高考热化学常见题型扫描及命题预测.doc

/ 版权所有 转载必究高考热化学常见题型扫描及命题预测山东省沂南县第二中学卧龙分校（276300）薄晓军 夏英传热化学知识是高中教材新增加的内容，近几年高考命题比较注重该知识点的考查，主要涉及热化学方程式的书写、反应热的比较、反应热的计算、盖斯定律的应用等，题型以选择题为主，并逐步演变为II卷中热化学知识与简答、实验、计算等相结合的综合题型，增加试题的难度和区分度。本文结合近几年高考试题，将热化学常见题型分类解析如下：（一）热化学常见题型扫描题型一：热化学方程式书写的正误判断例1（2006年重庆理综卷，10）25、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是（ ）AC(s) + 1/2O2 (g) = CO(g) ；H =393.5kJ/molB2H2(g)+ O2 (g) = 2H2O(g)；H = + 571.6kJ/molCCH4(g) + 2O2 (g) = CO2(g) + 2H2O(g)；H = 890.3kJ/molD1/2 C6H12O6(s) + 3O2 (g) =3CO2(g) + 3H2O(l)；H =1400kJ/mol解析：燃烧热是指在25（298K）、101kPa条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。H2(g)的燃烧为放热反应，H 应为正值，则B选项错误；碳元素完全燃烧的产物为CO2(g)、氢元素完全燃烧的产物为H2O(l)，可排除A、C选项。答案：D能力拓展：解答热化学方程式书写的正误判断问题，关键是明确其书写规则：注明反应热的测定条件：反应热H与测定条件（温度、压强等）有关，不注明时是指25（298K）、101kPa；注明反应物和生成物的聚集状态，如气体（g）、液体（l）、固体（s）、水溶液（a.q）；同素异形体要注明其名称，如金刚石、石墨；红磷、白磷等；注明反应热：用H表示反应热，“+”表示吸热反应，“”表示放热反应；反应热的单位一律用“kJ/mol”来表示；热化学方程式应配平，反应物与生成物之间一律用“=”，而不用“”；不用注明气体“”与沉淀“”符号；热化学方程式中的化学计量数不再表示具体的分子（或原子）个数，而是表示物质的量，可以是整数或分数，但要注意H的大小与反应物量的关系的对应；题型二：反应热的大小比较例2(2006年江苏卷，8)下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是（ ）C(s)+O2(g)=CO2(g)；H1 C(s)+1/2O2(g)=CO (g)；H2S(s)+ O2(g)=SO2(g)；H3 S(g)+ O2(g)=SO2(g)；H4 H2(g)+1/2O2=H2O(l)；H5 2H2(g)+ O2=2H2O(l)；H6 CaCO3=CaO + CO2；H7 CaO + CO2=CaCO3；H8A B C D解析：1molC(s)完全燃烧生成CO2比生成CO释放的热量多，因H均为负值，则H1H2 ；S(g)变成S(s)要放出热量，故相同物质的量的S(g)比S(s)完全燃烧释放的热量多，则H3H4；分析中的热化学方程式可知：H62H5，由于H2的燃烧为放热反应，H均为负值，则H5H6 ；碳酸钙的分解为吸热反应，H70，则CaO和CO2生成CaCO3的反应为放热反应，H80，因此有H7H8答案：C。能力拓展：比较反应热的大小，要注意以下几点：比较反应热时，把数值和前面的符号“”、“”看作一个整体进行比较：若反应热为“”，则反应放热越多，反应热就越小；若反应热为“+”，则反应吸热越多，反应热就越大；同一反应、同种物质的聚集状态相同时，反应热与化学计量数成正比；同一反应、同种物质的化学计量数相同、物质的聚集状态不同时，一般地，生成物的状态转化：固体液体气体都要吸收热量，因此，放热量要减少。题型三：根据键能计算反应热例3（2005年江苏卷，21）通常人们把拆开1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（H），化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/ KJmol1460360436431176347 请回答下列问题：工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g) 该反应的反应热H = _ kJ/mol。解析：晶体硅为原子晶体，每个硅原子与4个硅原子结合形成4个SiSi键，但每个SiSi键被2个硅原子所共用，所以每个硅原子形成的SiSi键是2个，而不是1个或4个，即1mol硅晶体含有2molSiSi键。SiCl4、H2、HCl都是原子晶体，1molSiCl4、H2、HCl分别含有4molSiCl键、1molHH键、1molHCl键，因此工业制取高纯硅的反应热为H4360kJ/mol + 2436kJ/mol4431kJ/mol2176kJ/mol+236kJ/mol能力拓展：从化学键的角度分析化学反应，可认为化学反应为旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程。化学反应的反应热来源于反应过程中断裂旧化学键吸收能量与形成新化学键放出能量的差值。根据化学键的键能大小可粗略计算化学反应的反应热：化学反应的反应热：H生成物的键能总和反应物的键能总和题型四：根据燃烧热计算反应热例4（2005年江苏卷，4）氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为：H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 kJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 kJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 kJ/molCH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 kJ/mol 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是（ ） AH2 (g) BCO(g) CC8H18 (l) DCH4 (g)解析：从题给热化学方程式可知：H2、CO、C8H18、CH4的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、283 kJ/mol、5518 kJ/mol和890.3kJ/mol。假设各物质的质量均为1g，则它们完全燃烧放出的热量分别为：H2： C8H18：CH4： 显然，相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量的关系为H2C8H18CH4CO。答案：B能力拓展：燃烧热是指在25（298K）、101kPa条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量。若已知可燃物的物质的量（或质量），可借助燃烧热计算反应热：化学反应的反应热：Hn(可燃物) 燃烧热解答这类问题的关键是根据热化学方程式或题给其它信息，确定燃烧热。题型五：根据盖斯定律计算反应热例5（2004年全国理综卷I，13）已知在25、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：据此判断，下列说法正确的是（ ）A. 由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低B. 由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高C. 由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低D. 由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高解析：根据盖斯定律，将方程式减去方程式，可得下列热化学方程式：说明由石墨制备金刚石的反应为吸热反应，吸收的热量以化学能的形式贮存在金刚石中，也就是说等质量的金刚石具有的能量比石墨高。答案：A。能力拓展：盖斯定律是指，化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。可以理解为：热化学方程式具有叠加性，H同样可以，但必须连同“”、“”在内相加减。题型六：考查中和热、燃烧热、反应热的概念例6（2006年天津卷，13）已知反应：101kPa时，2C(s)+O2(g)=2CO(g)；H = 221 kJ/mol稀溶液中，H+（aq）+OH(aq) = H2O(l)；H = 57.3 kJ/mol下列结论正确的是（ ）A碳的燃烧热大于110.5kJ/molB的反应热为221kJ/molC稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/molD稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量解析：1molC不完全燃烧生成CO(g)时，放出110.5kJ的热量，若完全燃烧生成CO2(g)，则放出的热量大于110.5kJ，所以碳的燃烧热大于110.5kJ/mol。反应热包括为反应过程中吸收或释放出的能量，故的反应热为221kJ/mol。中和热为稀溶液中酸和碱发生反应生成1mol水时，放出的热量，则稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol。稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水的过程中，CH3COOH电离出H+需要吸收能量，故放出的热量要小于57.3kJ。答案：A能力拓展：（1）反应热是指物质在发生反应的过程中吸收或释放出的热量，应标明H的正负。（2）燃烧热是指在25（298K）、101kPa条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量。C元素的燃烧产物为CO2(g)、H元素的燃烧产物为H2O(l)、S元素的燃烧产物为SO2(g)、P元素的燃烧产物为P2O5(s)。（3）中和热是指在稀溶液中，酸和碱发生中和反应，生成1molH2O时放出的热量。实验测得：浓硫酸与强碱稀溶液发生反应时，中和热的值大于57.3kJ/mol；醋酸等弱酸和强碱稀溶液、稀氨水与强酸稀溶液反应时，中和热的值小于57.3kJ/mol，其原因为浓硫酸溶于水时还放出一些热量，而醋酸、氨水等弱电解质，在发生中和反应时，先发生电离，生成H+和OH，这个过程需要吸收能量。题型七：热化学与氧化还原反应知识的综合例7（2005年天津理综卷，29）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷（P）在3.2g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是_，其相应的质量（g）为_。已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P与O2反应生成固态P2O3 的反应热H = _。写出1mol P与O2反应生成固态P2O3 的热化学反应方程式：_。解析：利用极值法推断磷的燃烧产物：n(P)3.1g/(31gmol1)0.1mol，n(O2)3.2g/(32 gmol1)0.1mol，则n(P)：n(O)0.1mol：0.2mol1：2。由于磷有+3价和+5价，对应的氧化物有P2O3和P2O5。若只生成P2O3，则n(P)：n(O)1：1.51：2；若只生成P2O5，则n(P)：n(O)1：2.51：2，根据数学平均值原理，该反应产物为P2O3和P2O5的混合物。而n(P)：n(O)1：2，则有n(P2O3)n(P2O5)0.025mol，故m(P2O3)0.025mol110g/mol2.75g；m(P2O5)0.025mol142g/mol3.55g。磷的燃烧热为Y kJ/mol是指在25（298K）、101kPa条件下，1molP完全燃烧生成0.5mol P2O5(s)时放出Y kJ的热量，则0.05molP与氧气反应生成P2O5(s)时放出的热量为0.05YkJ，0.05molP与氧气反应生成P2O3(s)时放出的热量为（X0.05Y）kJ，因此，1molP与O2反应生成固态P2O3 的反应热H =(20XY)kJ/mol。1mol P与O2反应生成固态P2O3 的热化学反应方程式为P(s)+3/4O2(g)=1/2 P2O3(s) H =(20XY)kJ/mol答案：P2O3和P2O5 m(P2O3)2.75g m(P2O5)3.55g (20XY) kJ/mol P(s) + 3/4O2(g) = 1/2 P2O3(s)；H = (20XY) kJ/mol能力拓展：可燃物发生的燃烧反应均为氧化还原反应，近几年的高考命题常常将盖斯定律、反应热、氧化还原反应和化学计算有机融合，加强了学科内知识的综合性，提高了试题的区分度。在解答这类问题时，要抓住氧化还原反应的特点、燃烧热的概念及盖斯定律的实质，借助得失电子守恒列式求解。题型八：热化学与实验操作的综合例8（2005年广东卷，22）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下： Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_周期，第_族。 步骤加铁的目的是_；步骤冷却的目的是_。 上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_处理。 由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为： 已知： C(s) + O2(g) = CO2(g)； H = 393.5 kJ/mol 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)； H = 566 kJ/mol TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(s) + O2(g)； H = +141 kJ/mol则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)= TiCl4(s) + 2CO(g) 的H = _。反应TiCl4 + 2Mg = 2MgCl2 + Ti 在Ar气氛中进行的理由是_。解析：本题以TiO2的制取为知识载体，考查学生的实验基本操作能力、综合分析能力、计算能力及知识迁移应用能力等。（1）Ti的原子序数为22，根据元素周期表的结构，我们较熟悉的Ca的原子序数为20，Ca位于周期表的第4周期、IIA族，则Ti应位于第4周期、IVB族。（2）分析框图转化关系可知，Fe最终要转化为副产品绿矾，故应将Fe3+转变为Fe2+。降低温度，减小绿矾的溶解度，以利于绿矾结晶析出。（3）水浸后废液中主要成分为硫酸，应考虑将硫酸变废为宝，可利用硫酸制石膏（CaSO42H2O）、Na2SO4等化学试剂，故应加入廉价的生石灰、碳酸钙、废NaOH溶液等。（4）根据盖斯定律，化学反应的反应热只与初态和终态有关，与反应的路径无关。由2可得：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；H =(393.5 kJ/mol)2(566 kJ/mol)221 kJ/mol由+可得：TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)= TiCl4(s) + 2CO(g)；H = +141 kJ/mol+（221 kJ/mol）80 kJ/mol。TiCl4 与Mg在高温下反应，因为Ti、Mg均很活泼，极易与空气中的O2、N2、H2O(g)、CO2等反应，故要在气体Ar的保护下进行反应。答案：（1）4；IVB （2）将Fe3+转变为Fe2+；减小绿矾的溶解度，以利于绿矾结晶析出 （3）绿矾；生石灰（或碳酸钙、废碱液等）（4）80 kJ/mol；防止高温条件下，Ti、Mg与空气中的O2、N2、H2O(g)、CO2等反应能力拓展：热化学与和实验基本操作相结合命题是高考化学命题的创新，贴近生活