例析化學反應中的能量變化在高考中的考查方式

吳書亮

[摘 要]化學反應中的能量變化是江蘇化學高考的一個重點，也是一個難點。高考中常見的考點主要有對反應熱（焓變）等概念的考查、對熱化學方程式的書寫與正誤判斷的考查、對反應熱大小比較的考查、對反應熱計算的考查、對蓋斯定律應用的考查。

[關鍵詞]化學反應；能量變化；考查方式；高考化學

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）17-0071-02

化學反應中的能量變化是江蘇化學高考命題的一個熱點。《2018年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試化學科說明》要求學生知道化學變化中常見的能量轉(zhuǎn)化形式，能說明化學變化中能量轉(zhuǎn)化的主要原因，了解吸熱反應、放熱反應、反應熱（焓變）等概念，能正確書寫熱化學方程式，能根據(jù)蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。高考考查這部分知識，利于倡導國民提高“節(jié)能減排”的意識，樹立“綠水青山就是金山銀山”的意識。筆者現(xiàn)就高考中該部分內(nèi)容的一些常見考查方式做一個小結，希望能給師生帶來幫助。

考點一 對反應熱（焓變）等概念的考查

考點點擊：在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量稱為化學反應的反應熱；在恒溫、恒壓的條件下，化學反應過程中吸收或釋放的熱量稱為反應的焓變，用ΔH表示；在化學反應中能量的變化通常以熱量等形式表現(xiàn)出來，吸收熱量的反應稱為吸熱反應，吸熱反應的ΔH>0，放出熱量的反應稱為放熱反應，放熱反應的ΔH<0。

【例1】下列說法正確的是（ ）。

A.需要加熱的反應都是吸熱反應

B.CO（g）的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1，則2CO2（g） =2CO（g）+O2（g）反應的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1

C.動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)化成化學能的過程

D.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

解析：反應是否需要加熱與該反應的熱效應無關，很多需要加熱的反應，如燃燒反應都是放熱反應，A錯誤；CO（g）燃燒熱是283.0 kJ·mol-1，即CO（g）+1/2O2（g）=CO（g）的反應的ΔH=-283.0 kJ·mol-1，故該反應的逆反應的ΔH=+283.0 kJ·mol-1，B正確。動物體內(nèi)葡萄糖的氧化反應為動物提供了能量，是化學能轉(zhuǎn)化成熱能的過程，C錯誤；燃燒熱是指在一定條件下（25℃、101 kPa），1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物（如水為液態(tài)、碳氧化成CO2）所放出的熱量，D錯誤。

答案：B。

點評：解答此類問題時，首先要弄清楚概念的內(nèi)涵和外延，抓住概念中的關鍵字詞進行準確判斷。

注意：①燃燒熱定義中的“完全燃燒”是指物質(zhì)中的下列元素轉(zhuǎn)變?yōu)閷奈镔|(zhì)與狀態(tài)：如C→CO2（g），H→H2O（l），S→SO2（g）等。②燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此書寫熱化學方程式時，應以燃燒1mol物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)或增加相應的倍數(shù)。③對于中和熱、燃燒熱，用文字描述時不帶負號，但其焓變（ΔH）是負值。

考點二 對熱化學方程式的書寫與正誤判斷的考查

考點點擊：熱化學方程式書寫步驟如下：一寫方程式，即寫出配平的化學方程式；二標狀態(tài)，即用g、l、s、aq表明物質(zhì)的聚集狀態(tài)；三標條件，即標明反應的溫度和壓強，如為常溫常壓，則不需注明；四標ΔH，即在方程式后寫ΔH并注明“+”或“-”；五標數(shù)值，即根據(jù)化學計量數(shù)計算寫出ΔH的值。

點評：解此類題的要點：①放熱反應ΔH為“-”，吸熱反應ΔH為“+”，單位一定為kJ·mol-1，英文字母g、l、s分別表示氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。②反應熱的數(shù)值必須與化學計量數(shù)相對應，即ΔH與化學計量數(shù)成正比。③熱化學方程式不必注明“↑”或“↓”，也不必注明反應條件。

注意：判斷熱化學方程式正誤時主要抓住物質(zhì)的狀態(tài)和反應熱的大小來進行。

考點三 對反應熱大小比較的考查

考點點擊：反應熱的大小一般從以下幾個方面加以比較：一是物質(zhì)的反應程度，反應程度越大，能量變化越多；二是物質(zhì)的聚集狀態(tài)，通常是氣體>液體>固體；三是反應的類型，吸熱反應的ΔH為正值，而放熱反應的ΔH為負值；四是方程式的化學計量數(shù)，化學計量數(shù)如果呈倍數(shù)關系，則ΔH也呈相應的倍數(shù)關系。

解析：碳完全燃燒放出的熱量多，但放熱越多，ΔH越小，因此①中的ΔH前者小于后者；固態(tài)S的能量低于氣態(tài)S的能量，所以氣態(tài)S燃燒放出的熱量多，則②中的ΔH前者大于后者；③中前者是1 mol氫氣，后者是2 mol氫氣，所以后者放熱多，則ΔH前者大于后者；④中前者是吸熱反應，后者是放熱反應，所以ΔH前者大于后者。

答案：C。

點評：化學反應中ΔH大小比較時要充分考慮以下幾個方面：1.物質(zhì)所處的狀態(tài)；2.反應是吸熱還是放熱；3.化學計量數(shù)等。

考點四 對反應熱計算的考查

考點點擊：計算ΔH的方法通常有兩種：方法一，ΔH =生成物具有的總能量-反應物具有的總能量；方法二，ΔH=反應物總鍵能（斷開舊化學鍵吸收的總能量）-生成物總鍵能（生成新化學鍵釋放的總能量）。

點評：常見反應熱計算類型：根據(jù)燃燒熱的數(shù)據(jù)進行計算、根據(jù)鍵能進行計算、利用蓋斯定律進行計算，比較難的是利用鍵能進行計算。

注意：利用鍵能計算反應熱時一定要弄清各物質(zhì)中鍵的個數(shù)。

考點五 對蓋斯定律應用的考查

考點點擊：蓋斯定律可以表示為：

點評：找出目標熱化學方程式中各物質(zhì)在已知熱化學方程式中的位置；根據(jù)目標熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)和位置對已知熱化學方程式進行處理，得到變形后的新熱化學方程式；將新熱化學方程式進行加減（反應熱也需相應加減）得到目標熱化學方程式。

注意：題目中所給的熱化學方程式不一定都要用到。

總之，隨著課程改革的推進，結合社會生產(chǎn)生活實際，依托當今社會熱點問題，如能源問題、環(huán)境污染問題等為背景材料設置問題，這類問題能較好地考查學生分析問題、應用所學知識解決實際問題的能力，主要以選擇題、填空題、計算題等形式進行考查。試題除在選擇題中直接考查對能量轉(zhuǎn)化的判斷、對吸放熱的判斷、對反應熱的內(nèi)涵的理解外，更重要的是以熱化學方程式的書寫為載體，對應用蓋斯定律進行簡單計算以及各種平衡體系中的熱效應等進行綜合考查。因此，在平時學習中學生要注意總結，多積累基礎知識，提高基本技能，有針對性地加強訓練。

（責任編輯 羅 艷）