第2课时-化学能与热能(2)——反应热的比较与计算(过题型)

010203课时跟踪检测目录反应热(ΔH)的计算反应热的大小比较考点题型一反应热(ΔH)的计算题型一反应热(ΔH)的计算考点利用键能计算ΔH或根据盖斯定律计算、比较ΔH是近几年全国卷命题的必考点，特别是将热化学方程式和盖斯定律的计算融合在一起的试题，很好的考查了考生对所学知识的灵活应用和运算能力。正确解答反应热计算的关键是合理设计反应途径，正确加减热化学方程式。题型一反应热(ΔH)的计算考点考法一利用键能计算ΔH题型一反应热(ΔH)的计算考点[典例1](2018·天津高考)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)催化剂2CO(g)＋2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C—HC===OH—HCO(CO)键能/kJ·mol－14137454361075则该反应的ΔH＝__________________。＋120kJ·mol－1[解析]ΔH＝[4×E(C—H)＋2×E(CO)]－[2×E(CO)＋2×E(H—H)]＝(4×413＋2×745)kJ·mol－1－(2×1075＋2×436)kJ·mol－1＝＋120kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算考点备考方略题型一反应热(ΔH)的计算考点利用键能计算ΔH的方法(1)计算公式ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。(2)计算关键利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。题型一反应热(ΔH)的计算物质(化学键)CO2(C===O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨(C—C)金刚石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)每个微粒所含键数24641.5282考点考法二利用盖斯定律计算ΔH并书写热化学方程式题型一反应热(ΔH)的计算考点[典例2](2018·高考组合题)请回答下列问题：(1)[全国卷Ⅰ，28(2)]已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)===N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。＋53.1[解析]把已知两反应按顺序编号为a、b，根据盖斯定律，a式×12－b式可得：N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g)ΔH＝＋53.1kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算考点(2)[全国卷Ⅱ，27(1)]CH4­CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－394kJ·mol－1C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－111kJ·mol－1该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。＋247[解析]将题给已知三个反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由③×2－①－②可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算考点(3)[全国卷Ⅲ，28(2)]SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH1＝＋48kJ·mol－13SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g)ΔH2＝－30kJ·mol－1则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol－1。＋114[解析]将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②可得：4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)，则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝3×48kJ·mol－1＋(－30kJ·mol－1)＝＋114kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算考点(4)[北京高考，27(1)]近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式：_______________________________________________________________。3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1[解析]由题图可知，反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O=====催化剂2H2SO4＋S↓。根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(反应Ⅰ＋反应Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算考点备考方略题型一反应热(ΔH)的计算考点盖斯定律应用三步流程题型一反应热(ΔH)的计算考点综合训练题型一反应热(ΔH)的计算考点1．(2017·浙江4月选考)已知断裂1molH2(g)中的H—H键需要吸收436.4kJ的能量，断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molH—O键能放出462.8kJ的能量。下列说法正确的是()A．断裂1molH2O中的化学键需要吸收925.6kJ的能量B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－480.4kJ·mol－1C．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝471.6kJ·mol－1D．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－240.2kJ·mol－1解析：生成1molH—O键放出热量为462.8kJ，条件是气态水，A项没有注明水的状态，错误；B项生成2molH2O(g)放出的热量为(462.8×4－436.4×2－498)kJ·mol－1＝480.4kJ·mol－1，正确；C项，H2O为液态时，由题目信息无法计算出ΔH的具体数值，错误；D项，H2O的状态应为气态，错误。题型一反应热(ΔH)的计算考点2．回答下列问题：(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)ΔH＝－116.1kJ·mol－13HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)ΔH＝＋75.9kJ·mol－1反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。解析：将题给三个热化学方程式依次编号为①、②和③，根据盖斯定律可知，③＝(①×3＋②)/2，则ΔH＝(－116.1kJ·mol－1×3＋75.9kJ·mol－1)/2＝－136.2kJ·mol－1。－136.2题型一反应热(ΔH)的计算考点(2)已知：①Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋1344.1kJ·mol－1②2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2＝＋1169.2kJ·mol－1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为______________________________________________________________。3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)ΔH＝＋174.9kJ·mol－1Al2O3(s)＋解析：把热化学方程式②颠倒过来，反应热的数值不变，符号相反可得③2Al(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)ΔH3＝－ΔH2＝－1169.2kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①＋③可得Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝＋174.9kJ·mol－1，即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。题型一反应热(ΔH)的计算考点(3)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为①NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)ΔH1＝－200.9kJ·mol－1②NO(g)＋12O2(g)===NO2(g)ΔH2＝－58.2kJ·mol－1则反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝_______kJ·mol－1。－317.3解析：将热化学方程式②乘以2可得③2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)ΔH3＝2×ΔH2＝2×(－58.2kJ·mol－1)＝－116.4kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①＋③可得3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝－317.3kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算考点3．二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)CH2CH2(g)＋4H2O(g)ΔH(1)几种物质的能量(kJ·mol－1)如表所示(在25℃、101kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)：物质CO2(g)H2(g)CH2CH2(g)H2O(g)能量/(kJ·mol－1)－394052－242则该反应的ΔH＝________kJ·mol－1。－128解析：ΔH＝E(生成物能量总和)－E(反应物能量总和)＝(52－242×4－0＋394×2)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1。题型一反应热(ΔH)的计算==考点(2)几种化学键的键能(kJ·mol－1)如表所示：化学键C===OH—HC===CH—CH—O键能/(kJ·mol－1)803436615a463a＝________。解析：ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)＝(803×4＋436×6－615－4a－463×8)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1，解得a＝409.25。409.25题型一反应热(ΔH)的计算考点题型二反应热的大小比较题型二反应热的大小比较考点对不同的反应热(ΔH)进行大小比较，是高考考查的又一种形式。对于可求得准确数值的反应热(ΔH)，直接比较反应热(ΔH)即可得出大小关系，而对于无法求得准确数值的反应热：①可通过放热反应和吸热反应来判定，吸热反应的反应热(ΔH0)一定大于放热反应的反应热(ΔH0)；②可利用盖斯定律来判定，如由盖斯定律可得出ΔH1－ΔH2＝ΔH3，又因ΔH30可求出ΔH1ΔH2；③同一反应的反应物和生成物的状态不同，反应热也不同，比较时要考虑物质的状态变化时的吸热或放热情况，特别说明的是放热反应的反应热(ΔH)为负数，放热越多，ΔH的值反而越小，如H2(g)与O2(g)反应生成液态水(还可生成气态水)时放热较多，反应热(ΔH)小。题型二反应热的大小比较考点重难点拨题型二反应热的大小比较考点1．总体原则(1)比较ΔH的大小时，必须把反应热的“＋”“－”与反应热的数值看作一个整体进行比较。对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。(2)反应物的化学计量数不同，则ΔH不同。(3)同一物质，状态不同，反应热也不同。如A(g)放热吸热A(l)放热吸热A(s)。题型二反应热的大小比较考点2．比较类型(1)直接比较法①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。②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。③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。题型二反应热的大小比较考点④对于可逆反应，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。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，表示2molSO2(g)和1molO2(g)完全