反應(yīng)熱是研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化的重要概念，反應(yīng)熱問題則是高考的重點內(nèi)容，處理好相關(guān)題目的關(guān)鍵是深刻理解概念，掌握解題方法。

 

一、概念本質(zhì)剖析

 任何化學(xué)反應(yīng)進行過程中都伴隨著能量的變化，而這種能量常以熱能的形式表現(xiàn)出來，此熱能的大小之度量以及反應(yīng)過程中吸、放熱情況都可以用到反應(yīng)熱的概念。

要點：⑴符號：ΔH

⑵單位：kJ/ol。

⑶判斷：ΔH= ∑E（生成物）－∑E（反應(yīng)物） 其中∑E表示物質(zhì)具有的總能量。

        具體地：

①若ΔH＞0　∑E（生成物）＞　∑E（反應(yīng)物），物質(zhì)所具能量升高，反應(yīng)吸熱。

②若ΔH＜0　∑E（生成物）＜　∑E（反應(yīng)物），物質(zhì)所具能量降低，反應(yīng)放熱。

 

二、解題方法總結(jié)

 

1．圖像分析法

    

     圖像的特點是直觀、形象，尤其適合問題分析與推斷時使用。

 

例1 （2004年全國）已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：     

 

       C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)     △H＝－393.51 kJ·ol－1

 

C(金剛石)＋O2(g)＝CO2(g)   △H＝－395.41 kJ·ol－1

 

據(jù)此判斷，下列說法中正確的是（    ）。

 

 A．由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低

 B．由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高

 C．由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低

  D．由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高

 

 解析：根據(jù)題意知石墨與金剛石的燃燒都為放熱反應(yīng),據(jù)此作出下圖。

 

            

      由圖很容易看出，金剛石能量比石墨能量要高，即完成由石墨制備金剛石的過程需要吸熱。故答案為 A

 2．鍵能計算法

反應(yīng)熱的實質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的斷裂與形成過程中的能量變化的綜合，鍵能直接反映了化學(xué)鍵的斷裂與形成過程中的能量變化，因此反應(yīng)熱與鍵能有著密切的聯(lián)系，可以通過鍵能計算出反應(yīng)熱。

 具體地：

ΔH＝∑E（生成物）－∑E（反應(yīng)物）＝∑Ｕ（反應(yīng)物）－∑Ｕ（生成物）

其中∑E表示物質(zhì)具有的總能量,∑Ｕ表示物質(zhì)所含化學(xué)鍵的總鍵能。

 例２ 已知H-H鍵能為436 KJ/ol,H-N鍵能為391 KJ/ol，根據(jù)熱化學(xué)方程式

N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)； ΔH= －92.4KJ/ol,則 N≡N的鍵能是（ 　）

Ａ.431 KJ/ol    Ｂ.946 KJ/ol    Ｃ.649 KJ/ol   Ｄ.869 KJ/ol

 解析：ΔH=U(N≡N)＋3U(H-H)－6U(N-H)= －92.4 KJ/ol

代入相應(yīng)數(shù)據(jù),計算得E(N≡N)= 945.6 KJ/ol 故選擇Ｂ

 3．定義解析法

燃燒熱和中和熱是反應(yīng)熱的兩個基本概念，它們的考查多圍繞定義展開，因此，理解定義內(nèi)容、抓住定義要點是解題的關(guān)鍵。

 ⑴燃燒熱定義：在101 kPa時，1 ol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。

 定義要點：

 ①規(guī)定在101 kPa壓強下測出熱量，因為壓強不定，反應(yīng)熱數(shù)值不相同。

 ②規(guī)定以1 ol可燃物作為標準來進行測定，因此在計算燃燒熱時，熱化學(xué)方程式里其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。

 ③規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量為標準。

 ④燃燒熱為放出的熱量，故為正值。

 ⑵中和熱定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。

  定義要點：

 ①必須是酸和堿的稀溶液，因為濃酸溶液和濃堿溶液在相互稀釋時會放熱。

 ②強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)才能保證H+(aq)＋OH-(aq)==H2O(l)中和熱均為  57.3 kJ?ol-1，而弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中由于電離吸收熱量，其中和熱小于57.3 kJ ol-1。

 ③以生成1 ol水為基準，測定放出來的熱量，因此書寫它們的熱化學(xué)方程式時，應(yīng)以生成1 ol水為標準來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。

 例3（2006天津）

已知反應(yīng)：①101 kPa時，2C(s)＋O2(g)＝2CO（g）；△H＝－221 kJ/ol

②稀溶液中，H+(aq)＋OH-(aq)＝H2O(1)；△H＝－57.3 kJ/ol

下列結(jié)論正確的是（ 　�。�

A．碳的燃燒熱大于110.5 kJ/ol

B．①的反應(yīng)熱為221 kJ/ol

C．稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為－57.3 kJ/ol

D．稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 ol水，放出57.3 kJ熱量

解析：A項考查燃燒熱的概念， 根據(jù)燃燒熱的定義要點，結(jié)合題給信息，由C(s)到CO（g），CO（g）到CO2（g）的過程均為放熱過程，故A正確。

B項考查反應(yīng)熱的概念，反應(yīng)熱要注意正負號，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，故①的反應(yīng)熱為－221 kJ/ol，故B錯誤。

C項考查中和熱的概念，中和熱為放出的熱量，為正值，故Ｃ錯誤。

D項要注意醋酸為弱酸，電離時要吸收熱量，則最終放出的熱量將小于57.3 kJ。

        4．蓋斯定律法

1840年，俄國化學(xué)家蓋斯從大量實驗事實中總結(jié)出一條規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。

 即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（能量）只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)。如果一個反應(yīng)可以分幾步進行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時的反應(yīng)熱相同，這就是蓋斯定律。如：

      

有：△H1＝△H2＋△H3＋△H4

蓋斯定律的主要應(yīng)用是計算無法直接用實驗測量的反應(yīng)之反應(yīng)熱。

 例4 （2006年江蘇）

下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的△H前者大于后者的是（ 　）

①C(s)+O2(g)==CO2(g)；△H1          C(s)+ O2(g)==CO(g)；△H2

②S(s)+O2(g)==SO2(g)；△H3           S(g)+O2(g)==SO2(g)；△H4

③H2(g)+ 1/2O2(g)==H2O(l)；△H5       2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)；△H6

④CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)；△H7     CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(s)；△H8

A.①      B.④      C.②③④      D.①②③

 

解析：

 

         

 ③根據(jù)物質(zhì)變化與能量變化一一對應(yīng)的關(guān)系，可知發(fā)生同樣的燃燒反應(yīng)，物質(zhì)的量越多，放出的熱量越多，則|△H5 |＜|△H6|，即△H5＞△H6

 ④碳酸鈣分解吸收熱量，ΔH7＞0；CaO下H2O反應(yīng)放出熱量，ΔH8＜0,顯然 ΔH7＞ΔH8

故答案為C

 此題中的①、②的確定就是根據(jù)蓋斯定律。

 利用蓋斯定律解題的關(guān)鍵為：合理設(shè)計變化過程。

 總之，解決反應(yīng)熱問題的一個基本思路就是抓住定義要點、選擇最佳方法，從而以不變應(yīng)萬變，在高考中取勝。

 

 

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