2025化學步步高二輪專題復習專題五　主觀題突破1　熱化學方程式的書寫與焓變的計算

熱化學方程式的書寫與焓變的計算1.計算反應熱的方法(1)根據(jù)物質(zhì)能量的變化計算①ΔH=E(生成物的總能量)-E(反應物的總能量)②從活化能角度分析計算ΔH=Ea(正反應的活化能)-Ea(逆反應的活化能)(2)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算ΔH=E(反應物的鍵能總和)-E(生成物的鍵能總和)(3)根據(jù)蓋斯定律計算①思維模型②反應熱計算技巧同邊加號異邊負，焓的變化跟系數(shù)。2.熱化學方程式書寫注意事項(1)注意ΔH符號及單位：逆反應的反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，但符號相反。(2)注意熱化學方程式中的化學計量數(shù)，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。(3)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。對于具有同素異形體的物質(zhì)，除了要注明聚集狀態(tài)外，還要注明物質(zhì)的名稱。(4)熱化學方程式中可不寫反應條件，不用“↑”和“↓”。1.[2024·安徽，17(1)]C2H6氧化脫氫反應：2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g)ΔH1=-209.8kJ·mol-1C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2=+178.1kJ·mol-1計算：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH3=kJ·mol-1。

答案-566解析將兩個反應依次標號為反應①和反應②，反應①-反應②×2可得目標反應，根據(jù)蓋斯定律知ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8kJ·mol-1-178.1kJ·mol-1×2)=-566kJ·mol-1。2.[2024·湖南，18(1)]丙烯腈(CH2CHCN)是一種重要的化工原料。工業(yè)上以N2為載氣，用TiO2作催化劑生產(chǎn)CH2CHCN的流程如下：已知：①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應溫度恒定；②反應釜Ⅰ中發(fā)生的反應：?。篐OCH2CH2COOC2H5(g)→CH2CHCOOC2H5(g)+H2O(g)ΔH1③反應釜Ⅱ中發(fā)生的反應：ⅱ：CH2CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2CHCONH2(g)+C2H5OH(g)ΔH2ⅲ：CH2CHCONH2(g)→CH2CHCN(g)+H2O(g)ΔH3④在此生產(chǎn)條件下，酯類物質(zhì)可能發(fā)生水解。總反應HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代數(shù)式表示)。

答案ΔH1+ΔH2+ΔH3解析根據(jù)蓋斯定律，由反應ⅰ+反應ⅱ+反應ⅲ得HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。3.[2024·河北，17(1)①]硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑，工業(yè)上制備原理如下：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH=-67.59kJ·mol-1。若正反應的活化能為E正kJ·mol-1，則逆反應的活化能E逆=kJ·mol-1(用含E正的代數(shù)式表示)。

答案E正+67.59解析根據(jù)反應熱與活化能E正和E逆關(guān)系ΔH=E正-E逆可知，該反應的E逆=[E正-(-67.59)]kJ·mol-1=(E正+67.59)kJ·mol-1。4.[2023·新課標卷，29(1)]根據(jù)圖示數(shù)據(jù)計算反應12N2(g)+32H2(g)=NH3(g)的ΔH=kJ·mol答案-45解析在化學反應中，斷開化學鍵要消耗能量，形成化學鍵要釋放能量，反應的焓變等于反應物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖中數(shù)據(jù)可知，反應12N2(g)+32H2(g)=NH3(g)的ΔH=(473+654-436-397-339)kJ·mol-1=-45kJ·mol5.[2023·湖南，16(1)]已知下列反應的熱化學方程式：①C6H5C2H5(g)+212O2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=-4386.9kJ·mol②C6H5CHCH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-4263.1kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)=H2O(g)ΔH3=-241.8kJ·mol計算反應④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1。

答案+118解析根據(jù)蓋斯定律，將①-②-③可得C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)ΔH4=-4386.9kJ·mol-1-(-4263.1kJ·mol-1)-(-241.8kJ·mol-1)=+118kJ·mol-1。6.[2023·河北，17(1)]已知：1mol物質(zhì)中的化學鍵斷裂時所需能量如下表。物質(zhì)N2(g)O2(g)NO(g)能量/kJ945498631恒溫下，將1mol空氣(N2和O2的體積分數(shù)分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為VL的恒容密閉容器中，假設(shè)體系中只存在如下兩個反應：ⅰ.N2(g)+O2(g)2NO(g)K1ΔH1ⅱ.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K2ΔH2=-114kJ·mol-1ΔH1=kJ·mol-1。

答案+181解析ΔH1=反應物總鍵能-生成物總鍵能=(945kJ·mol-1+498kJ·mol-1)-2×631kJ·mol-1=+181kJ·mol-1。題型突破練[分值：50分]1.(4分)(2023·廣東湛江模擬)我國在二氧化碳催化加氫合成甲醇上取得了突破性進展，有關(guān)反應如下：反應ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.6kJ·mol-1反應ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ·mol-1CO(g)和H2(g)合成CH3OH(g)的熱化學方程式為

。

答案CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.6kJ·mol-12.(4分)實驗室可用KClO3分解制取O2，KClO3受熱分解的反應分兩步進行：Ⅰ.4KClO3(s)=3KClO4(s)+KCl(s)Ⅱ.KClO4(s)=KCl(s)+2O2(g)已知：①K(s)+12Cl2(g)=KCl(s)ΔH=-437kJ·mol②K(s)+12Cl2(g)+32O2(g)=KClO3(s)ΔH③K(s)+12Cl2(g)+2O2(g)=KClO4(s)ΔH=-433kJ·mol則反應4KClO3(s)=3KClO4(s)+KCl(s)的ΔH=kJ·mol-1。

答案-144解析①K(s)+12Cl2(g)=KCl(s)ΔH=-437kJ·mol-1；②K(s)+12Cl2(g)+32O2(g)=KClO3(s)ΔH=-398kJ·mol-1；③K(s)+12Cl2(g)+2O2(g)=KClO4(s)ΔH=-433kJ·mol-1，依據(jù)蓋斯定律將①+③×3-②×4得到4KClO3(s)=3KClO4(s)+KCl(s)的ΔH=-1443.(4分)(2023·福建莆田模擬)CO2可用于人工合成淀粉，其中前兩步的反應如圖所示。已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3，則CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g)的ΔH=(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。

答案ΔH1+ΔH2-12ΔH解析根據(jù)分步變化，寫出熱化學方程式：①CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g)ΔH1②CH3OH(g)+12O2(g)=H2O(l)+HCHO(g)ΔH③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3由蓋斯定律可知，①+②-12×③得CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g)，則ΔH=ΔH1+ΔH2-12ΔH4.(4分)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如圖。已知：反應Ⅱ：H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)ΔH2=+327kJ·mol反應Ⅲ：2HI(aq)=H2(g)+I2(g)ΔH3=+172kJ·mol-1反應Ⅳ：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH4=+572kJ·mol-1則反應Ⅰ：SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)ΔH=。

答案-213kJ·mol-1解析根據(jù)蓋斯定律，將Ⅳ×12-Ⅱ-Ⅲ得反應SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)ΔH=-213kJ·mol-15.(4分)利用CO2與CH4制備合成氣CO、H2，可能的反應歷程如圖所示：說明：C(ads)為吸附性活性炭，E表示方框中物質(zhì)的總能量(單位：kJ)，TS表示過渡態(tài)。制備合成氣CO、H2總反應的熱化學方程式為

。

答案CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=(E5-E1)kJ·mol-1解析根據(jù)ΔH=生成物總能量-反應物總能量，則ΔH=(E5-E1)kJ·mol-1。6.(4分)異丁烷直接脫氫制備異丁烯，反應為CH3CH(CH3)2(g)CH2C(CH3)2(g)+H2(g)ΔH。根據(jù)下列鍵能數(shù)據(jù)，計算該反應的ΔH=kJ·mol-1。

化學鍵C—CCCC—HH—H鍵能/(kJ·mol-1)348615413436答案+123解析ΔH=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和，除去異丁烷和異丁烯中相同的化學鍵，則反應的ΔH=(413×2kJ·mol-1+348kJ·mol-1)-615kJ·mol-1-436kJ·mol-1=+123kJ·mol-1。7.(4分)為了減緩溫室效應，實現(xiàn)碳中和目標，可將CO2轉(zhuǎn)化為甲醚、甲醇等產(chǎn)品。CO2與H2制甲醚(CH3OCH3)的主要反應如下：Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.7kJ·mol-1Ⅲ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-23.5kJ·mol-1則總反應2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH=。

答案-122.5kJ·mol-1解析由蓋斯定律可知，反應Ⅰ×2+反應Ⅱ×2+反應Ⅲ可得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1×2-90.7kJ·mol-1×2-23.5kJ·mol-1=-122.5kJ·mol-1。8.(4分)三氯甲硅烷(SiHCl3)是生產(chǎn)多晶硅的原料，工業(yè)合成SiHCl3體系中同時存在如下反應：反應Ⅰ：Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH1=-141.8kJ·mol-1反應Ⅱ：Si(s)+4HCl(g)SiCl4(g)+2H2(g)ΔH2反應Ⅲ：SiHCl3(g)+HCl(g)SiCl4(g)+H2(g)ΔH3部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：化學鍵Si—HH—ClSi—ClH—H鍵能/(kJ·mol-1)318431360436則ΔH3=kJ·mol-1。

答案-47解析ΔH=反應物總鍵能-生成物總鍵能，ΔH3=(318+3×360+431-4×360-436)kJ·mol-1=-47kJ·mol-1。9.(8分)(2024·安徽1月適應性測試)丙烷價格低廉且產(chǎn)量大，而丙烯及其衍生物具有較高的經(jīng)濟附加值，因此丙烷脫氫制丙烯具有重要的價值?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知下列反應的熱化學方程式：①直接脫氫：CH3CH2CH3(g)=CH2CHCH3(g)+H2(g)ΔH1=+123.8kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-483.6kJ·mol-1計算O2氧化丙烷脫氫反應③CH3CH2CH3(g)+12O2(g)=CH2CHCH3(g)+H2O(g)的ΔH3=kJ·mol-1(2)已知下列鍵能數(shù)據(jù)，結(jié)合反應①數(shù)據(jù)，計算CC的鍵能是kJ·mol-1。

化學鍵C—CC—HH—H鍵能/(kJ·mol-1)347.7413.4436.0答案(1)-118(2)614.7解析(1)反應③=反應①+12×反應②，即ΔH3=ΔH1+12ΔH2=(+123.8-12×483.6)kJ·mol-1=-118kJ·mol-1。(2)設(shè)CC的鍵能是xkJ·mol-1，根據(jù)ΔH=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和，可得ΔH1=[2×347.7+8×413.4-(x+347.7+6×413.4+436.0)]kJ·mol-1=+123.8kJ·mol-1，解得10.(5分)常用作有機合成與生物化學中間體，可由脫氫制得，體系中同時發(fā)生如下反應：反應Ⅰ：ΔH1>0反應Ⅱ：ΔH2>0在T℃，恒壓密閉容器中只發(fā)生反應Ⅰ。初始通入0.2mol(g)和1molH2(g)，達平衡時，體系向環(huán)境放熱akJ；若初始加入0.8mol，達平衡時，體系向環(huán)境吸熱bkJ。則ΔH1=kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。

答案5a+54解析通入0.2mol(g)和1molH2(g)，達平衡時，體系向環(huán)境放熱akJ，則當通入1mol(g)和5molH2(g)，體系向環(huán)境放熱5akJ；當加入0.8mol，達平衡時，