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1、反应热的计算反应热的计算一、反应热的计算反应热的计算反应热的计算是高考的重点及热点，属于必考知识点，对近年来的高考化学试题中反应热的计算进行了统计与梳理，其中“盖斯定律”型反应热的求解最为常见。通过对此题型的题型特征、解题策略等进行归纳总结，以相应的高考真题进行分析，搭建“思维认知模型”，从题型特征、解题依据、解题思路、解题关键、解题步骤、典例示范等角度帮助师生形成模型认知素养，能快速、准确解决“盖斯定律”型反应热的求解。反应热的计算-2024年高考化学答题技巧 1根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)H a
2、b c d|H|n(A)n(B)n(C)n(D)Q 则 2根据反应物、生成物的键能计算 (1)H生成物总能量反应物总能量H(生成物)H(反应物)(2)H反应物总键能之和生成物总键能之和 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨 金刚石 Si S8(SS)键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8(3)HE1E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 3根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)n(可燃物)|H(燃烧热)|。4根据盖斯定律计算 若反应物 A 变为生成物 D，可以有两个途径 由 A 直接变成 D，反应热为 H；由 A 经过 B 变成
3、 C，再由 C 变成 D，每步的反应热分别为 H1、H2、H3。如图所示：则有 HH1H2H3。二、二、“盖斯定律盖斯定律”型反应热的思维认知模型型反应热的思维认知模型 1题型特征：由多个已知热化学方程式，求目标热化学方程式的反应热 H 或写出目标热化学方程式的热化学方程式。此类题型比较成熟，特征、分值及出现在试卷中的位置较为固定。2计算依据：盖斯定律：即不管化学反应分一步完成或几步完成，反应热相同.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。3解题思路：首先观察最终方程式的反应物和生成物，利用已知方程式的加法或减法消去最终方程式没有出现的中间产物，得到总反应方程式。然后，将
4、两个方程式加减乘除得到新的反应方程式，焓变也随之变化。最后，根据消元的路径代入数据求出目标反应方程式焓变。4解题步骤：观察反应物、生成物在已知式中的位置，根据目标方程式中各物质计量数和位置的需要，对已知方程式进行处理，或调整计量数或调整反应方向.突破解题最大的难点，具体而言可以分以下步骤：1)若目标热化学反应方程式中只与一个已知热化学方程式共有的某物质为参考物，以此参照物在目标热化学反应方程式中的位置及计量数确定分热化学方程式的计量数、H 的改变量及加减 若目标热化学反应方程式中某物质，在多个已知的热化学方程式中出现，则在计算确定 H 时暂时不考虑。2)将参照物在已知分反应中的计量数调整为与目
5、标热化学反应方程式中相同；3)在目标热化学反应方程式中以及已知分热化学方程式的同一边(同为反应物或生成物)；直接相加；反之，相减；4)经过上述三个步骤处理后仍然出现与目标方程式无关的物质，再通过调整相关已知方程式的方式，消除目标方程式中无关的物质。5)将焓变代入，求出特定目标方程式的反应热或按题目要求书写目标热化学方程式。同时笔者根据教学经验总结将解题步骤总结为朗朗上口的顺口溜：察唯一、调系数、定侧向、同侧加、异侧减、消无关、作运算 三、常用关系式三、常用关系式 热化学方程式热化学方程式 焓变之间的关系焓变之间的关系 aA=B H1 A=1aB H2 H21aH1或 H1aH2 aA=B H1
6、 B=aA H2 H1H2 HH1H2 1(2023湖南卷，16 节选)(1)已知下列反应的热化学方程式：()()()()16525222121C H C HgOg8COg5H O g 4386.9kJ mol2H+=+=()()()()16522222C H CHCHg10Og8COg4H O g 4263.1kJ molH=+=+=()()()122231HgOgH O g 241.8kJ mol2H+=计算反应()()()25525266C H C HgC H CHCHgHg=+的4H=_1kJ mol；2(2023湖北省选择性考试，19 节选)(1)已知 C40Hx中的碳氢键和碳碳键的
7、键能分别为 431.0 kJmol1和 298.0 kJmol1，H-H 键能为 436.0 kJmol1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的 H=_ kJmol1。3(2023全国乙卷，28 节选)(2)已知下列热化学方程式：FeSO47H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)H1akJmol1 FeSO4x H2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)H2b kJmol1 FeSO4y H2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)H3c kJmol1 则 FeSO47H2O(s)+FeSO4y H2O(s)2FeSO4x H2O(s)的 H=_ kJmol1。4(2
8、023浙江省 1 月选考，19)“碳达峰碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原 CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=+247 kJmol-1，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41 kJmol-1，K2 (2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的H=_kJmol-1，K=_(用K1、K2表示)。5(2023全国甲卷，28 节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：3O2(g)2O3(g
9、)K1 H1=285 kJmol1 2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(l)K2 H2=-329kJmol1 反应CH4(g)+O3(g)CH3OH(l)+O2(g)的 H3=_ kJmol1，平衡常数 K3=_(用 K1、K2表示)。6(2023浙江省 6 月选考，19 节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)H41.2 kJmol1 该反应分两步完成：3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)H147.2 kJmol1 2Fe3O4(s)H2O(g)3Fe2O3(s)H2(g)H2(1)H2=_
10、 kJmol1。7(2022全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为 TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在 1000时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：()直接氯化：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g)H1172kJmol1 Kp11.0102()碳氯化：TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H251kJmol1 Kp11.21012pa 反应 2C(s)O2(g)=2CO(g)的 H 为_kJmol1 8(2022全国
11、乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。已知下列反应热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(g)H11036kJmol1 4H2S(g)2SO2(g)=3S2(g)4H2O(g)H294kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3484kJmol1 计算 H2S 热分解反应2H2S(g)=S2(g)2H2的 H4_kJmol1 9(2022湖北卷)已知：CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H165.17 kJmol1 Ca(OH)2(s)=Ca2+(aq)2OH(aq)H216.73 kJmol1 Al
12、(s)OH(aq)3H2O(l)=Al(OH)4(aq)23H2(g)H3415.0 kJmol1 则 CaO(s)2Al(s)7H2O(l)=Ca2+(aq)2Al(OH)4(aq)3H2(g)的 H4_ kJmol1 10(2022河北卷)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。的 298K 时，1 g H2燃烧生成 H2O(g)放热 121 kJ，1mol H2O(l)蒸发吸热 44 kJ，表示 H2燃烧热的热化学方程式为_。11(2021全国甲卷)CO2加 H2制甲醇的总反应可表示为 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，该反应一般认为通
13、过如下步骤来实现：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H141 kJmol1 CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H290 kJmol1 总反应的 H_kJmol1 12(2021全国乙卷)Kistiakowsky 曾研究了 NOCl 光化学分解反应，在一定频率()光的照射下机理为：NOClhNOCl*NOClNOCl*2NOCl2 其中 h 表示一个光子能量，NOCl*表示 NOCl 的激发态。可知，分解 1 mol 的 NOCl 需要吸收_mol的光子 13(2021湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，在一定温度下，利用催化剂将 NH3分解为
14、N2和 H2 相关化学键的键能数据 化学键 NN HH NH 键能 E/(kJmol1)946 436.0 390.8 反应 2NH3(g)N2(g)3H2(g)H_kJmol1；14(2021河北卷)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知 25 时，相关物质的燃烧热数据如下表：物质 H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃烧热 H(kJmol1)285.8 393.5 3267.5 则 25 时 H2(g)和 C(石墨，s)生成 C6H6(l)的热化学方程式
15、为_ 15(2021广东卷)我国力争于 2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和。CH4与 CO2重整是 CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H1 b)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2 c)CH4(g)C(s)2H2(g)H3 d)2CO(g)CO2(g)C(s)H4 e)CO(g)H2(g)H2O(g)C(s)H5 根据盖斯定律，反应 a 的 H1_(写出一个代数式即可)16(2021湖北卷)丙烯是一种重要的化工原料，可在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备 反应 I(直接脱氢)：C3H
16、8(g)=C3H6(g)H2(g)H1+125 kJmol1 已知键能：E(CH)=416kJ/mol E(HH)=436kJ/mol，由此计算生成 1mol 碳碳 键放出的能量为_kJ；1(2024山东济宁高三期末节选)研究 CO2的资源综合利用，对实现“碳达峰”和“碳中和”有重要意义。(1)在 CO2加氢合成 CH3OH 的体系中，同时发生以下反应：反应CO2(g)+3 H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1 反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41 kJmol1 反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H3=-90 kJmol1 反应的 H1=，该反应在
17、 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。2(2024浙江省浙南名校联盟高三第一次联考节选)已知下列热化学方程式：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(g)H1akJmol1 CuSO4xH2O(s)=CuSO4(s)+xH2O(g)H2bkJmol1 CuSO4yH2O(s)=CuSO4(s)+yH2O(g)H3ckJmol1 则 CuSO45H2O(s)+CuSO4yH2O(s)=2CuSO4xH2O(s)的H=kJ/mol。3(2024THUSSAT 中学生标准学术能力高三诊断性测试节选)(2)工业上以 CO2和 NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素，反应分两步
18、：i.CO2(g)+2NH3(g)=H2NCOONH4(g)H1=-272kJ/mol；ii.H2NCOONH4(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)H2=+138kJ/mol；反应 CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)H3=kJ/mol，该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”、“任何温度”)。4(2024浙江省三校高三联考选考模拟节选)将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一，甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料，因此加氢制甲醇被广泛关注。在催化剂作用下主要发生以下反应。.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1-49.4
19、kJmol1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2+41kJmol1.CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H3 (1)反应自发进行的条件是 。5(2024黑龙江龙东五地市高三联考节选)甲烷和乙烯是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题：(1)甲烷化反应即为氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用。已知涉及的反应如下：反应：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)H1-206.2kJmol1 反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2 反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2 H2O(g)H3-165 kJmol1 则 H2=kJmol1。
20、6(2024湖北鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三联考节选)空气中 CO2含量的控制和 CO2资源利用具有重要意义。(1)已知 25、101kPa下，在合成塔中，可通过二氧化碳和氢气合成甲醇，后续可制备甲酸。某反应体系中发生反应如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1+41.2 kJmol1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2-49 kJmol1 CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2 H2O(g)H3-165 kJmol1 几种化学键的键能如表所示，则=a 。化学键 CH HH HO CO=键能/1kJ mol 413 a 463 797.
21、5 7(2024广西部分高中高三一模节选)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。I甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：iCH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2kJmol-1 iiCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2kJmol-1(1)反应 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的H=kJmol-1。8二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知 CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)H(1)几种物质的能量
22、(kJmol1)如表所示(在标准状态下，规定单质的能量为 0，测得其他物质生成时放出的热量为其具有的能量)：物质 CO2(g)H2(g)CH2=CH2(g)H2O(g)能量/kJmol1 394 0 52 242 H_kJmol1 (2)几种化学键的键能(kJmol1)化学键 C=O HH C=C HC HO 键能/kJmol1 803 436 615 a 463 a_ 9氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是：CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)H165.0kJ
23、mol1 已知反应器中存在如下反应过程：I.CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H1206.4kJmol1 II.CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H2 根据上述信息计算：a_，H2_ 10已知重整过程中部分反应的热化学方程式为：CH4(g)=C(s)2H2(g)H174.8 kJmol1 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H241.2 kJmol1 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H3131.5 kJmol1 则反应 CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)的 H_ 11已知：CO(g)H2O(g)HCOOH(g)H172.6 kJmol1
24、2CO(g)O2(g)2CO2(g)H2566.0 kJmol1 则反应 2CO2(g)2H2O(g)2HCOOH(g)O2(g)的 H_kJmol1 12氨气具有还原性，例如，氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示。化学键 NH NN BrBr HBr 键能/(kJmol1)391 946 194 366 请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式：_ 13已知：.2NO(g)O2(g)=2NO2(g)H1113 kJmol1.NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H2199 kJmol1.N2O4(g)=2NO2(g)H355.3 kJmol1.4NO2(g)O2(
25、g)=2N2O5(g)H457 kJmol1 则反应 6NO2(g)O3(g)=3N2O5(g)H_ kJmol1 14CO2可用来合成低碳烯烃。2CO2(g)6H2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)Ha kJmol1 催催催r 已知：H2和 CH2=CH2的燃烧热分别是 285.8 kJmol1和 1 411.0 kJmol1，且 H2O(g)H2O(l)H44.0 kJmol1，则 a_。15已知 CaSO42H2O 脱水过程的热化学方程式如下：CaSO42H2O(s)=CaSO412H2O(s)32H2O(g)H183.2 kJmol1 CaSO412H2O(s)=CaSO4(s)
26、12H2O(g)H2 又知：CaSO42H2O(s)=CaSO4(s)2H2O(l)H326 kJmol1 H2O(g)=H2O(l)H444 kJmol1 则 H2为_。16合成氨工业上常用下列方法制备 H2：方法：C(s)2H2O(g)CO2(g)2H2(g)方法：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1394 kJmol1；2C(s，石墨)O2(g)=2CO(g)H2222 kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3484 kJmol1。试计算 25 时由方法制备 1 000 g H2所放出的能量为_。17已知：N2(g)
27、O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1 则反应 2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H_ kJmol1 18应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。已知：CH3OH(g)H2O(l)=CO2(g)3H2(g)H93.0 kJmol1 CH3OH(g)12 O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1 CH3OH(g)=CH3OH(l)H38.19 kJmol
28、1 则表示 CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为_ 19环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：H1100.3 kJmol1 H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1 对于反应：H3_kJmol1 20工业合成氨的反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)是人工固氮的主要手段，对人类生存、社会进步和 经济发展都有重大意义。合成氨反应的反应历程和能量变化如下图所示：(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H_(2)对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为_kJmol1，该步骤的化学方程式为_。21氨基甲酸铵(H2NCOON
29、H4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究 已知：.N2(g)3H2(g)2NH3(g)H192.4 kJmol1.C(s)O2(g)CO2(g)H2393.8 kJmol1.N2(g)3H2(g)C(s)O2(g)H2NCOONH4(s)H3645.7 kJmol1(1)写出 H2NCOONH4分解生成 NH3与 CO2气体的热化学方程式：_(2)已知：R ln KpHT C(C 为常数)。根据上表实验数据得到下图，则该反应的反应热 H_kJmol1 22从空气中捕获 CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点，诺贝尔化学奖获得者乔治安德鲁教
30、授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化，其转化如图所示 (1)如图所示转化中，第 4 步常采取_法将甲醇和水进行分离(2)如图所示转化中，由第1 步至第4 步的反应热(H)依次是a kJmol1、b kJmol1、c kJmol1、d kJmol1，则该转化总反应的热化学方程式是_ 23甲醇是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用 CH4与 O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)12O2(g)=CH3OH(g)H 副反应：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了 CH4、O2和 H2O(g)(H2O 的作用是活化催化剂)按
31、照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)(1)在催化剂表面上更容易被吸附的是_(填“H2O”或“O2”)(2)该 历 程 中 正 反 应 最 大 的 活 化 能 为 _kJmol1，写 出 该 步 骤 的 化 学 方 程 式：_ 24推动煤炭清洁高效利用是未来煤炭利用的发展方向，其中煤制天然气(主要成分甲烷)能对燃气资源有重要补充作用。在催化剂作用下，其涉及的主要反应如下：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)H1206.2 kJmol1 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H241.2 kJmol1 CO2(
32、g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H3 荷兰埃因霍温大学学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在催化剂钴表面上反应的反应历程，如图所示，其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。(1)该历程中最大能垒 E正_kJmol1，写出该步骤的化学方程式：_(2)H3_kJmol1 25已知反应 2HI(g)H2(g)I2(g)的 H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ 26烟气中主要污染物 SO2、NOx，为消除排放、保护环境，实现绿色可持续发
33、展。处理方法一：烟气 经 O3预处理后用 CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中 SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中 SO2、NO 的主要反应的热化学方程式为：NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)H1 NO(g)+12O2(g)=NO2(g)H2 SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)H3(1)反应 3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的H=_(用H1、H2表示)(2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：12N2(g)+O2(g)=NO2(g)H=+34 kJmol-1该反应为_(“放热”或“吸热”)反应(3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学
34、键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能：化学键 键能(kJmol-1)化学键 键能(kJmol-1)NN 942 H-O 460 N-H 391 O=O 499 H-H 437 写出 N2和 H2反应合成氨的热化学方程式：_ 已知：1mol H2O(g)转化为 1mol H2O(l)时放出 44.0 kJ 的热量。计算 1g H2完全燃烧时放出的热量_。H2O(g)的稳定性_(“大于”“小于”)H2O(l)(4)写出 NH3(g)在 O2(g)中完全燃烧生成 NO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式：_ 反应热的计算反应热的计算 一、反应热的计算反应热的计算 反应热的计算是高考的重点
35、及热点，属于必考知识点，对近年来的高考化学试题中反应热的计算进行了统计与梳理，其中“盖斯定律”型反应热的求解最为常见。通过对此题型的题型特征、解题策略等进行归纳总结，以相应的高考真题进行分析，搭建“思维认知模型”，从题型特征、解题依据、解题思路、解题关键、解题步骤、典例示范等角度帮助师生形成模型认知素养，能快速、准确解决“盖斯定律”型反应热的求解。1根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)H a b c d|H|n(A)n(B)n(C)n(D)Q 则 2根据反应物、生成物的键能计算(1)H生成物总能量反应物总能量
36、H(生成物)H(反应物)(2)H反应物总键能之和生成物总键能之和 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨 金刚石 Si S8(SS)键数 2 4 6 4 1.5 2 2 8(3)HE1E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 3根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)n(可燃物)|H(燃烧热)|。4根据盖斯定律计算 若反应物 A 变为生成物 D，可以有两个途径 由 A 直接变成 D，反应热为 H；由 A 经过 B 变成 C，再由 C 变成 D，每步的反应热分别为 H1、H2、H3。如图所示：则有 HH1H2H3。二、二、“盖斯定律盖斯定
37、律”型反应热的思维认知模型型反应热的思维认知模型 1题型特征：由多个已知热化学方程式，求目标热化学方程式的反应热 H 或写出目标热化学方程式的热化学方程式。此类题型比较成熟，特征、分值及出现在试卷中的位置较为固定。2计算依据：盖斯定律：即不管化学反应分一步完成或几步完成，反应热相同.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。3解题思路：首先观察最终方程式的反应物和生成物，利用已知方程式的加法或减法消去最终方程式没有出现的中间产物，得到总反应方程式。然后，将两个方程式加减乘除得到新的反应方程式，焓变也随之变化。最后，根据消元的路径代入数据求出目标反应方程式焓变。4解题步骤：观
38、察反应物、生成物在已知式中的位置，根据目标方程式中各物质计量数和位置的需要，对已知方程式进行处理，或调整计量数或调整反应方向.突破解题最大的难点，具体而言可以分以下步骤：1)若目标热化学反应方程式中只与一个已知热化学方程式共有的某物质为参考物，以此参照物在目标热化学反应方程式中的位置及计量数确定分热化学方程式的计量数、H 的改变量及加减 若目标热化学反应方程式中某物质，在多个已知的热化学方程式中出现，则在计算确定 H 时暂时不考虑。2)将参照物在已知分反应中的计量数调整为与目标热化学反应方程式中相同；3)在目标热化学反应方程式中以及已知分热化学方程式的同一边(同为反应物或生成物)；直接相加；反
39、之，相减；4)经过上述三个步骤处理后仍然出现与目标方程式无关的物质，再通过调整相关已知方程式的方式，消除目标方程式中无关的物质。5)将焓变代入，求出特定目标方程式的反应热或按题目要求书写目标热化学方程式。同时笔者根据教学经验总结将解题步骤总结为朗朗上口的顺口溜：察唯一、调系数、定侧向、同侧加、异侧减、消无关、作运算 三、常用关系式三、常用关系式 热化学方程式热化学方程式 焓变之间的关系焓变之间的关系 aA=B H1 A=1aB H2 H21aH1或 H1aH2 aA=B H1 B=aA H2 H1H2 HH1H2 1(2023湖南卷，16 节选)(1)已知下列反应的热化学方程式：()()()(
40、)16525222121C H C HgOg8COg5H O g 4386.9kJ mol2H+=+=()()()()16522222C H CHCHg10Og8COg4H O g 4263.1kJ molH=+=+=()()()122231HgOgH O g 241.8kJ mol2H+=计算反应()()()25525266C H C HgC H CHCHgHg=+的4H=_1kJ mol；【答案】(1)+118 【解析】(1)根据盖斯定律，将-可得 C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)H4=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8k
41、J/mol)=+118kJ/mol。2(2023湖北省选择性考试，19 节选)(1)已知 C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 431.0 kJmol1和 298.0 kJmol1，H-H 键能为 436.0 kJmol1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的 H=_ kJmol1。【答案】(1)128 【解析】(1)由 C40H20和 C40H18的结构式和反应历程可以看出，C40H20中断裂了 2 根碳氢键，C40H18形成了 1 根碳碳键，所以 C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的 H=(4312-298-436)kJmol1=+128 kJmol1。
42、3(2023全国乙卷，28 节选)(2)已知下列热化学方程式：FeSO47H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)H1akJmol1 FeSO4x H2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)H2b kJmol1 FeSO4y H2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)H3c kJmol1 则 FeSO47H2O(s)+FeSO4y H2O(s)2FeSO4x H2O(s)的 H=_ kJmol1。【答案】(2)(a+c-2b)【解析】(2)FeSO47H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)H1akJmol1；FeSO4x H2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)H2b kJm
43、ol1；FeSO4y H2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)H3c kJmol1；根据盖斯定律可知，+-2 可得 FeSO47H2O(s)+FeSO4y H2O(s)2FeSO4x H2O(s)，则 H=(a+c-2b)kJmol1。4(2023浙江省 1 月选考，19)“碳达峰碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原 CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=+247 kJmol-1，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41 kJmol-1，K2 (2)反应CH4(g)+
44、3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的H=_kJmol-1，K=_(用K1、K2表示)。【答案】(2)+329 K1K22 【解析】(2)已知：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=+247 kJmol-1，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41 kJmol-1，K2 根据盖斯定律，由+2得反应H4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)；故H=H1+2H2=+329 kJmol-1，K=K1K22。5(2023全国甲卷，28 节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学
45、方程式：3O2(g)2O3(g)K1 H1=285 kJmol1 2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(l)K2 H2=-329kJmol1 反应CH4(g)+O3(g)CH3OH(l)+O2(g)的 H3=_ kJmol1，平衡常数 K3=_(用 K1、K2表示)。【答案】(1)307 1221()KK或21KK【解析】(1)根据盖斯定律可知，反应=12(反应-)，所以对应 H3=1112111(329kJ mol285k3J2)07molkJ mol2HH=；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间 的关系可知，对应化学平衡常数12231()KKK=或21KK。6(2023浙江省 6 月选考
46、，19 节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)H41.2 kJmol1 该反应分两步完成：3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)H147.2 kJmol1 2Fe3O4(s)H2O(g)3Fe2O3(s)H2(g)H2(1)H2=_ kJmol1。【答案】(1)6 【解析】(1)设方程式H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)H41.2 kJmol1 3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)H147.2 kJmol1 2Fe3O4(s)H2O(g)3Fe2O3(s)H2(
47、g)H2 根据盖斯定律可知，=-，则 H2=H-H1=(41.2 kJmol1)-(47.2 kJmol1)=6 kJmol1。7(2022全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为 TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在 1000时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：()直接氯化：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g)H1172kJmol1 Kp11.0102()碳氯化：TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H251kJmol
48、1 Kp11.21012pa 反应 2C(s)O2(g)=2CO(g)的 H 为_kJmol1【答案】223 8(2022全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。已知下列反应热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(g)H11036kJmol1 4H2S(g)2SO2(g)=3S2(g)4H2O(g)H294kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3484kJmol1 计算 H2S 热分解反应2H2S(g)=S2(g)2H2的 H4_kJmol1 【答案】170 9(2022湖北卷)已知：CaO(s)H2O(
49、l)=Ca(OH)2(s)H165.17 kJmol1 Ca(OH)2(s)=Ca2+(aq)2OH(aq)H216.73 kJmol1 Al(s)OH(aq)3H2O(l)=Al(OH)4(aq)23H2(g)H3415.0 kJmol1 则 CaO(s)2Al(s)7H2O(l)=Ca2+(aq)2Al(OH)4(aq)3H2(g)的 H4_ kJmol1 的 【答案】911.9 10(2022河北卷)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298K 时，1 g H2燃烧生成 H2O(g)放热 121 kJ，1mol H2O(l)蒸发吸热 44 kJ，表示
50、H2燃烧热的热化学方程式为_【答案】(1)H2(g)12O2(g)=H2O(1)H286 kJmol1 11(2021全国甲卷)CO2加 H2制甲醇的总反应可表示为 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，该反应一般认为通过如下步骤来实现：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H141 kJmol1 CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H290 kJmol1 总反应的 H_kJmol1【答案】49【解析】由盖斯定律可知，反应反应得总反应方程式，则总反应的 HH1H241 kJmol1(90 kJmol1)49 kJmol1。12(2021全国乙卷)Kistiakows