题型突破1 热化学方程式书写与反应热计算

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题型突破1热化学方程式书写与反应热计算

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1.(1)(2024・山东卷)水煤气是th的主要来源，研究CaO对C-HzO体系制止的影响，涉及主要反应如

下：

C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)(I)AHi>0

CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)(II)

△“2<0

CaO(s)+CO2(g)-CaCO3(s)(III)AH3Vo

CGHCaOOO+ZHzOO-CaCCh⑸+2Hz(g)的焰变△“=(用代数式表示)。

(2)(2024.全国甲卷)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溟化再偶联为丙烯(C3H。的

研究所获得的部分数据如下。

已知如下热化学方程式：

CH4(g)+Br2(g)-CH3Br(g)+HBr(g)AHi=-29kJmol"

3cH3Br(g)=C3H6(g)+3HBr(g)A/72=+20kJmoH

计算反应3cH4(g)+3B3g)===C3H6(g)+6HBr(g)的bH=kJmol^

(3)(2024.河北卷)氯气是一种重要的基础化工原料,广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1,4-

二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。

硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：

SO2(g)+Ch(g)-SO2C12(g)

△〃:67.59kJ-rnoF1

若正反应的活化能为£正kJ-mol”,则逆反应的活化能£逆=kLmol"(用含£正的代数式表

示)。

(4)(2024•广东卷)反应a:N02(aq)+-NH；(aq)===N2(g)+2H2O(l)

已知:

NaNO,(s)+NH,CI(s)-^*N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)

Na4(aq)+

CP(aq)

则反应a的AH=_______________________________

答案(1)A/7I+AH2+A//3

⑵-67

(3)E正+67.59

(4)△，必，2-AH3+A“4

解析(1)已知三个反应：

I.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)

II.CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)

HI.CaO(s)+CO2(g)iCaCO3(s)

设目标反应C(s)+CaO(s)+2H2O(g)iCaCCh⑸+2H2(g)为IV.根据盖斯定律、N=I+H+IH,所以

△H=AHI+AH2+AH3。

(2)根据盖斯定律，目标反应二第一个反应x3+第二个反应厕AH=3XAHI+AH2=3X(-29kJ・moH)+20

kJmor'=-67kJmoP'o

⑶△，二正反应的活化能-逆反应的活化能c代入数据得:-67.59二足正-E逆，则E逆二(£正+67.59)

(4)由已知可得：

I.NaNO2(s)+NH4Cl(s)===N2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)AHi;

II.NaN02(s)===Na+(aq)+N02(aq)A//2;

IILNH4Cl(s)===Cl(aq)+NHt(aq)A%;

IV.NaCl(s)===Na+(aq)+Cl(aq)A“4；

由盖斯定律可知，目标方程式NO式aq)+NH[(aq)===N2(g)+2H2O⑴可由方程式I-II-IH+IV得至IJ,故反

应A//=A//I-A/72-AH3+AH4O

2.(2023・新课标卷)根据图示数据计算反应;N2(g)+|H2(g)=NH3(g)的△”=kJmolL

N(g)+3H(g)

r

o维NII(g)+2H(g)

E

mN(g)+1H(g)oNH(g)

/22

Ft±一+H(g)

言

三|N2(g)+1H2(g)e

4NH3(g)

能量转换关系

答案-45

解析在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量,反应的始变等于反应物的键

能总和与生成物的键能总和的差，因此由图数据可知，反应赳（g）+|H2（g）=NH3（g）的

AH=（473+654-436-397-339）kJmol^-45kJmol'o

3.(2023・湖南卷)已知下列反应的热化学方程式：

①C6H5c2H5(g)+§O2(g)===8CCh(g)+5H2O(g)

AHi=-4386.9kJ-moF1

②C6H5cH==CH2(g)+10O2(g)==8CO2(g)+4H2O(g)△也=-4263.1kJmoH

③H2[g)+gh(g尸==H2O(g)

A“3=・241.8kJmor1

计算反应④C6H5c2H5(g)=C6H5cH=二CH2(g)+H2(g)的AH4=kJ-mol1o

答案+118

解析根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5c2H5(g)=C6H5cH=CH2(g)+H2(g)A//4=-4386.9

kJmoH-(-4263.1kJmol")-(-24L8kJ-mol,)=+l18kJ-moP'o

4.（2023•北京卷）二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两

步：

i.CO2和NH3生成NH2COONH4；

反应过程

结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是（填序号）。

a.活化能:反应i〈反应ii

b.i为放热反应,ii为吸热反应

C.CO2（1）4-2NH3（1）===CO（NH2）2（1）4-H2O（DkH=E\-E4

答案ab

解析反应i的活化能是反应ii的活化能是a项正确:从图中反应物和生成物能量的相

对大小可看出反应i为放热反应，反应ii为吸热反应,b项正确;总反应的AU=EI-E2+E3・E4,C项错误。

命题立意:化学反应与能量往往以物质转化为情景,涉及反应热的计算、热化学方程式的计算、吸放

热反应的判断等必备知识。考查学生的信息加工能力和迁移应用能力。是高考的必考内容,看似简

单.实则不断创新，备考时要重点把握创新角度。

。核心整合

1.热化学方程式书写易错点

（1）未标明反应物或生成物的状态。

⑵反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出号，放热反应未标出号。

（3）漏写的单位，或者将的单位写为kJo

（4）反应热的数值与方程式的计量数不对应。

（5）对燃烧热的概念理解不到位，忽略其标准是1mol可燃物。

（6）对中和反应反应热理解不准确。

①强酸与强碱稀溶液中和反应的反应热△生-57.3kJ.moH,若用弱酸代替强酸（或用弱碱代替强碱），

因电离吸热，放出的热量减少。

②若用浓硫酸（或NaOH固体）作反应物，放出热量增多。

③若是稀硫酸和Ba（OH”反瓦生成1mol氏0⑴时所释放的热量会比57.3kJ多,原因是田与0H

结合成ImolH2O⑴的同时,Ba2+和SOt结合成BaSCh沉淀也会放热。

2.焙变（反应热）的计算

⑴根据（相对）能量计算:色（生成物AH总（反应物）;

（2）根据键能计算:△”二（反应物键能）-＞七（生成物键能）。

提醒:利用键能进行反应热计算时，要弄清楚各种化学键的物质的量，既要考虑热化学方程式前的化

学计量数，又要考虑物质中化学键的个数,再进行计算。要注意晶体中化学键的分摊原则:以1个原

子为对象,所形成的键中同种元素成键要均摊，不同种元素成键不均摊。

⑶根据活化能计算

△“二E（止反应的活化能）-E（逆反应的活化能）。

（4）利用盖斯定律计算

国也回世©曲回

I___________f

AH=AHI+AH2+AH3O

3.盖斯定律在热化学方程式书写中的应用

将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。流程如下:

|第一步卜国［定待求反应的化学方程式

1.（2024.山东威海质检）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面

两种方法由氨气得到氢气。

方法I.氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键N=NH—HN—H

键能^(kJ-moF1)946436.0390.8

在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2O

反应2NH3（g）k"N2（g）十3H2（g）XH=kj-mol1。

答案+90.8

解析根据反应热二反应物的总健能-生成物的总键能,2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)AA/=390.8kJ・mo「

々3x2-(946kJmor'+436.0kJmol“x3)=+9().8kJmol'o

2.（2024・江苏宿迁模拟）氢气是主要的工业原料,也是最重要的工业气体和特种气体，可用作合成氨、

合成甲醇的原料。相关化学键的键能数据如表所示。

H-C-C-H-N—

化学键C==0N=N

HOHOH

E/(kJmol"

436351412462745391946

,)

⑴H2可与C02生成甲醇和水，其反应过程如下。

反应I:2CO2(g)+6H2(g)=CH30cH3(g)+3H2O(g);

反应II:CH3OCH3(g)+H2O(g)-2CHsOH(g)o

由表中化学键键能数据可知，反应1的△止kJmolL

(2)已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)bH=akJ-mol”,则由表中化学键键能数据可知a=。

答案(1)-350(2)-92

解析(1)△〃二反应物的键能总和-生成物的键能总和。反应I的AH=4E(C==O)+6E(H—H)-6E(C—

H)-2E(C—O)-6E(H—0)=4x745kJmor,+6x436kJmor'-6x412kJmol'-2x351kJmol1-6x462kJ-mol-

'=-350kJ-mofo(2)根据△“二反应物的键能总和-生成物的键能总和可知N(g)+3H2(g)=2NH3(g)

的A/7=E(N=N)+3^(H—H)-6E(N—H)=946kJmol1+3x436kJmol"-6x391kJmol^-92kJmol",则

6Z=-92O

3.(1)研究CO2的利用对促进低微社会的构建具有重要意义。工业上利用废气中的CO?合成

CH30H,主要发生以下反应：

反应ICO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)A”尸-49.0kJmol"

反应II2co2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)

反应HICH30cH3(g)+H2O(g)12cH30H(g)A”3=+23.4kJmol」

已知相关化学键的键能数据如表所示。

化学键c==oC—0O—H

E/CkJ-mor1)745326465

氢气中的H—H的键能比甲醇中的C—H的键能(填“大”或“小”)。用盖斯定律计算反应1【

的卜2kJmoIdo

(2)白磷与氧气可发生反应P4+502===PjCho,相关化学键的键能数据如表所示。根据图示分子结构

及相关数据计算该反应的反应热&H=kJ-mol'o

化学键£7(kJmod)

P—P213

P—O410

答案⑴大J21.4

解析(1)A”=反应物的总键能-生成物的总键能，根据反应I可得,AHk2E(C—0)+3E(H—H)・

[3E(C—H)+E(C—0)+3E(0—H)],代入题表数据可得E(H—H)-E(C—H)^61故氢气中的

H—H的键能比甲醇中的C—H的键能大。根据盖斯定律可知，反应H二反应Ix2-反应HI.则

/%=2AH-A”3=2X(-49.0kJmor')-23.4kJmol4=-121.4kJmol'o(2)根据A”二反应物的总键能-生成

物的总键能及题给分子结构可得△”=6£(P—P)+5£(氧气中的氧氧链)-[12E(P—O)+4E(P

O)]=6x213kJmol"+5x498kJmor'-(12x410kJmoP+4x585kJ・moH)=-3492kJmoF'o

4.(2024・四川成都质检)利用CCh合成甲醇可减少CCh的排放，反应方程式为CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49kJmolL请回答:

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)\Hx

②CO(g)+2H2(g)iCH30H(g)△”2=9()kJ-mol-1

AHi=kJ-mo吐若反应①为慢反应，请画出上述反应过程的能量变化示意图。

反应过程

解析根据盖斯定律，反应①+反应②得反应CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49kJmor

1

则A//I=A//-AH2=-49kJ・mol”-(-90kJmor)=+41kJ-moH,反应①为慢反应,且为吸热反应,

反应②为放热反应.总反应为放热反应，活化能越大,反应速率越慢，据此可画出反应过程的能量变化

示意图。

5.(2024・湖南长沙质检)卤族元素是最活泼的非金属元素,卤素的单质及其化合物的用途非常广泛。

I.将稍过量的包气和氟气导入硬质玻璃反应器中，以Agg、Ni。等为催化剂，光照2h,可生成

XeF?再经数周,可制得XeF?晶体,XeFz与Fz继续反应可生成XeF4和XeF6<>已知⑦K和乃K下洛

反应的平衡常数&的值及△”如表所示⑺〈乃阳为压强平衡常数，以平衡体系中各组分的分压替

代相应组分的浓度)。

反

KpKp

应△”/

化学方程式⑺(72

序(kJ-mor1)