1、1第 2 课时 化学能与热能(2)反应热的比较与计算(过题型)题型一 反应热( H)的计算利用键能计算 H 或根据盖斯定律计算、比较 H 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。考 法 一 利 用 键 能 计 算 H典例 1 (2018天津高考)CO 2与 CH4经催化重整，制得合成气：CH 4(g)CO 2(g)2CO(g)2H 2(g) 催 化 剂 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键 CH C=O HH C O(CO)键能/
2、kJmol1 413 745 436 1 075则该反应的 H_。解析 H4 E(CH)2 E(CO)2 E(C O)2 E(HH)(44132745)kJmol 1 (21 0752436)kJmol 1 120 kJmol 1 。答案 120 kJmol 1备考方略 利用键能计算 H 的方法(1)计算公式 H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。物质(化学键) CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨(CC)金刚石(CC)S8(SS)Si(SiSi)
3、每个微粒所含键数2 4 6 4 1.5 2 8 2考法二 利用盖斯定律计算 H 并书写热化学方程式2典例 2 (2018高考组合题)请回答下列问题：(1)全国卷，28(2)已知：2N 2O5(g)=2N2O4(g)O 2(g) H14.4 kJmol 1 2NO2(g)=N2O4(g) H255.3 kJmol 1则反应 N2O5(g)=2NO2(g) O2(g)的 H_kJmol 1 。12(2)全国卷，27(1)CH 4CO2催化重整反应为CH4(g)CO 2(g)=2CO(g)2H 2(g)。已知：C(s)2H 2(g)=CH4(g) H75 kJmol 1C(s)O 2(g)=CO2(
4、g) H394 kJmol 1C(s) O2(g)=CO(g) H111 kJmol 112该催化重整反应的 H_kJmol 1 。(3)全国卷，28(2)SiHCl 3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl 4(g) H148 kJmol 13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl 3(g) H230 kJmol 1则反应 4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl 4(g)的 H 为_kJmol 1 。(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：2H 2SO4(l)=2SO2(
5、g)2H 2O(g)O 2(g) H1551 kJmol 1反应：S(s)O 2(g)=SO2(g) H3297 kJmol 1反应的热化学方程式：_。解析 (1)把已知两反应按顺序编号为 a、b，根据盖斯定律，a 式 b 式可得：12N2O5(g)=2NO2(g) O2(g)12 H53.1 kJmol 1 。(2)将题给已知三个反应依次编号为、，根据盖斯定律，由2可得：3CH4(g)CO 2(g)=2CO(g)2H 2(g) H247 kJmol 1 。(3)将题给两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由3可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl 4(g)，则有 H3 H
6、1 H2348 kJmol1 (30 kJmol1 )114 kJmol 1 。(4)由题图可知，反应的化学方程式为 3SO22H 2O 2H2SO4S。根= = = = =催 化 剂 据盖斯定律，反应(反应反应)可得：3SO 2(g)2H 2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJmol 1 。答案 (1)53.1 (2)247 (3)114(4)3SO2(g)2H 2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJmol 1备考方略 盖斯定律应用三步流程综合训练1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)H 2O(l)=HNO3(aq)H
7、NO 2(aq) H116.1 kJmol 13HNO2(aq)=HNO3(aq)2NO(g)H 2O(l) H75.9 kJmol 1反应 3NO2(g)H 2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)的 H_ kJmol 1 。(2)已知：Al 2O3(s)3C(s)= =2Al(s)3CO(g) H11 344.1 kJmol 12AlCl 3(g)=2Al(s)3Cl 2(g) H21 169.2 kJmol 1由 Al2O3、C 和 Cl2反应生成 AlCl3的热化学方程式为_。4(3)烟气(主要污染物 SO2、NO x)经 O3预处理后用 CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、N
8、O x的含量。O 3氧化烟气中 SO2、NO x的主要反应的热化学方程式为NO(g)O 3(g)=NO2(g)O 2(g) H1200.9 kJmol 1NO(g) O2(g)=NO2(g) H258.2 kJmol 112则反应 3NO(g)O 3(g)=3NO2(g)的 H_kJmol 1 。 解析：(1)将题给三个热化学方程式依次编号为、和，根据盖斯定律可知，(3)/2，则 H(116.1 kJmol1 375.9 kJmol1 )/2136.2 kJmol1 。(2)把热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，符号相反可得2Al(s)3Cl 2(g)=2AlCl3(g) H3 H21 1
9、69.2 kJmol 1 。根据盖斯定律，由可得Al2O3(s)3C(s)3Cl 2(g)=2AlCl3(g)3CO(g) H H1 H3174.9 kJmol1 ，即为 Al2O3、C 和 Cl2反应生成 AlCl3的热化学方程式。(3)将热化学方程式乘以 2 可得2NO(g)O 2(g)=2NO2(g) H32 H22(58.2 kJmol1 )116.4 kJmol1 。根据盖斯定律，由可得 3NO(g)O 3(g)=3NO2(g) H H1 H3317.3 kJmol 1 。答案：(1)136.2(2)Al2O3(s)3C(s)3Cl 2(g)=2AlCl3(g)3CO(g) H174
10、.9 kJmol 1(3)317.32二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：2CO 2(g)6H 2(g)CH 2CH2(g)4H 2O(g) H(1)几种物质的能量(kJmol 1 )如表所示(在 25 、101 kPa 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/(kJmol 1 ) 394 0 52 242则该反应的 H_kJmol 1 。(2)几种化学键的键能(kJmol 1 )如表所示：化学键 CO HH CC HC HO键能/(kJmol 1
11、 ) 803 436 615 a 4635a_。解析：(1) H E(生成物能量总和) E(反应物能量总和)(52242403942) kJmol1 128 kJmol 1 。(2) H E(反应物键能总和) E(生成物键能总和)(803443666154 a4638)kJmol 1 128 kJmol 1 ，解得 a409.25。答案：(1)128 (2)409.25题型二 反应热的大小比较对不同的反应热( H)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( H)，直接比较反应热( H)即可得出大小关系，而对于无法求得准确数值的反应热：可通过放热反应和吸热反应来判定，吸热
12、反应的反应热( H0)一定大于放热反应的反应热( H0 可求出 H1 H2；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( H)为负数，放热越多， H 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( H)小。重难点拨1总体原则(1)比较 H 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， H 越小；对吸热反应，吸热越多， H 越大。(2)反应物的化学计量数不同，则 H 不同。(3)同一物质，状态不同，反应热也不同。如 A(
13、g) A(l) A(s)。 放 热 吸 热 放 热 吸 热2比较类型(1)直接比较法物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。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。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。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：2SO 2(g)O 2(g)2SO 3(g) H197 kJmol1 ，表示 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)完全反应生成 2 mol SO3(g)时，放出的热量为 197
14、kJ，实际上向密闭容器中通入 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于 197 kJ。6(2)盖斯定律比较法同一反应，生成物状态不同时如 A(g)B(g)= =C(g) H1 H3 B H1 H3解析 1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故 H10,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 H20，根据盖斯定律得到关系式 H1 H2 H3，分析得到答案： H10， H30， H40C H1 H2 H3 D H3 H42 H5解析：选 C 物质的燃烧反应均为放热反应，则 H1、 H3、 H4
15、均小于 0，故 A、B项错误；将题给的 5 个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，故 H1 H2 H3，C 项正确；根据盖斯定律，32，故3 H3 H42 H5，D 项错误。2已知：2CH 3OH(g)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H12CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H22H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H32H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H4CO(g)2H 2(g)=CH3OH(g) H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )A H10， H2 H4C H1 H22 H3 H5D2 H5 H10解析：选 D A 项，甲醇燃烧是放热反应， H10，错误；B 项，H 2O(g)=H2O(l)，放出热量，反应放出的热量多， H3小，错误；C 项，根据盖斯定律， H1 H22 H32 H5，错误；D 项，根据盖斯定律可得 2CO(g)4H 2(g)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H 2 H5 H1，相当于 CO、H 2的燃烧，均为放热反应，正确。8
