反应热常见题型分类例析

2016-04-10陕西马亚楼

教学考试(高考化学) 2016年2期

关键词：盖斯燃烧热热化学

陕西马亚楼

反应热常见题型分类例析

陕西马亚楼

能源问题是社会热点问题，是高考必考知识，其中与反应热有关的判断与计算是高考考查的重点，也是难点。现就其常见的题型分类例析于下：

题型一：反应热化学方程式的正误判断

例1 （2014海南）标准状态下，气态分子断开1mol化学键的焓变为键焓。已知H—H，H—O和O== O键的键焓ΔH分别为436kJ／mol、463kJ／mol和495kJ／mol。下列热化学方程式正确的是（）

A．H2O（g）===H2（g）＋O（g） ΔH＝－485kJ／mol2

B．H2O（g）===H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋485kJ／mol

C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝＋485kJ／mol

D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－485kJ／mol

【解析】由于水分解是吸热反应，应该ΔH＞0，故A错误；ΔH＝2×463kJ／mol－436kJ／mol－×495kJ／mol＝ 242．5kJ／mol，故B错误；氢气燃烧放热，应该ΔH＜0，故C错误；ΔH＝2×436kJ／mol＋495kJ／mol－4×463kJ／mol＝－485kJ／mol，故D正确。

【答案】D

评注：本题考查热化学方程式的书写、反应热的计算，题目难度中等，注意掌握热化学方程式的书写原则，明确化学键与化学反应中能量变化的关系是解这类试题的关键。

题型二：反应过程中能量的判断

例2 （2013上海模拟）反应A＋B→C（ΔH＜0）分两步进行①A＋B→X（ΔH＞0） ②X→C（ΔH＜0）下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（）

【解析】由反应A＋B→C（ΔH＜0）分两步进行①A＋B→X（ΔH＞0） ②X→C（ΔH＜0）可以看出，A＋B→C（ΔH＜0）是放热反应，A和B的能量之和大于C，由①A＋B→X（ΔH＞0）可知这步反应是吸热反应，X→C（ΔH＜0）是放热反应，故X的能量大于A＋B；A＋B的能量大于C；X的能量大于C，图象B符合。

【答案】B

题型三：已知热效应，求（或比较）其他热效应

例3 （2014全国新课标卷Ⅱ）室温下，将1mol的Cu－SO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4· 5H2O（s）CuSO（s）＋5HO（l），热效应为ΔH。则下列判断正确的是（）

A．ΔH2＞ΔH3B．ΔH1＜ΔH3

C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3

【解析】根据题意，发生反应的热化学方程式分别如下：

CuSO4·5H2O（s）溶于水（溶液温度降低，该过程为吸热过程）：

根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。由上述分析可知，ΔH2＜0，ΔH3＞0，所以A错误；ΔH3＝ΔH1－ΔH2（又ΔH2＜0），所以ΔH3＞ΔH1，B正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，所以C错误；ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D也错误。故该题选B。

【答案】B

例4 （2014江苏）已知：

C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1

CO2（g）＋C（s）===2CO（g） ΔH2

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH3

4Fe（s）＋3O3（g）===2Fe2O3（s） ΔH4

3CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）＋2Fe（s） ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是（）

A．ΔH1＞0，ΔH3＜0B．ΔH2＞0，ΔH4＞0

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

【解析】本题主要考查盖斯定律的应用。根据反应特点，碳燃烧放热，故ΔH1＜0，二氧化碳和碳反应吸热，因而ΔH2＞0，CO燃烧放热，ΔH3＜0，铁和氧气反应放热ΔH4＜0，CO还原氧化铁放热，ΔH5＜0；根据盖斯定律有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3即C正确；根据反应3ΔH3＝2ΔH4＋2ΔH3，故D错误。该题选C。

【答案】C

题型四：已知反应热求热量

例5 （2015海南）已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215kJ／mol，若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水，则放出的热量约为（）

A．55kJ B．220kJ

C．550kJ D．1 108kJ

【解析】由丙烷分子式是C3H8，燃烧热为ΔH＝－2 215kJ／mol，可知1mol丙烷完全燃烧会产生4mol水，放热2 215kJ。丙烷完全燃烧产生1．8g水，物质的量为0．1mol，消耗丙烷的物质的量为0．025mol，所以反应放出的热量是Q＝0．025mol×2 215kJ／mol＝55．375kJ，因此大约数值与选项A接近。故答案为A。

【答案】A

评注：这类试题解题的关键是理解燃烧热的含义和燃烧物质的物质的量，利用公式Q＝q×n。

题型五：已知键能求反应热

例6 （2011重庆）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中存在S—F键。已知1mol S（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH为（）

A．－1 780kJ／mol B．－1 220kJ／mol C．－450kJ／mol D．＋430kJ／mol

【解析】本题考查反应热的计算。已知S（s）===S（g）ΔH＝＋280kJ；断裂1mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则1mol S—F形成时需放出330kJ的能量，而1mol SF6中含有6mol的S—F键，1mol F2中含有1mol F—F，故S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH＝－（330×6－280－3×160）＝－1 220kJ／mol。

【答案】B

评注：这类试题解题的关键是根据化学方程式，找出对应的化学键和物质的量，然后运用反应热＝反应物的键能－生成物的键能，进行计算即可。

题型六：利用盖斯定律计算

例7 （2015重庆）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g） ΔH＝xkJ／mol。已知硫的燃烧热ΔH1＝akJ／mol，S（s）＋2K（s）===K2S（s） ΔH2＝b kJ／mol，2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s） ΔH3＝c kJ／mol。则x为（）

A．3a＋b－c B．c－3a－b

C．a＋b－c D．c－a－b

【解析】本题主要考查盖斯定律的应用。已知硫的燃烧热ΔH1＝akJ／mol，可知硫燃烧的热化学方程式为

①S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1＝akJ／mol；

②S（s）＋2K（s）===K2S（s） ΔH2＝b kJ／mol；

③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s） ΔH3＝c kJ／mol。

根据盖斯定律可得：ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。

【答案】A