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專題7 化學能與熱能 全國1 全國2 全國3 北京卷 天津卷 江蘇卷 2018 28（2） 27（1） 28（2） 27（1） 10（2） 20（1） 2017 28 27 28 2016 27 26 27 從上表我們可以看出，近幾年對于化學能與熱能的考查，都是以反應熱的計算為主，對于熱化學方程式的書寫與正誤判斷的考查有所弱化。19年的高考中，反應熱的計算仍是考查的熱點，將在綜合試題中結合實驗以及平衡原理進行考查。 考點一 熱化學方程式的書寫 1.書寫熱化學方程式的“六大”要點： (1)注意ΔH的符號和單位。 若為放熱反應，ΔH為“-”或<0；若為吸熱反應，ΔH為“+”或>0。ΔH的單位為kJmol-1。 (2)注意焓變的測定條件。 絕大多數ΔH是在25℃、101 kPa下測定的，此時可不注明溫度和壓強。 (3)注意熱化學方程式中的化學計量數。 熱化學方程式中的化學計量數僅表示該物質的物質的量。 (4)注意物質的聚集狀態(tài)。 氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。 (5)注意ΔH的數值與符號。 由于ΔH與反應完成時各物質的量有關，如果化學計量數加倍，則ΔH也要加倍?；槟娣磻撵首償抵迪嗤栂喾?。 (6)可逆反應的焓變。 對于可逆反應的焓變(ΔH)是指完全反應時的焓變。 【典例1】【2018北京】近年來，研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現太陽能的轉化與存儲。過程如下： （1）反應Ⅰ：2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJmol－1 反應Ⅲ： S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=－297 kJmol－1 反應Ⅱ的熱化學方程式：________________。 【答案】3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=?254 kJmol?1 【思維建?！? 熱化學方程式書寫與正誤判斷的步驟 (1)書寫一般“五步”。 (2)正誤判斷“五審”。 【誤區(qū)提醒】 書寫熱化學方程式的注意事項 (1)化學計量數只表示物質的量，不是粒子數，計量數可以是分數，計量數最好不都是分數或帶有公約數。(2)ΔH與物質的狀態(tài)有關，不要漏掉狀態(tài)。(3)ΔH與化學計量數成正比，化學計量數變ΔH也變。(4)ΔH的符號、數值和單位不要寫錯或漏掉。(5)反應條件如“高溫”、“催化劑”、“點燃”等不必注明。(6)要注明測定反應熱的條件；反應熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關。因此書寫熱化學方程式時應注明ΔH的測定條件。絕大多數ΔH是在25℃、101kPa下測定的，可不注明溫度和壓強。 考點二、蓋斯定律　反應熱的計算 1.焓變的計算的“四個”依據： (1)依據反應物與生成物的能量計算。ΔH=H(生成物)-H(反應物)。 (2)依據反應物化學鍵斷裂與生成物化學鍵形成過程中的能量變化計算。ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。 (3)利用熱化學方程式進行計算。先寫出熱化學方程式，再根據熱化學方程式所體現的物質之間、物質與焓變之間的關系直接計算焓變。 (4)利用蓋斯定律計算焓變。 ①設計合理的反應途徑。 ②適當加減已知的熱化學方程式，得出待求的熱化學方程式，焓變也要進行相應的加減運算，從而得出待求熱化學方程式的焓變。 ③在進行焓變的計算時，要注意焓變的符號以及焓變與熱化學方程式中化學計量數間的比例關系。 2.焓變比較“六方法”： (1)吸熱反應的ΔH肯定比放熱反應的大。 (2)物質燃燒時，可燃物物質的量越大，燃燒放出的熱量越多。 (3)等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。 (4)產物相同時，氣態(tài)物質燃燒放出的熱量比等量的同種固態(tài)物質燃燒放出的熱量多；反應物相同時，生成液態(tài)物質放出的熱量比生成等量的同種氣態(tài)物質放出的熱量多。 (5)生成等量的水時，強酸和強堿的稀溶液反應比弱酸和強堿(或弱堿和強酸，或弱酸和弱堿)的稀溶液反應放出的熱量多。 (6)對于可逆反應，因反應不能進行完全，實際反應過程中放出或吸收的熱量要小于相應熱化學方程式中的焓變數值。 【典例2】【2018全國1】采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用?；卮鹣铝袉栴} （2）F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應： 其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=∞時，N2O4(g)完全分解）： t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5. 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJmol?1 2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJmol?1 則反應N2O5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJmol?1。 【答案】53.1 【解析】（2）①已知： ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) △H1＝－4.4kJ/mol ⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g) △H2＝－55.3kJ/mol 根據蓋斯定律可知ⅰ2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g) △H1＝＋53.1kJ/mol； 【典例3】【全國2】CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： （1）CH4-CO2催化重整反應為：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。 已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJmol?1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJmol?1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJmol?1 該催化重整反應的ΔH==______ kJmol?1。有利于提高CH4平衡轉化率的條件是____（填標號）。 A．高溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫高壓 D．低溫低壓 某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應，達到平衡時CO2的轉化率是50%，其平衡常數為_______mol2L?2。 【答案】247 A 根據蓋斯定律可知③2－②－①即得到該催化重整反應CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=＋247 kJmol?1。正反應是體積增大的吸熱反應，所以有利于提高CH4平衡轉化率的條件是高溫低壓，答案選A；某溫度下，在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應，達到平衡時CO2的轉化率是50%，根據方程式可知 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) 起始濃度（mol/L） 1 0.5 0 0 轉化濃度（mol/L） 0.25 0.25 0.5 0.5 平衡濃度（mol/L） 0.75 0.25 0.5 0.5 所以其平衡常數為mol2L?2。 【典例4】【2018全國3】28．三氯氫硅（SiHCl3）是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}： （2）SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應： 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJmol?1 3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=?30 kJmol?1 則反應4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJmol?1。 【答案】114 【解析】（2）將第一個方程式擴大3倍，再與第二個方程式相加就可以得到第三個反應的焓變，所以焓變?yōu)?83+(－30)=114kJmol-1。 【典例5】【2018天津】10．CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}： （2）CO2與CH4經催化重整，制得合成氣： CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g) ①已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數據如下： 化學鍵 C—H C=O H—H CO(CO) 鍵能/kJmol?1 413 745 436 1075 則該反應的ΔH=_________。分別在VL恒溫密閉容器A（恒容）、B（恒壓，容積可變）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應達平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______（填“A” 或“B ”）。 【答案】+120 kJmol-1 B 【典例6】【2018江蘇】20.NOx（主要指NO和NO2）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。 （1）用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下： 2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=?116.1 kJmol?1 3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJmol?1 反應3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJmol?1。 【答案】（1）?136.2 【方法指導】 根據蓋斯定律計算ΔH的步驟和方法