备战2021 高考化学 考点30 热化学方程式的书写与判断（原卷版）

备战2021 高考化学 考点30 热化学方程式的书写与判断（原卷版）

考点 30 热化学方程式的书写与判断 1．定义 表示参加反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。 2．意义 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如 H2(g)+ 1 2 O2(g) H2O(g) ΔH=−241.8 kJ·mol−1 表示的意义为 1 mol H2(g)和 1 2 mol O2(g)反应生成 1 mol H2O(g)时放出 241.8 kJ 的热量。 3．热化学方程式的书写与判断 （1）热化学方程式的书写步骤 步骤 1 写方程——写出配平的化学方程式； 步骤 2 标状态——用“s”、“l”、“g”、“aq”标明物质的聚集状态； 步骤 3 标条件——标明反应物的温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注)； 步骤 4 标ΔH——在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH 的“+”或“−”； 步骤 5 标数值——根据化学计量数计算写出ΔH 的数值及单位。ΔH 的单位一般为 kJ·mol−1。 （2）热化学方程式的判断 ①检查是否标明聚集状态。 ②检查ΔH 的“+”“−”是否与吸热、放热一致。 ③反应热ΔH 的单位是否为“kJ·mol−1”。 ④检查ΔH 的数值是否与反应物或生成物的物质的量一致。 ⑤表示燃烧热的热化学方程式，还要注意是否生成了稳定的氧化物。 书写热化学方程式的注意事项 （1）注意测定的条件：需注明反应热测定的温度和压强，如不注明条件，即指 25℃，1.01×105 Pa。 （2）注意ΔH 的标注：化学方程式的右边必须写上ΔH，若为吸热反应，ΔH 为“+”，若为放热反应，ΔH 为“−”，单位一般为 kJ/mol 或 kJ·mol−1；根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH 的数值 也加倍；若反应逆向进行，则ΔH 改变符号，但绝对值不变。 （3）注意物质的聚集状态：反应热的数值和符号与反应物和生成物的聚集状态有关，因此必须注明物 质的聚集状态（s、l、g、aq）才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不需要标出“↑”和“↓”。 （4）注意化学计量数：热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分 数；而普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整 数，不能为分数。 （5）注意ΔH 单位的意义：热化学方程式中，ΔH 的单位为 kJ·mol−1。这里的“mol−1”不表示具体物质， 而是表示“1 mol 反应”或“1 mol 反应进度”，指“1 mol 特定的反应组合”。如“H2(g)+ 1 2 O2(g) H2O（1） ΔH=−285. 8 kJ·mol−1”，“1 mol 反应”指“1 mol H2(g)与 1 2 mol O2(g)生成 1 mol H2O(l)”这一特定反应组合。 （6）注意可逆反应ΔH 的意义：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH 都表示反应进行到底时 的能量变化。 4．化学方程式与热化学方程式的比较 化学方程式 热化学方程式 化学计量数 整数，既可以表示微粒个数，又可以 表示物质的量 既可以是整数也可以是分数，只表 示该物质的物质的量 物质状态 不要求注明 必须在化学式后注明 正负号及单位 无 必须注明 意义 表明了化学反应中的物质变化 不仅表明化学反应中的物质变化， 还表明了化学反应中的能量变化 遵循规律 质量守恒 质量守恒和能量守恒 考向一 热化学方程式的正误判断 典例 1 铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前 景。实验室中可利用 FeCO3 和 O2 为原料制备少量铁红，每生成 160g 固体铁红放出 130kJ 热量，则下列有 关该反应的热化学方程式书写正确的是 A．2FeCO3(s)+O2 (g) =Fe2O3(s)+2CO2(g) △ H＝-130 kJ/mol B．4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △ H＝+260 kJ/mol C．4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △ H＝-260 kJ/mol D．4 FeCO3(s)＋O2 (g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △ H＝+130 kJ/mol 1．标准状况下，气态分子断开 1 mol 化学键的焓变称为键焓。已知 H—H、H—O 和 O===O 键的键焓ΔH 分别为 436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1 和 495 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是 A．H2O (g)=== H2(g)＋1 2O2(g) ΔH＝ －485 kJ·mol－1 B．H2O (g)===H2(g)＋1 2O2(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋ O2 (g)===2H2O(g) ΔH ＝ ＋485 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g) ΔH＝ －485 kJ·mol－1 判断热化学方程式正误的“五审” 考向二 书写热化学方程式 典例 2 根据信息书写热化学方程式 （1）化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题： 已知 AX3 的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和 76 ℃，AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与气体 X2 反应生 成 1 mol AX5，放出热量 123.8 kJ。该反应的热化学方程式为________________________。 （2）在 25 ℃、101 kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 Q kJ，其燃烧生成的 CO2 用过量 饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO3 沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为______________________。 （3）在一定条件下，将 1 mol N2 和 3 mol H2 充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时 N2 的 转化率为 25%，放出 Q kJ 的热量，写出 N2 与 H2 反应的热化学方程式为_______________________。 （4）化学反应 N2＋3H2 2NH3 的能量变化如图所示 试写出 N2(g)和 H2(g)反应生成 NH3(l)的热化学方程式：__________。 （5）NaBH4(s)与 H2O(l)反应生成 NaBO2(s)和氢气，在 25 ℃、101 kPa 下，已知每消耗 3.8 g NaBH4(s) 放热 21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_________________________________。 2．CuCl(s)与 O2 反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25 ℃、101 kPa 下，已知该反应每消耗 1 mol CuCl(s)， 放热 44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_________________________。 书写热化学方程式的常见失误点 （1）忽视ΔH 的正负。 （2）忽视ΔH 的数值与化学计量数有关。化学计量数发生变化时，ΔH 的数值要相应变化。 （3）漏写或错写物质的状态。 1．如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( ) A．由 MgCl2 制取 Mg 是放热过程 B．热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2 C．常温下氧化性：F2b D．已知 NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3 kJ·mol−1，则含 40.0 g NaOH 的稀溶液与稀醋酸 完全中和，放出小于 57.3 kJ 的热量 4．一定条件下，化学反应 2H2＋O2===2H2O 的能量变化如图所示，则反应的热化学方程式可表示为 A.H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g) ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1 B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1 C.H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ·mol－1 D.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1 5．.25 ℃、101 kPa 下，煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物 质完全燃烧所放出的热量)依次是 33 kJ·g－1、143 kJ·g－1、56 kJ·g－1、23 kJ·g－1，则下列热化学方程式正确 的是 A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－396 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－896 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1 D．CH3OH(l)＋3 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝736 kJ·mol－1 6．工业生产硫酸的过程中，SO2 在接触室中被催化氧化为 SO3 气体，已知该反应为放热反应。现将 2 mol SO2、 1 mol O2 充入一密闭容器中充分反应后，放出热量 98.3 kJ，此时测得 SO2 的转化率为 50%，则下列热化 学方程式正确的是 A．2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=−196.6 kJ·mol−1 B．2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=−98.3 kJ·mol−1 C．SO2(g)+ 1 2 O2(g) SO3(g) ΔH=+98.3 kJ·mol−1 D．SO2(g)+ 1 2 O2(g) SO3(g) ΔH=−49.2 kJ·mol−1 7．请结合题中数据，写出对应的热化学方程式。 （1）16 g CH3OH(l)与适量 O2 反应，生成 CO2(g)和 H2O(l)，放出 683.4 kJ 热量。 。 （2）1 mol CH4 和足量水蒸气反应生成 CO 气体和氢气吸收 216 kJ 热量。 。 （3）1 mol H2 和足量 Cl2 反应生成 HCl 气体，放出 183 kJ 热量。 。 （4）25 ℃、101 kPa 时，N2(g)和 H2(g)反应生成 2 mol NH3(g)，放出 92.2 kJ 热量。 。 （5）稀溶液中，1 mol H2SO4 与 NaOH 溶液完全反应时，放出 114.6 kJ 热量，写出表示中和热的热化学 方程式。 。 （6）25 ℃、101 kPa 时，a g C 与足量 O2 反应生成 CO2 气体时，放出 b kJ 热量。 。 1．[2019 天津卷节选]多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。 回答下列问题： Ⅰ．硅粉与 HCl 在 300℃时反应生成 31mol SiHCl 气体和 2H ，放出 225kJ 热量，该反应的热化学方程式 为___________________。 3SiHCl 的电子式为______________。 2．[2017 天津卷节选]0.1 mol Cl2 与焦炭、TiO2 完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO2·xH2O 的 液态化合物，放热 4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_________________________。 3．[2016 天津卷节选]下表为元素周期表的一部分。 碳 氮 Y X 硫 Z 回答下列问题 （4）X 与 Z 两元素的单质反应生成 1 mol X 的最高价化合物，恢复至室温，放热 687 kJ，已知该化合物 的熔、沸点分别为−69℃和 58℃，写出该反应的热化学方程式：__________________________。 4．[2016·四川卷节选]工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知 25℃，101 kPa 时： CaO(s)+H2SO4(l) CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=−271 kJ/mol 5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g) Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=−937 kJ/mol 则 Ca5(PO4)3F 和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________。 5．[2015 天津卷节选]随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母 X 表示）原子半径的相对大小、最高正 价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题： （4）已知 1 mol e 的单质在足量 d2 中燃烧，恢复至室温，放出 255.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方 程式：___________________。