突破反應熱的計算類試題

反應熱是化學反應中能量的轉移或轉化形式之一，對于理解化學反應的本質以及預測和控制反應過程具有重要意義．與反應熱相關的試題不僅是熱力學知識的具體應用，更是對考生邏輯思維和計算能力的全面考查．要想在高考中輕松應對反應熱的計算問題，不僅需要深入理解反應熱的基本原理，還需要掌握一系列實用的計算方法．

１ 掌握蓋斯定律

蓋斯定律被稱為反應熱的加法性原理，它告訴我們，一個化學反應無論是一步完成還是多步完成，其反應熱效應總是相同的．這一原理不僅簡化了復雜反應熱的計算過程，還為我們提供了一種全新的視角來審視化學反應中的能量變化．

例１ （２０２３年全國乙卷，節選）硫酸亞鐵在工農業生產中有許多用途，如可用作農藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等．已知下列熱化學方程式：

FeSO４·７H２O（s）＝FeSO４（s）＋７H２O（g） ΔH１＝a kJ·mol－１， ①

FeSO４·xH２O（s）＝FeSO４（s）＋xH２O（g） ΔH２＝bkJ·mol－１， ②

FeSO４·yH２O（s）＝FeSO４（s）＋yH２O（g） ΔH３＝ckJ·mol－１， ③

則FeSO４ ·７H２O （s）＋ FeSO４ ·yH２O （s）＝２（FeSO４·xH２O）（s）的ΔH ＝____ kJ·mol－１．

解析

根據蓋斯定律，由①＋③－２×②可得目標反應FeSO４·７H２O（s）＋FeSO４·yH２O（s）＝２（FeSO４·xH２O）（s），所以ΔH ＝ （a ＋c －２b ）kJ·mol－１．

蓋斯定律不僅是反應熱計算中的一把利器，更是我們理解化學反應機理的重要工具．通過掌握蓋斯定律，我們不僅可以更加準確地計算反應熱，還能夠深入理解化學反應中的能量變化．因此，我們應該深入學習并熟練掌握蓋斯定律的相關內容，以便更好地應用它來解決實際問題．

２ 利用反應物和生成物的能量計算

反應熱等于生成物的總能量減去反應物的總能量．因此，如果知道反應物和生成物的能量，可以直接計算反應熱，這是一種既直接又有效的方法．這種方法不僅能夠幫助考生快速準確地解決問題，還能夠培養考生的邏輯思維能力和問題解決能力．

例２ 已知：在標準壓強（１００kPa）、２９８K 下，由最穩定的單質合成１mol物質B的反應焓變，叫作物質B的標準摩爾生成焓，用ΔH （kJ·mol－１）表示．有關物質的ΔH 有如圖１所示關系．下列有關判斷正確的是（ ）．

A．H２O（l）的ΔH ＞－２４１.８kJ·mol－１

B．NH３（g）比N２H４（l）穩定

C．N２H４（l）標準燃燒熱為５３４.２kJ·mol－１

D．NO（g）的鍵能大于N２ （g）與O２ （g）的鍵能之和

解析

H２O（g）的能量高于H２O（l），則H２O（l）的ΔH ＜ －２４１.８kJ·mol－１，選項A 錯誤．N２H４（l）的標準摩爾生成焓為＋５０.６kJ·mol－１，NH３（g）的標準摩爾生成焓為－４５.９kJ·mol－１，由能量越低越穩定的原理可知，NH３ 比N２H４（l）穩定，選項B 正確．N２H４ （l）的標準摩爾生成焓為＋５０.６kJ·mol－１，則N２（g）＋２H２（g）?N２H４（l） ΔH ＝＋５０.６kJ·mol－１， ①H２O（g）的標準摩爾生成焓為－２４１.８kJ·mol－１，則２H２（g）＋O２（g）＝２H２O（g） ΔH ＝－４８３.６kJ·mol－１． ②

根據蓋斯定律，由②－①可得反應N２H４ （l）＋O２（g）＝N２（g）＋２H２O（g），但標準燃燒熱是指生成液態水，無法根據題中數據計算，選項C錯誤．NO 的標準摩爾生成焓為＋９１.３kJ·mol－１，則N２ （g）＋O２（g）＝２NO（g）的ΔH ＞０，故NO（g）的鍵能小于N２（g）與O２（g）的鍵能之和，選項D錯誤．答案為B．

解答反應熱相關問題時，需要考生對化學反應的基本概念和能量變化有深入的理解．利用反應物和生成物的能量進行計算．因此，在日常學習中，考生應該注重基礎知識的積累和實踐能力的提升，以便在高考中取得優異的成績．

３ 利用燃燒熱計算

在化學反應中，燃燒熱是一個特定的、重要的能量值，表示單位物質的量的物質完全燃燒時放出的熱量．利用燃燒熱計算反應熱是一種非常實用的方法，尤其在處理涉及多個步驟的復雜反應時．當我們要計算一個復雜反應的反應熱時，可以將這個反應拆分成若干個簡單的反應，根據蓋斯定律，通過各個步驟反應熱的簡單相加或相減得到整個復雜反應的反應熱．

此外，利用燃燒熱計算反應熱時，還需要注意一些細節．例如，要確保所有物質都是在標準狀態下進行反應的，因為非標準狀態下的反應熱可能會有所不同．另外，還要注意反應物和生成物的狀態，因為固態、液態和氣態的物質所放出的熱量是不同的．

例３ （２０２３年海南卷）各相關物質的燃燒熱數據如表１所示．下列熱化學方程式正確的是（ ）．

A．C２H４（g）＋３O２（g）＝２CO２（g）＋２H２O（g） ΔH ＝－１４１１kJ·mol－１

B．C２H６（g）＝C２H４（g）＋H２（g） ΔH ＝－１３７kJ·mol－１

C．H２O（l）＝O２（g）＋H２（g） ΔH ＝＋２８５.８kJ·mol－１

D．C２H６（g）＋７／２O２（g）＝２CO２（g）＋３H２O（l） ΔH ＝－１５５９.８kJ·mol－１

解析

當１mol純物質完全燃燒生成指定產物時，所放出的熱量為燃燒熱．在利用熱化學方程式表示燃燒熱時，方程式中的可燃物必須為１mol，產物為穩定產物．H２O 為氣態時，不是穩定的氧化物，選項A 錯誤．由表１數據可得C２H６（g）＋７／２O２（g）＝２CO２（g）＋３H２O（l） ΔH ＝－１５５９.８kJ·mol－１， ①C２H４（g）＋３O２（g）＝２CO２（g）＋２H２O （l） ΔH ＝－１４１１kJ·mol－１， ②１／２O２（g）＋H２（g）＝H２O （l） ΔH ＝－２８５.８kJ·mol－１， ③依據蓋斯定律，由①－②－③可得反應C２H６（g）＝C２H４（g）＋H２（g），ΔH ＝＋１３７kJ·mol－１，選項B錯誤．由H２ 的燃燒熱為－２８５.８kJ·mol－１可得，１／２O２（g）＋H２（g）＝H２O（l）ΔH ＝－２８５.８kJ·mol－１，則H２O（l）＝１／２O２（g）＋H２（g）ΔH ＝＋２８５.８kJ·mol－１，選項C錯誤．由C２H６ 的燃燒熱為－１５５９.８kJ·mol－１可得，C２H６（g）＋７／２O２（g）＝２CO２（g）＋３H２O（l）的ΔH ＝－１５５９.８kJ·mol－１，選項D正確．答案為D．

利用燃燒熱計算反應熱是一種非常實用的方法．通過明確燃燒熱的概念，將復雜反應拆分成簡單的步驟，并利用蓋斯定律進行計算，我們可以準確地得到整個反應的反應熱．這種方法不僅簡化了計算過程，還提高了計算的準確性，是高考化學中不可或缺的一部分．

綜 上所述，高考中反應熱的計算不僅要求考生具備扎實的理論基礎，還需要靈活運用各種計算方法和策略．通過不斷練習和總結經驗，相信每位考生都可以在高考化學科目中展現出自己的實力，取得優異的成績．

（完）