高考化学考点一遍过考点32 反应热的计算

一、反应热的计算 1．运用盖斯定律计算反应热 第一步，找目标 确定目标方程式，找出目标方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置。 第二步，定转变 根据目标方程式中各物质计量数和所在位置对已知化学方程式进行转变：或调整计 量数，或调整方向。 第三步，相加减 对热化学方程式进行四则运算得到目标方程式及其ΔH。 应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时需要注意以下问题： ①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般 2～3 个)进行合理“变形”，如 热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方 程式的ΔH 与原热化学方程式之间ΔH 的换算关系。 ②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH 也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时， ΔH 也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH 看作一个整体进行运算。 ③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH 的符号也随之改变，但数值不变。 ④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会 吸热；反之会放热。 热化学方程式 焓变之间的关系 mA B ΔH1 A 1 m B ΔH2 ΔH2= 1 m ΔH1 或ΔH1=mΔH2 mA B ΔH1 B mA ΔH2 ΔH1=−ΔH2 mA B ΔH1 B nC ΔH2 mA nC ΔH ΔH=ΔH1+ΔH2 2．根据热化学方程式的反应热计算 计算依据：反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照 热化学方程式与ΔH 的关系计算反应热；若没有给出热化学方程式，则根据条件先得出热化学方程式，再计 算反应热。 3．根据反应物和生成物的能量计算 （1）计算公式：ΔH=生成物的总能量−反应物的总能量。 （2）根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q 放=n(可燃物)×ΔH。 4．根据反应物和生成物的键能计算 计算公式：ΔH=反应物的键能总和−生成物的键能总和。 根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。 常见物质的共价键数目 物质 CH4 (C—H) Si （Si—Si） SiO2 (Si—O) 金刚石 （C—C） 石墨 （C—C） P4 （P—P）） 1 mol 微粒所含 共价键数目/NA 4 2 4 2 1.5 6 二、反应热大小比较的技巧 直接比较法 ΔH 是一个有正负的数值，比较时应连同“+”、“−”号一起比较。 （1）吸热反应的ΔH 肯定比放热反应的大(前者大于 0，后者小于 0)。 （2）同种物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH 越小。 （3）等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，对应ΔH 越小。 （4）产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多，放出的热量多 对应ΔH 越小。 反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多，放出的热量多对 应ΔH 越小。 （5）生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反 应放出的热量多，放出的热量多对应ΔH 越小。 （6）对于可逆反应，热化学方程式中的反应热是完全反应时的反应热，若按方程式反应物对应物质的 量投料，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数 值，放出的热量少对应ΔH 越大。 例如： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=−197 kJ/mol， 则向密闭容器中通入 2 mol SO2 和 1 mol O2，反应达到平衡后，放出的热量要小于 197 kJ。 （7）不同单质燃烧，能态高（不稳定）的放热多，对应ΔH 越小。如：金刚石比石墨能态高，两者燃 烧，金刚石放热多，对应ΔH 越小。 盖斯定律比较法 （1）同一反应生成物状态不同时： A(g)+B(g) C(g) ΔH10 C．ΔH2＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 【答案】D 2．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为 H+(aq)+OH−(aq) H2O(l) ΔH=−57.3 kJ·mol−1，又知电解质的电离是吸热过程。向 1 L 0.5 mol·L−1 的 NaOH 溶液中加入下列物质：①稀醋酸； ②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3 的关系是 A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1ΔH3>ΔH2 比较反应热大小的四个注意要点 （1）反应物和生成物的状态： 物质的气、液、固三态的变化与反应热关系： （2）ΔH 的符号：比较反应热大小时不要只比较ΔH 数值的大小，还要考虑其符号。 （3）化学计量数：当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH 越小，吸热反 应的ΔH 越大。 （4）正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=−92.4 kJ·mol−1 中的 92.4 kJ 是 1 mol N2(g)与 3 mol H2(g)完全反应生成 2 mol NH3(g)时放出的热量。 1 ． 已 知 ： ① H2O(g) H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ/mol ， ② C2H5OH(g) C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ/mol ， ③ C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol。则表示酒精燃烧热的热化学方程式是 A．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(Q1-Q2+Q3) kJ/mol B．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1 +Q3) kJ/mol C．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol D．C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ/mol 2．在 25 ℃、101 kPa 条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热ΔH 分别为－393.5 kJ·mol－1、 －285.8 kJ·mol－1、－870.3 kJ·mol－1，则 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为 A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1 C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1 3．已知： ①CH3OH(g)＋ 3 2 O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－b kJ·mol－1 ③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1 则下列叙述正确的是 A．由上述热化学方程式可知 b>c B．甲烷的燃烧热为 b kJ·mol－1 C．2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g) ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1 D．当甲醇和甲烷物质的量之比为 1∶2 时，其完全燃烧生成 CO2 和 H2O(l)时，放出的热量为 Q kJ，则该 混合物中甲醇的物质的量为 2 Q a b mol 4．天然气燃烧不完全会产生有毒气体 CO，又知 CO 和 CH4 燃烧的热化学方程式分别为 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1 又知由 1 mol H2 与 O2 反应生成液态 H2O 比生成气态 H2O 多放出 44 kJ 的热量。则下列热化学方程式正 确的是 A．2CH4(g)＋ 7 2 O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 214 kJ·mol－1 B．2CH4(g)＋ 7 2 O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 038 kJ·mol－1 C．3CH4(g)＋5O2(g)===CO2(g)＋2CO(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1 538 kJ·mol－1 D．3CH4(g)＋5O2(g)===CO2(g)＋2CO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 840 kJ·mol－1 5．氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知 1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出 9.2 kJ 的热量，氧化亚铜与氧气反 应的能量变化如图所示。 下列有关判断正确的是 A．碳[C(s)]的燃烧热为-110.4 kJ/mol B．氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应 C．氧化亚铜与氧气反应的活化能为 292 kJ/mol D．足量炭粉与 CuO 反应生成 Cu2O 的热化学方程式为 C(s)+2CuO(s) Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+35.6 kJ/mol 6．已知下列热化学方程式： Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △ H=−24.8 kJ·mol−1 Fe2O3(s)+ 3 1 CO(g) 3 2 Fe3O4(s)+CO2(g) △ H=−15.73 kJ·mol−1 Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △ H=+640.4 kJ·mol−1 则 14g CO 气体还原足量 FeO 固体得到固体 Fe 和 CO2 气体时，对应的 △ H 为 A．−218 kJ·mol−1 B．−109 kJ·mol−1 C．+218 kJ·mol−1 D．+109 kJ·mol−1 7．根据所学知识，比较下列反应热的大小。 （1）同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH1①，2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH2②，则ΔH1 ΔH2(填“>”、“Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸)，又因放热反应中，ΔH 为负值，即ΔH=−Q，故ΔH2 （2）< （3）< 【解析】（1）由盖斯定律知，用①式-②式得 2H2O(l) 2H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2>0，故ΔH1>ΔH2。 （2）由盖斯定律知，用①式-②式得 S(g) S(s) ΔH=ΔH1-ΔH2