例析反應熱計算在高考中的考查

反應熱的計算是高考的必考題之一，本文例析不同類型的反應熱計算問題，提供相應的解決方法，旨在幫助考生構(gòu)建反應熱計算的解題模型，

1由蓋斯定律計算

特點：題干中往往給定若干個已知反應熱的熱化學方程式，將已知熱化學方程式通過調(diào)計量數(shù)、換方向、相疊加得到目標化學方程式，進而得到待求反應的反應熱.

方法：“找唯一”，即找出目標方程中僅有唯一來源的物質(zhì)，由其在目標方程式中的計量數(shù)確定已知方程式的計量數(shù)，從而進行疊加！

例1 （2025 年湖北卷） CaH₂ （s）粉末可在較低溫度下還原 Fe₂O₃（s） .已知一定溫度下：

CaH₂（s）+6Fe₂O₃（s）=Ca（OH）₂（s）+4Fe₃O₄（s

2CaH₂（s）+Fe₃O₄（s）=2Ca（OH）₂（s）+3Fe（s）

（2號

則反應 ③3CaH₂（s）+2Fe₂O₃（s）=3Ca（OH）₂（s）+ 4Fe（s）的 （用 Ω_m 和 n 表示）.

本題利用蓋斯定律計算反應熱，可通過找目標方程中唯一來源物質(zhì) Fe₂O₃ 和Fe的出處，確定方程式的疊加計量數(shù). Fe₂O₃ 源于反應 ① ，可由 得到相應計量數(shù)；Fe源于反應 ② ，可由 ②× 得到相應計量數(shù).經(jīng)檢驗，由 可得到反應 ③ ，由蓋斯定律得

2 由鍵能計算

特點：題干中給定鍵能信息.

方法： ΔH=Σ 斷鍵吸收的熱量－成鍵放出的熱量.

例2 （2023年湖北卷，節(jié)選） C₄₀H₁₈（g）+H₂（g） 的反應機理如圖1所示.

圖1

已知 C₄₀H_n 中的碳氫鍵和碳碳鍵的鍵能分別為431.0kJ?mol^-1 和 298.0kJ?mol^-1 ，H—H鍵能為436.0kJ?mol^-1 .估算 H₂（g） 的

由圖1可以看出，1mol C₄₀H₂₀ 中斷裂了2molC-H ， 1mol 產(chǎn)物 C₄₀H₁₈ 新形成了1 molC-C，同時H—H形成 H₂ .所以 C₄₀H₂₀（g）= C₄₀H₁₈（g）+H₂（g） 的 298kJ?mol^-1-436kJ?mol^-1=+128kJ?mol^-1

3由燃燒熱計算

特點：題干中往往給定若干個可燃物的燃燒熱信息.要注意燃燒熱的熱化學方程式是以 1mol 可燃物為標準，完全燃燒并生成穩(wěn)定燃燒產(chǎn)物.

方法： ΔH=Σ 反應物的燃燒熱 ΔH （帶負號）-Σ 生成物的燃燒熱 ΔH （帶負號）.

例3（2025年黑吉遼蒙卷，節(jié)選）已知 CO（g） 、H₂（g） 人 HOCH₂CH₂OH（g） 的燃燒熱 （ΔH） 分別為-akJ?mol^-1?-bkJ?mol^-1?-ckJ?mol^-1 ，則反應2CO（g）+3H₂（ g） 催化劑 4 ）的 （用 a.b 和 Ψ_c 表示）.

O （20號 ΔH=Σ 反應物的燃燒熱 -Σ 生成物的解析燃燒熱 =-akJ?mol^-1×2-bkJ?mol^-1×3-（-ckJ?mol^-1）=（c-2a-3b）kJ?mol^-1 .利用蓋

斯定律檢驗方法的正確性：

根據(jù)蓋斯定律， ①×2+②×3-③ 可得到目標方程式，故 ΔH=（c-2a-3b） 0 kJ?mol^-1 ，驗證了方法的正確性.

4由活化能計算

特點：題干中給定正反應的活化能為 E_a （正）和逆反應的活化能為 E_a （逆）.

方法： ΔH=E_a （正） -E_a （逆）.

例4（2024年河北卷，節(jié)選）硫酰氯工業(yè)制備原理：

SO₂（g）+Cl₂（g）?SO₂Cl₂（g）

ΔH=-67.59kJ?mol^-1

若正反應的活化能為 E_⊥kJ?mol^-1 ，則逆反應的活化能 E_i?=kJ?mol^-1 （用含 E_?≡ 的代數(shù)式表示）.

ΔH=E_a （正） -E_a （逆），故 E_a （逆） （正）一ΔH=E_f?kJ?mol^-1-（-67.59kJ?mol^-1）=

5由實驗數(shù)據(jù)計算

特點：題干中已知反應物的用量 Ψ（nΨ） ，并測定出反應前后的熱量變化 （ΔQ 或溫度變化 （ΔT）

方法：放熱反應，

例5（2023年廣東卷）化學反應常伴隨熱效應.某些反應（如中和反應）的熱量變化，其數(shù)值 ΔQ 可通過量熱裝置測量反應前后體系溫度變化，用公式ΔQ=_cρV_∴?ΔT 計算獲得.甲同學測量放熱反應Fe（s）+CuSO₄（aq）=FeSO₄（aq）+Cu（s） 的焓變 ΔH （忽略溫度對焓變的影響，下同）.實驗結(jié)果見表 1.（c 和 ρ 分別取 4.18J?g^-1?^°C^-1 和 1. 0g?mL^-1 ，忽略水以外各物質(zhì)吸收的熱量）

表1

ΔH= （選擇表中一組數(shù)據(jù)計算）.

100mL，0.20mol?L^-1CuSO₄ 溶液含 0.02molCuSO₄ .若以實驗」計算， 1.20g Fe粉約為 0.02mol ，F(xiàn)e過量，則

代入數(shù)值可得 ΔH=-20.9（b-a）kJ^?mol^-1 .若以實 驗i計算， 0.56gFe 粉為 0. 01mol ， CuSO₄ 過量，則

代入數(shù)值可得 ΔH=-41.8（c-a）kJ^?mol^-1

6由圖像分析計算

6.1 反應能量圖

一例6二十世紀初，工業(yè)上以 CO₂ 和 NH₃ 為原料在一定溫度和壓強下合成尿素[C O（CH₂）₂]. 反應分兩步：

i. CO₂ 和 NH₃ 生成 NH₂COONH₄ ：ii. NH₂COONH₄ 分解生成尿素.CO₂ 和 NH₃ 反應過程中能量變化示意圖如圖2所示.

圖2

求 CO₂（1）+2NH₃（1）=CO（NH₂）₂（1）+H₂O（1）的 ΔH=

總反應經(jīng)歷了兩步反應，反應i的反應熱ΔH_i=E₁-E₂ ，反應i的反應熱 E₃-E₄ ，故總反應 ΔH=ΔH_i+ΔH_i=（E₁-E₂+ E₃-E₄）kJ?mol^-1

6.2 溶解歷程圖

已知 NaNO₂ 與 ΔNH₄Cl 反應歷程如圖3所示.

反應 ΔNO₂^-（aq）+NH₄⁺（aq）?N₂（g）+2H₂O（1） 的

由已知可得

（ （204號③ ΔNH₄Cl（s）=Cl^-（aq）+NH₄⁺（aq）ΔA ΔH₃ ，④ （2

由蓋斯定律可知，目標方程式 ΔNH₄⁺（aq）=N₂（g）+2H₂O（l） 可由 ①-②-③+④ 得到，故 ΔH=ΔH₁-ΔH₂-ΔH₃+ΔH₄

6.3范特霍夫方程的一次函數(shù)圖

例8 氮元素的化合物種類繁多，性質(zhì)也各不相同.已知：

①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g） ΔH=+180.5kJ^?mol^-1，

②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）

③N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g） ΔH=-92.4kJ^?mol^-1.

根據(jù) 為常數(shù)），由圖4中的數(shù)據(jù)可推知，該反應的反應熱為 kJ?mol^-1 （保留小數(shù)點后2位），圖4表示的熱化學方程式是（填序號）.

O 將 看作一次函數(shù)， 解析作自變量 看作因變量 y ，則斜率為一 ΔH ，故

圖4

對比已知式的反應熱，可知圖4表示反應 ③

7由特定數(shù)據(jù)計算

特點：已知題干中特定數(shù)據(jù)下的吸放熱情況，方法：按比例求得相應目標方程式下的反應熱，例9“嫦娥二號\"衛(wèi)星使用液態(tài) N₂O₄ 和液態(tài)偏二甲肼 （C₂H₈N₂） 作推進劑 N₂O₄ 與偏二甲肼燃燒產(chǎn)物只有 CO₂（g），H₂O（g），N₂（g） ，并放出大量熱，已知 10.0g 液態(tài)偏二甲肼與液態(tài) N₂O₄ 完全燃燒可放出 425kJ 熱量，該反應的熱化學方程式為

1 mol C₂H₈N₂ 與 N₂O₄ 燃燒放出的熱量

故熱化學方程式為

2N₂O₄（1）+C₂H₈N₂（1）=2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g） ΔH=-2550kJ?mol^-1.

綜上，以反應熱的計算為核心，命題情境各不相同，常涉及利用蓋斯定律、鍵能、燃燒熱、活化能、反應歷程等角度進行計算，我們應熟練掌握上述解題模型，靈活應用相應方法，順暢、準確地解決相關(guān)問題.

（完）