高频考点3 躲不开的热化学方程式书写与判断.docx

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高频考点3躲不开的热化学方程式书写与判断

考点3躲不开的热化学方程式书写与判断

【先来提一题】

【例】右图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。

下列叙述正确的是

A．该反应的热化学方程式为：

N2+3H2

2NH3，△H＝-92kJ·mol－1

B．a曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线

C．

加入催化剂

，该化学反应的反应热改变

D．在温度体积一定的条件下，通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ则184>Q2>2Q1

【解析】A项热化学方程式中没有注明各物质的聚集状态，B项中加入催化剂，降低了反应的活化能，反应速率加快，应为b曲线；C项中加入催化剂同等程度地改变正逆反应，对化学反应的反应热无影响；D项中，每生成2molNH3放出92kJ的能量，由于反应为可逆反应，2molN2和6molH2反应后不可能完全转化为2molNH3，所以放出的热量小于184kJ，通入1molN2和3molH2反应放热Q1kJ，当在同一条件下，放入2molN2和6molH2时，由于压强增大，平衡正向移动，NH3的含量增加，所以放出的热量大于2Q1。

【变式】科学家发现，不管化学反应是一步完成或分几步完成，该反应的热效应是相同的。

已知在25℃，105Pa时，石墨

、一氧化碳的燃烧热分别是393.5kJ·mol-1和283.0

kJ·mol-1，下列说法或方程式正确的是

A．在相同条件下：

2C（石墨）+O2（g）=2CO（g）；ΔH=-110.5kJ·mol-1

B．1mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放

热504.0kJ

C．在相同条件下：

C（石墨）+CO2（g）

=2CO（g）；ΔH=-172.5kJ·mol-1

D．

若金刚石燃烧热大于石墨的燃烧热，则石墨转变为金刚石需要吸热

【答案】D本题利用题给信息可知：

①C（石墨）+O2（g）=CO2（g）；ΔH=-393.5kJ·mol-1、②CO

（g）+1/2O2（g）=CO2（g）;ΔH=-283.0kJ·mol-1将（①-②）×2得到：

2C（石墨）+O2（g）=2CO（g）；ΔH=-221kJ·mol-1可知A错；由于石墨的燃烧热为393.5kJ·mol-1，所以1mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热一定小于393.5kJ。

若将①-②×2后移项得到：

C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）；ΔH=+172.5kJ·mol-1知C错；若金刚石燃烧热大于石墨的燃烧热，说明金刚石的能量高于石墨，石墨转变为金刚石需要吸热。

D正确。

【再来缩一说】

一、放热反应、吸热反应判断

1、根据具体化学反应实例判断

（1）常见的放热反应：

所有可燃物的燃烧、所有金属与酸的反应、所有中和反应、绝大多数化合反应、少数分解反应、多数置换反应、某些复分解反应。

（2）常见的吸热反应：

极个别的化合反应（CO2和C的反应）、绝大多数的分解反应、少数置换反应[C+H2O（g）、Fe+H2O（g）]、某些复分解反应（铵盐与强碱的反应），盐类的水解。

2、根据反应物和生成物的相对稳定性判断：

由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为释放能量的反应。

3、根据反应条件判断，凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应，反之，一般为释放能量的反应。

4、根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断，若反应物的总能量大于生成物的总能量，反应时释放能量，否则吸收能量。

5、溶解热：

浓硫酸、强碱、强碱的碱性氧化物溶于水时放热，铵盐溶于水吸热。

二、燃烧热、中和热、反应热的关系

1．弄清燃烧热的含义：

在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质的燃烧热，例如：

C（s）+O2（g）=CO2（g）；ΔH=-393.5KJ/mol，碳的燃烧热是393.5kJ/mol。

2．弄清中和热的含义：

中和热是在稀溶液中，强酸强碱中和反应生成1mol水时放出的热量，中和热为57.3kJ/mol，反应热为ΔH=-57.3kJ/mol。

3、反应热随反应物的物质的量变化而变化，一个“可逆的”化学反应，它的正反应和逆反应的晗变大小相等符号相反。

4．三者既有联系又有区别，燃烧热和中和热都是正值，并且都是定值，反应热既有正值又有负值，符号不表示大小而表示吸热或放热，反应热随反应物的物质的量变化而变化。

三、结合热化学方程式进行定量描述

1．等质量的碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳时放出的热量多，ΔH越小；

2．等质量的气态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量比固态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量多，ΔH越小；

3．等质量的氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量比完全燃烧生成气态水时放出的热量多，ΔH越小；

4．都生成气态水或都生成液态水的前提下：

同一含氢燃料（N2H4、CH4、C3H8）完全燃烧，燃料的质量越大，放出的热量越多，ΔH越小；

5．都生成气态水或都生成液态水的前提下：

同一含氢燃料（N2H4、CH4、C3H8）完全燃烧的比不完全燃烧的放出的热量多，ΔH越小。

四、热化学方程式正误判断——“三查”

1．检查是否标明聚集状态：

固（s）、液（l）、气（g）

2．检查△H的“+”“－”是否与吸热、放热一致。

（注意△H的“+”与“－”，放热反应为“－”，吸热反应为“+”）

3．检查△H的数值是否与反应物或生成物的物质的量相匹配（成比例）

注意：

⑴要注明反应温度和压强，若反应在298K和1.013×105Pa条件下进行，可不予注明；

⑵要注明反应物和生成物的聚集状态，常用s、l、g分别表示固体、液体和气体；

⑶△H与化学计量系数有关，注意不要弄错。

方程式与△H应用分号隔开，一定要写明“+”、“-”数值和单位。

计量系数以“mol”为单位，可以是小数或分数。

⑷一定要区别比较“反应热”、“中和热”、“燃烧热”等概念的异同。

【然后典一点】

例题1：

（09上海）下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（）

A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水

解题思路：

首先判断四个选项的反应是放热反应还是吸热反应，然后回忆相关理论：

放热反应、吸热反应中反应物和生成物能量的大小关系，结合选项做出判断。

答案：

A。

分析：

碳酸钙受热分解是吸热反应，乙醇燃烧、铝粉与氧化铁粉末反应、氧化钙溶于水都是放热反应。

在热化学反应里，能量的变化以热量的形式体现，当反应物总能量高于生成物总能量（生成物总能量低于反应物总能量）时，反应物能量的亏损主要是以热量的形式散发，表现为放热反应；当反应物总能量低于生成物总能量（生成物总能量高于反应物总能量）时，生成物能量的增加主要是以热量的形式吸收，表现为吸热反应。

本题中生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，选A。

例题2：

（09江苏）下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（）

1C（s）+O2（g）=CO2（g）；ΔH1C（s）+

O2（g）=CO（g）；ΔH2

2S（s）+O2（g）=SO2（g）；ΔH3S（g）+O2（g）=SO2（g）；ΔH4

3H2（g）+

O2（g）=H2O（l）；ΔH52H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；ΔH6

4CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（s）；ΔH7CaO（s）+H2O（l）=Ca（OH）2（s）；ΔH8

A．①B．④C．②③④D．①②③

答案：

C。

解题思路：

（1）弄清ΔH的意义：

ΔH<0,代表的反应是放热反应，放热越多，ΔH越小；ΔH>0,代表的反应是吸热反应，吸热越多，ΔH越大。

（2）弄清几个不同：

①注意物质的聚集状态不同：

水是液态还是气态，硫是固态还是气态；②比较反应物的物质的量多少不同；③分析可燃物完全燃烧还是不完全燃烧的不同④判断反应是放热还是吸热的不同。

（3）如果是放热（ΔH<0），ΔH1=2ΔH2ΔH1<ΔH2；如果是吸热（ΔH>0），ΔH1=2ΔH2

ΔH1>ΔH2。

分析：

①碳的燃烧反应是放热反应，ΔH<0；等质量的碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳时放出的热量多，放热越多，ΔH越小，ΔH1<ΔH2。

②等质量的气态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量比固态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量多，放出的热量越多，ΔH越小，ΔH4<ΔH3。

③都生成液态水的前提下，氢气的质量越大，放出的热量越多，ΔH越小，ΔH6<ΔH5。

④碳酸钙受热分解是吸热反应，ΔH>0；氧化钙溶于水是放热反应，ΔH<0,ΔH8<ΔH7。

综上所述：

选择②③④。

例题3：

（09天津）已知反应：

①101Kp时，2C（s）+O2（g）=2CO（g）；ΔH=-221KJ/mol②稀溶液中，H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；ΔH=-57.3kJ/mol下列结论正确的是（）

A．碳的燃烧热大于110.5kJ/mol

B．①的反应热为221KJ/mol

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3kJ/mol

D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ的热量

答案：

A。

解析：

A选项：

101Kp时，2C（s）+O2（g）=2CO（g）；ΔH=-221KJ/mol；该热化学方程式表明了101Kp时，2mol碳不完全燃烧生成一氧化碳时的反应热为-221KJ/mol；该方程式等效于C（s）+1/2O2（g）=CO（g）；ΔH=-110.5KJ/mol；从该方程式并不能得出碳的燃烧热，根据等物质的量的可燃物完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，推理得出碳的燃烧热大于110.5kJ/mol，A是正确的，B错的原因是混淆了反应热和燃烧热的概念。

C选项错的原因是混淆了反应热和中和热的概念。

D选项：

醋酸不是强酸，电离是要吸收热量，因此发生中和反应时放出的热量小于57.3KJ。

【最后炼一练】

1．在下列各说法中，正确的是。

（B）

A．△H>0kJ·mol-1表示放热反应，△H<0kJ·mol-1表示吸热反应

B．热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，可以是分数

C．1molH2SO4与1molBa（OH）2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热

D．1molH2与0．5molO2反应放出的热就是H2的燃烧热

2．已知：

，

，

，则等质量的氢气和甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约是（C）

A．1：

3.4　　　　B．1：

1.7　　　　C．2.3：

1　　　　D．4.6：

1

3．实验室用4molSO2与2molO2进行下列反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）；

ΔH=―196.64KJ/mol，当放出314.624KJ热量时，SO2的转化率为（A）

A．40%B．50%C．80%D．90%

4．已知在25℃、101kPa下，1gC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。

表示上述反应的热化学方程式正确的是（B）

A．

B．

C．

D．

5．已知

（1）H2（g）+

O2（g）＝H2O（g）△H1=akJ·mol-1

（2）2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H2=bkJ·mol-1

（3）H2（g）+

O2（g）＝H2O（g）△H3=ckJ·mol-1

（4）2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H4=dkJ·mol-1

下列关系式正确的是（　C　）

A．ad>0C.2a=b<0D.2c=d>0

6．（13分）把煤作为燃料可以通过下列两种途径：

　　途径I：

　　途径II：

先制水煤气：

再燃烧水煤气：

　　试回答下列问题：

（1）判断两种途径放热：

途径I放出的热量______________（填“大于”、“等于”、“小于”）途径II放出的热量。

（2）

、Q4的数学关系式是_____________________________。

　　（3）由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量______________生成物所具有的总能量，那么在化学反应时，反应物应需要______________能量才能转化为生成物，因此其反应条件为______________。

（4）简述煤通过途径II作为燃料的意义。

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案：

（1）等于

（2）Q1＝Q2+Q3+Q4

　（3）低于；吸收；高温

（4）固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少

和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送

热化学方程式盖斯定律燃烧热中和热

【命题趋向】

一、考试大纲对本专题内容的基本要求

1．理解化学反应中的能量变化与化学键变化的关系；

2．理解吸热反应、放热反应与反应物及生成物能量的关系；

3．了解化学反应中能量变化的实质，知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式。

4．认识能源是人类生存和发展的重要基础，知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。

5．了解焓变与反应热涵义。

明确ΔH=H（反应产物）－H（反应物）。

6．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

7．以上各部分知识与技能的综合应用。

二、命题趋向

依据新课程化学实验的学习目标和学习内容，近几年的主要题型有

（1）热化学方程式的书写及正误判断；

（2）反应热的计算；（3）比较反应热的大小；（4）反应热与能源的综合考查。

由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源的试题将成为今后命题的热点；对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点，主要在选择题、填充题、实验题中体现，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。

新课标关注能源、提高能量利用效率，今年又是各地降低能耗，走可持续发展的一年，估计与实际相联系节约能源的试题可出现。

新课标明确了焓变与反应热的关系，极有可能出现运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

考试大纲对反应热的要求是：

掌握热化学方程式的含义；了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热；理解盖斯定律的含义，掌握有关反应热的简单计算；初步认识使用化石燃料的利弊，新能源的开发，燃料充分燃烧的条件。

学习中应以“热化学方程式”为突破口，通过对热化学方程式的书写及正误判断充分理解其含义，同时触类旁通，不断掌握反应热的计算技巧，学会应用盖斯定律。

化学反应中的能量变化在高考中经常涉及的内容有：

书写热化学方程式、判断热化学方程式的正误及反应热的大小比较等等。

中和热实验的测定是高中阶段比较重要的一个定量实验。

无论从能量的角度，还是从实验的角度，中和热实验的测定都将会是今后高考考查的热点。

【考点透视】

一、正确理解“三热”概念

1、反应热：

在化学反应过程中反应本身放出或吸收的热量。

在恒温恒压条件下的反应热用△H表示，单位是kJ/mol，并规定放热反应的△H<0，吸热反应的△H>0。

2、标准燃烧热与热值

燃烧热是反应热的一种形式，使用燃烧热的概念时要理解下列要点。

①规定是在101kPa压强下测出热量。

书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。

因为压强不同，反应热有所不同。

②规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比性）。

因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。

例如，C8H18的燃烧热为5518kJ·mol-1，用热化学方程式表示则为

C8H18（l）+

O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；△H=－5518kJ·mol-1

③规定生成物为稳定的氧化物．例如C→CO2、H→H2O（l）、S→SO2等。

C（s）+

O2（g）=CO（g）；△H=－110.5kJ·mol-1

C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=－393.5kJ·mol-1

C的燃烧热为393.5kJ·mol-1，而不是110.5kJ·mol-1。

④叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H表示时取负值。

例如，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol-1，而△H＝－890.3kJ·mol-1且必须以1mol可燃物燃烧为标准。

⑤要与热值概念进行区别。

热值：

1g物质完全燃烧的反应热叫该物质的热值。

3、中和热：

把在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O时的反应热叫中和热，单位是kJ/mol。

燃烧热和中和热都属于反应热。

二、正确书写热化学方程式

1、ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；”隔开。

若为放热反应，ΔH为<0：

若为吸热反应，ΔH为>0。

ΔH的单位一般为kJ/mol。

2、注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的个数。

因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。

3、反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。

因此，必须注明物质的聚集状态（s、l、g）才能完整地体现出热化学方程式的意义。

热化学方程式中不用↑和↓。

4、由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

5、当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

6、用中文表示焓变时数值没有正负号，而用符号表示焓变时数值必须注明正负号。

如H2的燃烧热为285.8kJ/mol，△H=－285.8kJ/mol。

三、盖斯定律

1、定义：

化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。

即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。

即

甲

乙，甲

丙

乙，ΔH=ΔH1+ΔH2。

2、应用

（1）利用关系图找出反应热之间的关系

①找起点和终点（起点是A，终点是C）；②找途径：

一个是A→B→C，一个是A→C；③列式：

△H3=△H1+△H2。

（2）利用方程组找出反应热之间的关系

①找出中间产物（中间产物是B）；②利用方程组消去中间产物：

反应c＝反应a+反应b；③列式：

△H3=△H1+△H2。

四、键能、反应热和稳定性的关系

1、键能定义：

在101kPa、298K条件下，1mol气态AB分子全部拆开成气态A原子和B原子时需吸收的能量称AB间共价键的键能，单位为kJ·mol–1。

2、键能与反应热化学反应中最主要的变化是旧化学键发生断裂和新化学键的形成。

化学反应中能量的变化也主要决定于这两个方面吸热与放热，可以通过键能计算得到近似值。

①放热反应或吸热反应旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，为吸热反应；旧键断裂吸收的能量小于新键形成所放出的能量，该反应为放热反应。

②反应热化学反应中吸收或放出的热量称反应热，符号ΔH，单位kJ·mol–1，吸热为正值，放热为负值。

可以通过热化学方程式表示。

反应热的大小与多个因素有关，其数据来源的基础是实验测定。

由于反应热的最主要原因是旧化学键断裂吸收能量与新化学键形成放出能量，所以通过键能粗略计算出反应热。

ΔH（反应热）===反应物的键能总和—生成物键能总和。

为方便记忆，可作如下理解：

断裂旧化学键需吸热（用＋号表示），形成新化学键则放热（用－号表示），化学反应的热效应等于反应物和生成物键能的代数和，即ΔH=（＋反应物的键能总和）＋（—生成物键能总和），若ΔH＜0，为吸热，若ΔH＞0，为放热。

3、物质稳定性：

物质在反应中放出能量越多，则生成物能量越小，该物质越稳定，生成物中化学键越牢固。

反之亦然。

如：

同素异形体稳定性的比较：

根据△H正负和大小判断，反应放热，说明生成物能量小，较稳定。

五、常见的吸热反应与放热反应

常见吸热反应：

所有盐的水解和电离过程、大多数的分解反应。

常见放热反应：

燃烧、爆炸反应、金属与酸的置换、酸碱中和反应、2NO2

N2O4、大多数的化合反应是放热的。

六、误点警示

1、吸热反应一定需要加热才能发生吗？

答：

吸热反应不一定需要加热才能发生，如氢氧化钡晶体[Ba（OH）2·8H2O]和氯化铵晶体的反应为吸热反应，但只要用玻璃棒搅拌混合，温度即迅速降低，同时有刺激性气体产生，说明该反应已进行。

加热只是反应所需的一种条件，放热、吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，只要反应物总能量大于生成物总能量，反应一定放热，反之，就一定吸热。

有的放热反应如碳的燃烧需要加热到着火点才能进行。

2、中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

以下反应热均非中和热：

①H2SO4（aq）+

Ba（OH）2（aq）==

BaSO4（s）+

H2O

（1）（此处还有BaSO4（s）的生成热）；

②NaOH（s）+HCl（aq）==NaCl（aq）+H2O（此处还有NaOH的溶解热）；

③CH3COOH（aq）+NaOH（aq）==CH3COONa（aq）+H2O

（1）（此处还有CH3COOH电离热）。

3、已知：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）ΔH=－184.6kJ·mol-1，能由此判断出氢气的燃烧热为184.6KJ·mol-1吗？

已知2C2H2（g）+5O2（g）

4CO2（g）+2H2O（l）;△H=-2600kJ·mol-1，能说乙炔的燃烧热为-2600kJ·mol-1吗？

另外，物质的燃烧热大，其产生的火焰温度就高吗？

答：

“燃烧热”的定义是：

在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物（或单质）时放出的能量。

完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：

C→CO2（g），H→H2O（l），P→P2O5（s），N→N2（g），S→SO2（g）。

生成不稳定的氧化物所放出的热量不是燃烧热，如：

C→CO（g），H→H2O（g）。

氢气在氯气中虽能燃烧，但其热效应却不是燃烧热，只能称为反应热。

燃烧热叙说有两种形式：

一是用文字表示，此时只能用相应的数值和单位，不能用“—”号。

如乙炔的燃烧热为1300kJ·mol-1；一是用△H表示，此时需用负号表示，如乙炔的燃烧热△H=-1300kJ·mol-1。

火焰的温度与可燃物的燃烧热和热量损失（如生成的水等）有关。

燃烧热相差不大时，生成的水越多，热量损失就越多，火焰温度就低。

【例题解析】

例1．已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）

A．A的能量一定高于C

20090318

B．B的能量一定高于D

C．A和B的总能量一定高于C和D的总能量

D．该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生

解析:

化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化——吸热或放热，当反应物的总能量高于生成物质总能量时为放热反应中，当反应物的总能量低于生成物的总能量时为吸热反应。

值得注意的是：

总能量是指所有反应物或所有生成物，而不是其中某些反应物或某些生成物,所以A、B是不正确的；而有的放热反应在开始时也是需要加热的，例如炭的燃烧。

答案:

C

例2．关于吸热反应的说法正确的是（）

A．凡需加热的反应一定是吸热反应

B．只有分解反应才是吸热反应

C．使用催化剂的反应是吸热反应

D．CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应

解析：

A组见上一题目分析，有些化合反应也是吸热反应，例如炭和二氧化碳化合生成一氧化碳的反应就是吸热