高考化学三轮冲刺复习专题05化学反应与能量变化(含解析)

第五部分   化学反应与能量变化

化学反应与能量变化在高考化学试题中的主要考点是：反应热大小比较、反应热简单计算、热化学方程式的书写和判断、盖斯定律的应用等。

1.反应热的计算：

①利用总能量计算：

反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量。

△H=E(生成物总能量)－E(反应物总能量)

②利用能量变化计算：

反应热等于破坏反应物吸收的能量减去产生生成物放出的能量。

△H=E1- E2

③利用化学键计算：

反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能。

△H=E(反应物总键能)－E(生成物总键能)

2.热化学方程式的书写和判断

（1）书写方法：写方程、标状态、算热量。

【注意】

①标明△H的数值及正负号；注明反应物、生成物的聚集状态(s、l、g、aq)。

②化学式前的计量数可以是整数或分数，△H的数值与反应方程式中化学式前面的化学计量数成比例，计量数加倍，△H数值也要加倍。

（2）判断正误

热化学方程式的正误判断是一个常考题型，通常判断方法是“四看”：

①看各物质的聚集状态是否正确；

②看ΔH的“＋”、“－”符号是否正确；

③看反应热的数值与化学计量数是否对应；

④看反应热的单位是否为kJ·mol－1。

注意：若要求写出表示燃烧热的热化学方程式，则要求燃烧的物质系数必须为“1”。

3.盖斯定律及应用

（1）推论：

①任何化学反应的反应热和其逆反应的反应热大小相等，符号相反。

②任何化学反应，当各物质系数发生变化时，反应热的数值也随之发生相同变化。

（2）解题方法：

首先观察需要解决的目标化学反应的方程式，根据该反应的反应物及系数，将已知的热化学方程式整体乘以相应的系数（反应热也同时进行运算），然后进行加减合并，出现负号则移项，使合并后的方程式，左右两边和目标化学反应的方程式完全相同，这样所得的反应热的数值就是所求反应的反应热，所得的等式就是所求的化学反应的热化学方程式。

【例题】(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由H2、CO和CO2可以直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)                ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1

②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)       ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1

二甲醚合成反应：

③ 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)        ΔH3＝－24.5 kJ·mol－1

由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为____。

【链接高考】

1.2018-1-28.已知：

2N2O5(g) =2N2O4(g)+O2(g)    ΔH1=−4.4 kJ·mol−1

2NO2(g)= N2O4(g)                 ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1

则反应N2O5(g)=2NO2(g)+ 1/2O2(g)的ΔH =        kJ·mol−1。

答案：53.1 kJ·mol−1

2.2018-2-27.已知 CH4-CO2催化重整反应为：

该催化重整反应的△H=_____kJ·mol−1。

答案：247 kJ·mol−1

3.2018-3-28. SiHCl3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl3(g) =SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g)  ΔH1=48 kJ·mol−1

3SiH2Cl2(g)= SiH4(g)+2SiHCl3 (g)  ΔH2=−30 kJ·mol−1

则反应4SiHCl3(g)= SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=___kJ·mol−1。

答案：114 kJ·mol−1

4.2017-2-27. 已知：

②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)      ΔH2=−119 kJ·mol−1

③H2(g)+ O2(g)= H2O(g)               ΔH3=−242 kJ·mol−1

正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式为：

①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)         ΔH1

计算反应①的ΔH1为：_____________ 。

解析：根据盖斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3

=-119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123kJ/mol。

5.2017-1-27.下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为____________、_____________，制得等量H2所需能量较少的是_________。

解析： 由①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式：H2O(l)=H2(g)+1/2 O2(g)  △H=+286 kJ/mol；

②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式：H2S (g)=H2(g)+S(s)  △H=+20 kJ/mol。

比较可知，制得等量H2所需能量系统（I）比系统（II）多。

6.2017-2-27.已知：

As(s)+ 3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)          ΔH1

H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l)                    ΔH2

2As(s)+ 5/2O2(g) =As2O5(s)                 ΔH3

则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =______。

解析：由①×2-②×3-③，可得As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)，则ΔH=ΔH1×2-ΔH2×3-ΔH3。

7.2016-2-26(3).　①2O2(g)＋N2(g)＝N2O4(l)       ΔH1

②N2(g)＋2H2(g)＝N2H4(l)                     ΔH2

③O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)                  ΔH3

④2N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)           ΔH4＝－1048.9kJ·mol¯

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为________________。

答案：2△H3-2△H2-△H1         反应放热量大、产生大量气体

8. 2016-3-27(4).已知下列反应:

①SO2(g)+2OH-(aq)=SO32- (aq)+H2O(l)　           ΔH1

②ClO-(aq)+SO32- (aq)=SO42- (aq)+Cl-(aq)　      ΔH2

③CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42- (aq)　                   ΔH3

则反应：SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)

的ΔH=　　　　　。

答案：ΔH1+ΔH2-ΔH3