突破反应热的计算类试题

反应热是化学反应中能量的转移或转化形式之一，对于理解化学反应的本质以及预测和控制反应过程具有重要意义．与反应热相关的试题不仅是热力学知识的具体应用，更是对考生逻辑思维和计算能力的全面考查．要想在高考中轻松应对反应热的计算问题，不仅需要深入理解反应热的基本原理，还需要掌握一系列实用的计算方法．

１ 掌握盖斯定律

盖斯定律被称为反应热的加法性原理，它告诉我们，一个化学反应无论是一步完成还是多步完成，其反应热效应总是相同的．这一原理不仅简化了复杂反应热的计算过程，还为我们提供了一种全新的视角来审视化学反应中的能量变化．

例１ （２０２３年全国乙卷，节选）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等．已知下列热化学方程式：

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

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

解析

根据盖斯定律，由①＋③－２×②可得目标反应FeSO４·７H２O（s）＋FeSO４·yH２O（s）＝２（FeSO４·xH２O）（s），所以ΔH ＝ （a ＋c －２b ）kJ·mol－１．

盖斯定律不仅是反应热计算中的一把利器，更是我们理解化学反应机理的重要工具．通过掌握盖斯定律，我们不仅可以更加准确地计算反应热，还能够深入理解化学反应中的能量变化．因此，我们应该深入学习并熟练掌握盖斯定律的相关内容，以便更好地应用它来解决实际问题．

２ 利用反应物和生成物的能量计算

反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量．因此，如果知道反应物和生成物的能量，可以直接计算反应热，这是一种既直接又有效的方法．这种方法不仅能够帮助考生快速准确地解决问题，还能够培养考生的逻辑思维能力和问题解决能力．

例２ 已知：在标准压强（１００kPa）、２９８K 下，由最稳定的单质合成１mol物质B的反应焓变，叫作物质B的标准摩尔生成焓，用ΔH （kJ·mol－１）表示．有关物质的ΔH 有如图１所示关系．下列有关判断正确的是（ ）．

A．H２O（l）的ΔH ＞－２４１.８kJ·mol－１

B．NH３（g）比N２H４（l）稳定

C．N２H４（l）标准燃烧热为５３４.２kJ·mol－１

D．NO（g）的键能大于N２ （g）与O２ （g）的键能之和

解析

H２O（g）的能量高于H２O（l），则H２O（l）的ΔH ＜ －２４１.８kJ·mol－１，选项A 错误．N２H４（l）的标准摩尔生成焓为＋５０.６kJ·mol－１，NH３（g）的标准摩尔生成焓为－４５.９kJ·mol－１，由能量越低越稳定的原理可知，NH３ 比N２H４（l）稳定，选项B 正确．N２H４ （l）的标准摩尔生成焓为＋５０.６kJ·mol－１，则N２（g）＋２H２（g）⇌N２H４（l） ΔH ＝＋５０.６kJ·mol－１， ①H２O（g）的标准摩尔生成焓为－２４１.８kJ·mol－１，则２H２（g）＋O２（g）＝２H２O（g） ΔH ＝－４８３.６kJ·mol－１． ②

根据盖斯定律，由②－①可得反应N２H４ （l）＋O２（g）＝N２（g）＋２H２O（g），但标准燃烧热是指生成液态水，无法根据题中数据计算，选项C错误．NO 的标准摩尔生成焓为＋９１.３kJ·mol－１，则N２ （g）＋O２（g）＝２NO（g）的ΔH ＞０，故NO（g）的键能小于N２（g）与O２（g）的键能之和，选项D错误．答案为B．

解答反应热相关问题时，需要考生对化学反应的基本概念和能量变化有深入的理解．利用反应物和生成物的能量进行计算．因此，在日常学习中，考生应该注重基础知识的积累和实践能力的提升，以便在高考中取得优异的成绩．

３ 利用燃烧热计算

在化学反应中，燃烧热是一个特定的、重要的能量值，表示单位物质的量的物质完全燃烧时放出的热量．利用燃烧热计算反应热是一种非常实用的方法，尤其在处理涉及多个步骤的复杂反应时．当我们要计算一个复杂反应的反应热时，可以将这个反应拆分成若干个简单的反应，根据盖斯定律，通过各个步骤反应热的简单相加或相减得到整个复杂反应的反应热．

此外，利用燃烧热计算反应热时，还需要注意一些细节．例如，要确保所有物质都是在标准状态下进行反应的，因为非标准状态下的反应热可能会有所不同．另外，还要注意反应物和生成物的状态，因为固态、液态和气态的物质所放出的热量是不同的．

例３ （２０２３年海南卷）各相关物质的燃烧热数据如表１所示．下列热化学方程式正确的是（ ）．

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

当１mol纯物质完全燃烧生成指定产物时，所放出的热量为燃烧热．在利用热化学方程式表示燃烧热时，方程式中的可燃物必须为１mol，产物为稳定产物．H２O 为气态时，不是稳定的氧化物，选项A 错误．由表１数据可得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依据盖斯定律，由①－②－③可得反应C２H６（g）＝C２H４（g）＋H２（g），ΔH ＝＋１３７kJ·mol－１，选项B错误．由H２ 的燃烧热为－２８５.８kJ·mol－１可得，１／２O２（g）＋H２（g）＝H２O（l）ΔH ＝－２８５.８kJ·mol－１，则H２O（l）＝１／２O２（g）＋H２（g）ΔH ＝＋２８５.８kJ·mol－１，选项C错误．由C２H６ 的燃烧热为－１５５９.８kJ·mol－１可得，C２H６（g）＋７／２O２（g）＝２CO２（g）＋３H２O（l）的ΔH ＝－１５５９.８kJ·mol－１，选项D正确．答案为D．

利用燃烧热计算反应热是一种非常实用的方法．通过明确燃烧热的概念，将复杂反应拆分成简单的步骤，并利用盖斯定律进行计算，我们可以准确地得到整个反应的反应热．这种方法不仅简化了计算过程，还提高了计算的准确性，是高考化学中不可或缺的一部分．

综 上所述，高考中反应热的计算不仅要求考生具备扎实的理论基础，还需要灵活运用各种计算方法和策略．通过不断练习和总结经验，相信每位考生都可以在高考化学科目中展现出自己的实力，取得优异的成绩．

（完）