2020高考化学一轮复习5.2化学能与热能(2)反应热的比较与计算(过题型)学案(含解析)

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(ΔH)的计算

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。

考法一利用键能计算ΔH

[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：

C

则该反应的ΔH＝__________________。

[解析] ΔH＝[4×E(C—H)＋2×E(CO)]－[2×E(C O)＋2×E(H—H)]＝(4×413＋2×745)kJ·mol－1－(2×1 075＋2×436)kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。

[答案] ＋120 kJ·mol－1

[备考方略] 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。

考法二利用盖斯定律计算ΔH并书写热化学方程式

[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：2N 2O 5(g)===2N 2O 4(g)＋O 2(g) ΔH 1＝－4.4 kJ·mol －1

2NO 2(g)===N 2O 4(g) ΔH 2＝－55.3 kJ·mol －1

则反应N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋12O 2(g)的ΔH ＝______kJ·mol －1

。

(2)[全国卷Ⅱ，27(1)]CH 4­CO 2催化重整反应为 CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g)。

已知：C(s)＋2H 2(g)===CH 4(g)ΔH ＝－75 kJ·mol －1

C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－394 kJ·mol －1

C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－111 kJ·mol －1

该催化重整反应的ΔH ＝________kJ·mol －1

。

(3)[全国卷Ⅲ，28(2)]SiHCl 3在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g) ΔH 1＝＋48 kJ·mol －1

3SiH 2Cl 2(g)===SiH 4(g)＋2SiHCl 3(g) ΔH 2＝－30 kJ·mol －1

则反应4SiHCl 3(g)===SiH 4(g)＋3SiCl 4(g)的ΔH 为________kJ·mol －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Ⅰ：2H 2SO 4(l)===2SO 2(g)＋2H 2O(g)＋O 2(g) ΔH 1＝＋551 kJ·mol －1

反应Ⅲ：S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 3＝－297 kJ·mol －1

反应Ⅱ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×1

2－b 式可得：

N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋1

2

O 2(g)

ΔH ＝＋53.1 kJ·mol －1

。

(2)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：

CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g) ΔH ＝＋247 kJ·mol －1

。

(3)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：4SiHCl 3(g)===SiH 4(g)＋3SiCl 4(g)，则有ΔH ＝3ΔH 1＋ΔH 2＝3×48 kJ·mol －1

＋(－30

kJ·mol －1

)＝＋114 kJ·mol －1

。

(4)由题图可知，反应Ⅱ的化学方程式为3SO 2＋2H 2O =====催化剂

2H 2SO 4＋S ↓。根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(反应Ⅰ＋反应Ⅲ)可得：3SO 2(g)＋2H 2O(g)===2H 2SO 4(l)＋S(s) ΔH 2＝－254 kJ·mol －1。

[答案] (1)＋53.1 (2)＋247 (3)＋114 (4)3SO 2(g)＋2H 2O(g)===2H 2SO 4(l)＋S(s) ΔH 2＝－254 kJ·mol －1

[备考方略] 盖斯定律应用三步流程

[综合训练]

1．(2017·浙江4月选考)已知断裂1 mol H 2(g)中的H —H 键需要吸收436.4 kJ 的能量，断裂1 mol O 2(g)中的共价键需要吸收498 kJ 的能量，生成H 2O(g)中的1 mol H —O 键能放出462.8 kJ 的能量。下列说法正确的是( )

A ．断裂1 mol H 2O 中的化学键需要吸收925.6 kJ 的能量

B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g)ΔH ＝－480.4 kJ·mol －1

C ．2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(g)ΔH ＝471.6 kJ·mol －1

D ．H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l)ΔH ＝－240.2 kJ·mol －1

解析：选B 生成1 mol H —O 键放出热量为462.8 kJ ，条件是气态水，A 项没有注明水的状态，错误；B 项生成2 mol H 2O(g)放出的热量为(462.8×4－436.4×2－498)kJ·mol

－1

＝480.4 kJ·mol －1

，正确；C 项，H 2O 为液态时，由题目信息无法计算出ΔH 的具体数值，

错误；D 项，H 2O 的状态应为气态，错误。

2．回答下列问题：

(1)用水吸收NO x 的相关热化学方程式如下：