶劑解的反應(yīng)進程中的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A．三級溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)速率由反應(yīng)Ⅲ決定B．三級溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)屬于取代反應(yīng)C.若三級氯丁烷在乙醇中發(fā)生相似的溶劑解，則反應(yīng)Ⅰ的焓變ΔH1將增大D．適當升溫，三級溴丁烷在乙醇中溶劑解正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度解析：A.總反應(yīng)的速率由慢反應(yīng)決定，反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)活化能最大，反應(yīng)速率最慢，即三級溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)速率由反應(yīng)Ⅰ決定，故A錯誤；B.三級溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)為(CH3)3CBr＋CH3CH2OH→(CH3)3COCH2CH3＋HBr，反應(yīng)類型為取代反應(yīng)，故B正確；C.氯的非金屬性比溴強，C—Cl鍵比C—Br鍵穩(wěn)定，說明起始時三級氯丁烷的能量比三級溴丁烷能量低，則三級氯丁烷反應(yīng)Ⅰ的焓變ΔH1比三級溴丁烷反應(yīng)Ⅰ的焓變ΔH1大，故C正確；D.總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆移動，則適當升溫，三級溴丁烷在乙醇中溶劑解正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度，故D正確。答案：A7．(雙選)乙炔在Pd表面選擇加氫的反應(yīng)機理(如圖)。吸附在Pd表面的物種用*標注。下列說法不正確的是()A．上述吸附反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．C2Heq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(2))＋H*→C2Heq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(3))只有化學鍵的形成過程C．副反應(yīng)生成的高聚物吸附在Pd的表面可能會使催化劑失活D．該歷程中最大能壘(活化能)為85kJ·mol－1解析：A.從反應(yīng)機理圖分析，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A項錯誤；B.由圖可知，該反應(yīng)先吸熱，后放熱，故而不只有化學鍵的形成過程，故B項錯誤；C.副反應(yīng)生成的高聚物吸附在Pd的表面可能會使催化劑失活，故C項正確；D.該歷程中能壘(活化能)有三個，分別為：66kJ·mol－1，85kJ·mol－1，82kJ·mol－1，故D項正確。答案：AB8．(2021·江蘇省南通考試)我國科研人員已研制出Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化劑，其中Ti—H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100℃。Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。下列說法錯誤的是A．①②③在高溫區(qū)發(fā)生，④⑤在低溫區(qū)發(fā)生B．該歷程中能量變化最大的是2.46eV，是氮分子中氮氮三鍵的斷裂過程C．在高溫區(qū)加快了反應(yīng)速率，低溫區(qū)提高了氨的產(chǎn)率D．使用Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化合成氨，不會改變合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱解析：A.①為催化劑吸附N2的過程，②為形成過渡態(tài)的過程，③為N2解離為N的過程，以上都需要在高溫時進行，目的是加快反應(yīng)速率；而④⑤為了增大平衡產(chǎn)率，需要在低溫下進行，故A正確；B.由圖可知，歷程中能量變化最大的是2.46eV，該過程為N2的吸附過程，氮氮三鍵沒有斷裂，故B錯誤；C.升高溫度可提高反應(yīng)速率，所以高溫區(qū)加快了反應(yīng)速率，但合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以低溫區(qū)可提高氨的產(chǎn)率，故C正確；D.催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，即不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱，故D正確。答案：B考點2燃燒熱、中和熱、能源1．燃燒熱(1)概念：在101kPa時，1_mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的能量。(2)意義：C的燃燒熱為393.5kJ·mol－1，表示在101kPa條件下，1_mol_C完全燃燒生成CO2氣體時放出393.5_kJ熱量。(3)元素燃燒生成的穩(wěn)定氧化物：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)。2．中和熱(1)概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol_H2O(l)時的反應(yīng)熱。(2)表示方法：強酸和強堿發(fā)生反應(yīng)的中和熱都約為57.3kJ·mol－1，用熱化學方程式表示為H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)__ΔH＝－57.3_kJ·mol－1。(3)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定①裝置②計算公式：ΔH＝－eq\f(（m堿＋m酸）·c·（t2－t1）,n)kJ·mol－1t1—起始溫度，t2—混合溶液的最高溫度。③實驗步驟[提醒]①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫、隔熱，減少實驗過程中的熱量損失。②為保證酸完全中和，采取的措施是堿稍過量。3．能源(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1。()(2)H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2O=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。()(3)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1。()(4)化石燃料在空氣中燃燒過程中化學能全部轉(zhuǎn)化為熱能。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×1．濃硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)、稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)所測得的中和熱都是ΔH＝－57.3kJ·mol－1嗎？為什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：都不是，由于濃硫酸溶于水放熱，所以濃硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)所測得的中和熱ΔH<－57.3kJ·mol－1；由于醋酸是弱電解質(zhì)，其電離要吸熱，所以稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)所測得的中和熱ΔH>－57.3kJ·mol－12．以50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH反應(yīng)為例，填寫下表。(填“偏小”或“偏大”)引起誤差的實驗操作t終－t始|ΔH|保溫措施不好________________攪拌不充分________________所用酸、堿濃度過大________________用同濃度的氨水代替NaOH溶液________________用同濃度的醋酸代替鹽酸________________用50mL0.50mol·L－1NaOH溶液________________答案：(從左到右，從上到下)偏小偏小偏小偏小偏大偏大偏小偏小偏小偏小偏小偏小題組一對燃燒熱、中和熱的理解1．25℃、101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B.KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1答案：B2．(1)2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反應(yīng)的ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1，則CO(g)的燃燒熱是_______________________________________________________。(2)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則表示葡萄糖燃燒熱的熱化學方程式為____________________________________________________________________。(3)已知中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1。則Ba(OH)2和鹽酸反應(yīng)，表示中和熱的熱化學方程式為___________________________________________________________________。(4)油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)＋80O2(g)=57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為________。答案：(1)283.0kJ·mol－1(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2800kJ·mol－1(3)OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1(4)－3.4×104kJ·mol－1規(guī)范表示燃燒熱、中和熱(1)由于中和反應(yīng)和燃燒均是放熱反應(yīng)，表示中和熱和燃燒熱可不帶“－”號。如：某物質(zhì)的燃燒熱為ΔH＝－QkJ·mol－1或QkJ·mol－1。(2)有關(guān)燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標準，二看是否生成穩(wěn)定氧化物。(3)有關(guān)中和熱的判斷，一看是否以生成1molH2O為標準，二看酸堿的強弱和濃度，應(yīng)充分考慮弱酸、弱堿、電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素。題組二中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定3．把溫度為20℃，濃度為1.0mol/L的H2SO4溶液和2.2mol/L的堿溶液各50mL混合[溶液密度均為1g/mL，比熱容為4.18kJ/(kg·℃)]輕輕攪動，反應(yīng)物起始溫度t1終止溫度t2H2SO4＋NaOH2033.6H2SO4＋NH3·H2O2032.6(1)反應(yīng)NH3·H2O(aq)?NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(aq)＋OH－(aq)的焓變約為____________。(2)計算上述兩組實驗測出的中和熱：ΔH1＝__________kJ/mol；ΔH2＝________kJ/mol。(3)由本題結(jié)論可預測將第1組中的1mol/L的H2SO4溶液換成2mol/L的CH3COOH溶液進行實驗，測得的中和熱數(shù)值________(填“大于”“小于”或“等于”)56.848。答案：(1)4.2kJ/mol(2)－56.848－52.668(3)小于題組三能源的開發(fā)與利用4．(2021·山西大同檢測)化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，下列說法正確的是()A．直接燃燒煤和將煤進行深加工后再燃燒的效率相同B．天然氣、水能屬于一次能源，水煤氣、電能屬于二次能源C.人們可以把放熱反應(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)化為其他可利用的能量，而吸熱反應(yīng)沒有利用價值D．地熱能、風能、天然氣和氫能都屬于新能源解析：A項，將煤進行深加工后，脫硫處理、氣化處理能很好地減少污染氣體，提高燃燒效率，燃燒的效果好，錯誤；C項，有時需要通過吸熱反應(yīng)吸收熱量降低環(huán)境溫度，有利用價值，如“搖搖冰”的上市就是利用了吸熱反應(yīng)原理，錯誤；D項，地熱能、風能和氫能都屬于新能源，天然氣是化石燃料，不屬于新能源，錯誤。答案：B5.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機，有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是()A．H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．氫能源已被普遍使用C．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的能量D．氫氣不易貯存和運輸，無開發(fā)利用價值解析：水的分解是吸熱反應(yīng)，A錯誤；氫能源由于受貯存和運輸?shù)纫蛩氐南拗疲€未普遍使用，但有巨大的開發(fā)利用的價值，B、D錯誤。答案：C考點3蓋斯定律的應(yīng)用1．蓋斯定律：不管化學反應(yīng)分一步完成或幾步完成，最終的反應(yīng)熱相同?；瘜W反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。2．“蓋斯定律”型反應(yīng)熱(焓變)的運算規(guī)則熱化學方程式方程式系數(shù)關(guān)系焓變之間的關(guān)系反應(yīng)Ⅰ：aA(g)=B(g)ΔH1Ⅰ＝－ⅡΔH1＝－ΔH2反應(yīng)Ⅱ：B(g)=aA(g)ΔH2反應(yīng)Ⅰ：aA(g)=B(g)ΔH1Ⅰ＝a×ⅡΔH1＝a×ΔH2反應(yīng)Ⅱ：A(g)=1/aB(g)ΔH2－ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH53.利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的解題模型第一步：察唯一。若目標熱化學反應(yīng)方程式中某物質(zhì)只與一個已知熱化學方程式共有，則選擇此物質(zhì)為參照物，以此參照物在目標熱化學反應(yīng)方程式中的位置及計量數(shù)確定已知熱化學方程式的計量數(shù)、ΔH的改變量。若目標熱化學反應(yīng)方程式中某物質(zhì)在多個已知的熱化學方程式中出現(xiàn)，則在計算確定ΔH時，該物質(zhì)暫時不考慮作為參照物。第二步：調(diào)系數(shù)。將參照物在已知熱化學反應(yīng)中的計量數(shù)調(diào)整為與目標熱化學反應(yīng)方程式中相同。第三步：定側(cè)向。已知熱化學反應(yīng)方程式的某個或某幾個物質(zhì)與目標熱化學反應(yīng)方程式中的共有物質(zhì)在同一邊(同為反應(yīng)物或生成物)，直接相加；反之，相減。第四步：消無關(guān)。經(jīng)過上述三個步驟處理后仍然出現(xiàn)與目標方程式無關(guān)的物質(zhì)，再通過調(diào)用剩余的已知方程式，消除無關(guān)的物質(zhì)。第五步：做運算。將焓變代入，求出特定目標方程式的反應(yīng)熱或按題目要求書寫目標熱化學方程式。概括為：察唯一、調(diào)系數(shù)、定側(cè)向(同側(cè)加、異側(cè)減)、消無關(guān)、做運算。[典例]已知：反應(yīng)Ⅰ：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。[解析]目標熱化學方程式為N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)。察唯一：N2O5(g)、O2(g)只出現(xiàn)在方程式Ⅰ，NO2(g)只出現(xiàn)在方程式Ⅱ。調(diào)系數(shù)：調(diào)整第一個已知方程式系數(shù)與目標方程式中的N2O5、O2的系數(shù)一致，調(diào)整第二個已知方程式中的NO2的系數(shù)與目標方程式中的系數(shù)一致，即：第一個已知方程式Ⅰ系數(shù)乘以eq\f(1,2)，第二個已知方程式Ⅱ系數(shù)乘以1，Ⅰ×eq\f(1,2)，Ⅱ×1。定側(cè)向：同側(cè)相加、異側(cè)相減。方程式Ⅰ中N2O5(g)與目標方程式同側(cè)，方程式Ⅱ中NO2(g)的位置與目標方程式異側(cè)；即：eq\f(1,2)Ⅰ－Ⅱ。做運算：eq\f(1,2)Ⅰ－Ⅱ?qū)蓚€已知方程式進行合并同類項的運算，恰好為目標方程式。確定多個已知方程式和目標方程式的關(guān)系為eq\f(1,2)Ⅰ－Ⅱ＝目標方程式。將ΔH1、ΔH2代入，可得：ΔH＝－4.4kJ·mol－1×eq\f(1,2)－(－55.3kJ·mol－1)＝＋53.1kJ·mol－1。[答案]＋53.1題組一計算焓變1．(2021·適應(yīng)性測試河北卷)已知25℃、101kPa下，1mol2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.66kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1則反應(yīng)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱為()A．ΔH＝－396.3kJ·mol－1B．ΔH＝－198.55kJ·mol－1C．ΔH＝－154.54kJ·mol－1D．ΔH＝－110.53kJ·mol－1解析：已知25℃、101kPa下，1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.01kJ，則H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.01kJ·mol－1①、2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.66kJ·mol－1②、C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1③，根據(jù)蓋斯定律③－eq\f(1,2)×②＋①得C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1－eq\f(1,2)×571.66kJ·mol－1＋44.01kJ·mol－1＝－110.53kJ·mol－1，則反應(yīng)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱為ΔH＝－110.53kJ·mol－1，故D正確。答案：D2．LiH可作飛船的燃料，已知下列反應(yīng)：①2Li(s)＋H2(g)=2LiH(s)ΔH＝－182kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1③4Li(s)＋O2(g)=2Li2O(s)ΔH＝－1196kJ·mol－1試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學方程式：___________________________________________________________________________________________________。解析：2LiH(s)=2Li(s)＋H2(g)ΔH＝＋182kJ·mol－12Li(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Li2O(s)ΔH＝－598kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)=Li2O(s)＋H2O(l)ΔH＝－702kJ·mol－1。答案：2LiH(s)＋O2(g)=Li2O(s)＋H2O(l)ΔH＝－702kJ·mol－13．氨的合成是重要的化工生產(chǎn)之一。工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取方法：①用焦炭跟水反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)；②用天然氣跟水蒸氣反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up9(催化劑),\s\do9(高溫))CO(g)＋3H2(g)。已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如下圖所示，且方法②的反應(yīng)只能在高溫條件下發(fā)生，則方法②中反應(yīng)的ΔH＝____________kJ·mol－1。解析：先抓三種物質(zhì)，這三種物質(zhì)既在目標熱化學方程式里，且在已知圖中只出現(xiàn)過1次，它們分別是圖3的CH4、圖1的CO、圖2的H2。其中CH4在圖3和②中都是反應(yīng)物，位置相同，系數(shù)也相同，即＋(－ckJ·mol－1)；CO的位置在圖1和②中不同，系數(shù)相同，即－(－akJ·mol－1)；H2的位置在圖2和②中不同，且目標熱化學方程式中H2的系數(shù)是圖2的3倍，即－(－3bkJ·mol－1)。所以ΔH＝(－ckJ·mol－1)－(－akJ·mol－1)－(－3bkJ·mol－1)＝(a＋3b－c)kJ·mol－1。答案：a＋3b－c題組二比較焓變的大小4．已知①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ/mol②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝bkJ/mol③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝ckJ/mol④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH4＝dkJ/mol下列關(guān)系式正確的是()A．a(chǎn)<c<0B．b>d>0C．2a＝b<0D．2c＝解析：H2在O2中燃燒為放熱反應(yīng)，a、b、c、d都小于0，所以B、D均錯誤；反應(yīng)①－③得H2O(l)=H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH3＝(a－c)kJ/mol，而ΔH>0，即a－c>0，a>c，A錯誤；比較①②兩個熱化學方程式得b＝2a，C答案：C5．(雙選)室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是()A．ΔH2<ΔH3 B．ΔH1<ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3解析：由題干信息可得：①CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋5H2O(l)ΔH1>0，②CuSO4(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)ΔH2<0，③CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH3，根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，由于ΔH1>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH1，B項正確，C、D項錯誤；ΔH3>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH2，A項正確。答案：AB比較反應(yīng)熱大小的兩個注意要點注意點1物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱關(guān)系：注意點2.比較反應(yīng)熱（ΔH）的大小時，應(yīng)帶符號比較。對于放熱反應(yīng)，放出的熱量越多，ΔH反而越小。1．(2020·新高考天津卷)理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)?HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱解析：A對，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越穩(wěn)定；B對，根據(jù)題圖可知反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，能量差為59.3kJ·mol－1；C對，正反應(yīng)的活化能為186.5kJ·mol－1，逆反應(yīng)的活化能為186.5kJ·mol－1－59.3kJ·mol－1＝127.2kJ·mol－1，故正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能；D錯，催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)熱。答案：D2．(2018·高考北京卷)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程表示意圖如下。下列說法不正確的是()A．生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為1