最新高考化学考点一遍过（讲义） 考点30 热化学方程式的书写与判断

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考点30 热化学方程式的书写与判断
1．定义
表示参加反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。
2．意义
不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如H2(g)+ QUOTE O2(g)H2O(g) ΔH=−241.8 kJ·ml−1表示的意义为1 ml H2(g)和 ml O2(g)反应生成1 ml H2O(g)时放出241.8 kJ的热量。
3．热化学方程式的书写与判断
（1）热化学方程式的书写步骤
步骤1 写方程——写出配平的化学方程式；
步骤2 标状态——用“s”、“l”、“g”、“aq”标明物质的聚集状态；
步骤3 标条件——标明反应物的温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注)；
步骤4 标ΔH——在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“+”或“−”；
步骤5 标数值——根据化学计量数计算写出ΔH的数值及单位。ΔH的单位一般为kJ·ml−1。
（2）热化学方程式的判断
①检查是否标明聚集状态。
②检查ΔH的“+”“−”是否与吸热、放热一致。
③反应热ΔH的单位是否为“kJ·ml−1”。
④检查ΔH的数值是否与反应物或生成物的物质的量一致。
⑤表示燃烧热的热化学方程式，还要注意是否生成了稳定的氧化物。
书写热化学方程式的注意事项
（1）注意测定的条件：需注明反应热测定的温度和压强，如不注明条件，即指25℃，1.01×105 Pa。
（2）注意ΔH的标注：化学方程式的右边必须写上ΔH，若为吸热反应，ΔH为“+”，若为放热反应，ΔH为“−”，单位一般为kJ/ml或kJ·ml−1；根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH的数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。
（3）注意物质的聚集状态：反应热的数值和符号与反应物和生成物的聚集状态有关，因此必须注明物质的聚集状态（s、l、g、aq）才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不需要标出“↑”和“↓”。
（4）注意化学计量数：热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数；而普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。
（5）注意ΔH单位的意义：热化学方程式中，ΔH的单位为kJ·ml−1。这里的“ml−1”不表示具体物质，而是表示“1 ml反应”或“1 ml反应进度”，指“1 ml特定的反应组合”。如“H2(g)+O2(g)H2O（1） ΔH=−285. 8 kJ·ml−1”，“1 ml反应”指“1 ml H2(g)与 ml O2(g)生成1 ml H2O(l)”这一特定反应组合。
（6）注意可逆反应ΔH的意义：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。
4．化学方程式与热化学方程式的比较
考向一 热化学方程式的正误判断
典例1 标准状况下，气态分子断开1 ml化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436 kJ·ml－1、463 kJ·ml－1和495 kJ·ml－1。下列热化学方程式正确的是
A．H2O (g)=== H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝ －485 kJ·ml－1
B．H2O (g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋485 kJ·ml－1
C．2H2(g)＋ O2 (g)===2H2O(g) ΔH ＝ ＋485 kJ·ml－1
D．2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g) ΔH＝ －485 kJ·ml－1
【解析】1 ml的气态水分解产生1 ml的氢气和eq \f(1,2) ml 的氧气的能量变化是2×463 kJ－436 kJ－eq \f(1,2)×495 kJ＝242.5 kJ，因此热化学方程式为H2O(g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋242.5 kJ·ml－1，A、B错误；2 ml的气态水分解产生2 ml的氢气和1 ml的氧气的能量变化是485 kJ，物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等，即热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·ml－1，C错误，D正确。
【答案】D
1．实验测得：101 kPa时，1 ml H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 ml CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是
①CH4(g)+2O2(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·ml−1
②CH4(g)+2O2(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−890.3 kJ·ml−1
③CH4(g)+2O2(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−890.3 kJ·ml−1
④2H2(g)+O2(g) SKIPIF 1 < 0 2H2O(l) ΔH=−571.6 kJ·ml−1
A．仅有② B．仅有②④ C．仅有②③④ D．全部符合要求
判断热化学方程式正误的“五审”
考向二 书写热化学方程式
典例1 根据信息书写热化学方程式
（1）化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：
已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 ml AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为________________________。
（2）在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为______________________。
（3）在一定条件下，将1 ml N2和3 ml H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为_______________________。
（4）化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示
试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：__________。
（5）NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_________________________________。
【解析】（1）室温时AX3为液态(l)，AX5为固态(s)。
（2）根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100 g
CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 ml，据此可写出反应的热化学方程式。
（3）1 ml N2完全反应放出的热量为eq \f(Q,1×25%) kJ＝4Q kJ，故N2(g)＋
3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－4Q kJ·ml－1。
（4）根据箭头的指向可知a、b、c均为正值。
（5）消耗1 ml NaBH4(s)放热eq \f(21.6,3.8)×38 kJ＝216 kJ。
【答案】（1）AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ·ml－1
（2）C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·ml－1
（3）N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－4Q kJ·ml－1
（4）N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·ml－1
（5）NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g) ΔH＝－216 kJ·ml－1
2．CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗 1 ml CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_________________________。
书写热化学方程式的常见失误点
（1）忽视ΔH的正负。
（2）忽视ΔH的数值与化学计量数有关。化学计量数发生变化时，ΔH的数值要相应变化。
（3）漏写或错写物质的状态。
1．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．已知P(s，白磷)P(s，红磷) ΔHb
D．已知 NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3 kJ·ml−1，则含 40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3 kJ 的热量
2．25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·ml－1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·ml－1。下列热化学方程式书写正确的是
A．2H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
B．KOH(aq)＋eq \f(1,2)H2SO4(aq)===eq \f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
C．C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·ml－1
3．一定条件下，化学反应2H2＋O2===2H2O的能量变化如图所示，则反应的热化学方程式可表示为
A.H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝(a＋b) kJ·ml－1
B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝2(b－a) kJ·ml－1
C.H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ·ml－1
D.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·ml－1
4．.25 ℃、101 kPa下，煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是33 kJ·g－1、143 kJ·g－1、56 kJ·g－1、23 kJ·g－1，则下列热化学方程式正确的是
A.C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－396 kJ·ml－1
B.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－896 kJ·ml－1
C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－286 kJ·ml－1
D.CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝736 kJ·ml－1
5．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·ml－1
B．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·ml－1, 则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·ml－1
C．H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·ml－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·ml－1
D．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·ml－1，则 eq \f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝
－1 400 kJ·ml－1
6．工业生产硫酸的过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 ml SO2、1 ml O2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是
A．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=−196.6 kJ·ml−1
B．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=−98.3 kJ·ml−1
C．SO2(g)+ QUOTE O2(g)SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·ml−1
D．SO2(g)+ QUOTE O2(g)SO3(g) ΔH=−49.2 kJ·ml−1
7．请结合题中数据，写出对应的热化学方程式。
（1）16 g CH3OH(l)与适量O2反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.4 kJ热量。 。
（2）1 ml CH4和足量水蒸气反应生成CO气体和氢气吸收216 kJ热量。 。
（3）1 ml H2和足量Cl2反应生成HCl气体，放出183 kJ热量。 。
（4）25 ℃、101 kPa时，N2(g)和H2(g)反应生成 2 ml NH3(g)，放出92.2 kJ热量。 。
（5）稀溶液中，1 ml H2SO4与NaOH溶液完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示中和热的热化学方程式。 。
（6）25 ℃、101 kPa时，a g C与足量O2反应生成CO2气体时，放出b kJ热量。 。
8．如图甲所示，已知A、B、C都是中学常见的单质，且其中有一种是金属，有一种是气体单质，图示其余物质均是化合物，G是淡黄色的固体，I中A、C两种短周期元素的原子个数之比为1∶2，且图甲中所涉及的反应除③外均是化合反应。
（1）I的化学式为 ，反应③的化学方程式为_______________。
（2）已知反应①、②中每消耗1 ml B时能量的变化分别为Q1 kJ、Q2 kJ，写出由C、B直接反应生成G的热化学方程式 。
（3）450 ℃时，反应B+DE的能量关系如图乙所示(图中反应物的量为理论上恰好生成1 ml E时所对应的量)，则此条件下该反应的反应热为 (填字母)。
a.E2-E1 b.EC-E'C c.E1-E2 d.E1
1．[2019天津卷节选]多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题：
Ⅰ．硅粉与在300℃时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为___________________。的电子式为______________。
2．[2017天津卷节选]0.1 ml Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_________________________。
3．[2016天津卷节选]下表为元素周期表的一部分。
回答下列问题
（4）X与Z两元素的单质反应生成1 ml X的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为−69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式：__________________________。
4．[2016·四川卷节选]工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101 kPa时：
CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=−271 kJ/ml
5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=−937 kJ/ml
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________。
5．[2015天津卷节选]随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母X表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题：
（4）已知1 ml e的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________________。
化学方程式
热化学方程式
化学计量数
整数，既可以表示微粒个数，又可以表示物质的量
既可以是整数也可以是分数，只表示该物质的物质的量
物质状态
不要求注明
必须在化学式后注明
正负号及单位
无
必须注明
意义
表明了化学反应中的物质变化
不仅表明化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化
遵循规律
质量守恒
质量守恒和能量守恒
碳
氮
Y
X
硫
Z
变式拓展
1．【答案】B
【解析】甲烷燃烧是放热反应ΔH