高考中热化学问题的考核形式

1、 高考中热化学问题的考核形式张玉彬（福田区教研中心 广东 深圳 518048 ）摘要：通过对2008年高考化学试卷中的典型热化学试题进行分析，说明热化学问题在高考中的考核形式，总结在热化学教学中需要注意的问题。关键词：热化学、焓变、盖斯定律、热化学方程式热化学是把热力学第一定律应用于讨论和计算化学反应中热量变化问题的科学，也可简单地表述为研究化学反应热效应的科学。热化学问题在历年高考化学试卷中都有不同程度的体现，是高考化学的热点问题。笔者选取2008年的12套高考化学试卷为研究对象，发现热化学试题出现的几率为100%，命题意图主要是考察对反应热概念的理解，对热化学方程式书写的掌握与应用，考察的

2、方式为选择题和填空题。本文对所研究的2008年高考化学试卷中的热化学试题进行分析归纳，概括出热化学问题在高考试卷中的考核形式，指出在教学中需要注意的问题，以提高热化学内容教学的有效性。一、对热化学基本概念的考核热化学在中学涉及的基本概念主要有反应热（焓变）、吸热反应、放热反应、燃烧热、中和热、熔解热、键能等，要准确解答考核热化学基本概念的试题，首先是要对这些基本概念有一个准确的理解和认识。例108年四川理综·7下列关于热化学反应的描述中正确的是AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJ·mol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2×(57.3)kJ&

3、#183;mol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol1，则2CO2(g) 2CO(g)O2(g)反应的H2×283.0 kJ·mol1C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热解析：该题4个选项考核了3个热化学基本概念，即中和热、燃烧热、吸热反应。中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热。无论HCl和NaOH，还是H2SO4和Ca(OH)2反应，都是以生成1 mol水时的反应热来确定中和热。所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热也是H57.3 kJ·mo

4、l1；燃烧热是指在25，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。B选项是2mol CO(g)燃烧放出的热量，所以H2×283.0 kJ·mol1；C选项中“加热”是反应条件，与是否是吸热反应没有必然关系，有的放热反应有时也需要加热，例如燃烧反应，只不过可以依靠反应放出的热继续进行反应。D选项中生成气态水，不是稳定的化合物，甲烷燃烧热应是1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量。所以答案是B。例208年海南化学·8白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJ

5、83;mol1、PO b kJ·mol1、P=O c kJ·mol1、O=O d kJ·mol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是A（6a+5d4c12b）kJ·mol1 B（4c+12b6a5d）kJ·mol1C（4c+12b4a5d）kJ·mol1 D（4a+5d4c12b）kJ·mol1解析：该题考核键能和焓变的概念以及键能和焓变的关系。在化学反应的过程中，当反应物分子间的化学键断裂时需要吸收能量，重新结合生成物分子时，又要释放能量。该题1个白磷分子有6个PP，断裂1mol白磷分子需要6a kJ

6、·mol1；1个氧分子有一个O=O，断裂5molO=O需要5d kJ·mol1；1个P4O10中有12个PO ，4molP=O，生成1个P4O10分子要放出（4c+12b）kJ·mol1。H等于反应物键能总和减去生成物键能总和，H=（6a+5d4c12b）kJ·mol1。关于热力学基本概念，需要注意下面几个问题：1、中和热确定必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在稀释时会放热造成误差。 2弱酸或弱碱参加的中和反应，由于电离需要吸收热量以及生成的盐水解也需要吸热，中和热一般小于57.3 kJ·mol1。3、燃烧热是在101 kPa，25下

7、测出的热量，压强和温度不定，燃烧热数值就不相同。4、燃烧热规定可燃物物质的量为1 mol。因此在计算燃烧热时，热化学方程式里其他物质的化学计量数常出现分数。5、反应热的实质是化学反应中化学键的断裂与形成过程中的能量变化的综合，HE（生成物）E（反应物），E表示物质具有的总能量。二、对有关盖斯定律计算的考核现行高中课本对盖斯定律的描述为“化学反应不管是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关”。2007年、2008年新课程高考化学考试大纲增加了“能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”，新课改省份的高考试题对此有较多的体现。例如07年

8、山东第28题、海南第6题、广东第16题，08年宁夏第13题、江苏第17题、广东第19题等都涉及盖斯定律的计算。 例308年宁夏理综·13已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8 kJ·mol-1、-1411.0 kJ·mol-1和-1366.8 kJ mol-1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为A-44.2 kJ·mol-1 B+44.2 kJ·mol-1 C-330 kJ·mol-1 D+330 kJ·mol-1解析：可根据已知数据和燃烧热定义写出热化学方

9、程式（1）C2H4(g) +3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)H= -1411.0 kJ·mol-1；（2）C2H5OH(1) +3O2(g)=3H2O(l) +2CO2(g)H=-1366.8 kJ mol-1。根据盖斯定律，用（1）减（2）得：C2H4(g) + H2O(l) = C2H5OH(1)H=-44.2 kJ·mol-1。所以答案为A。例408年江苏化学·17（3） 某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) H1 = 571.2 kJ

10、3;mol-1 BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) H2= 226.2 kJ·mol-1 反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的H= kJ·mol-1。解析：得，2C(s)+ 2CO2(g) 4CO(g)H3= 345 kJ·mol-1/2得， C(s)+ CO2(g) CO(g)H=172.5kJ·mol-1。关于盖斯定律，需要注意下面几个问题：1、盖斯定律的意义：利用盖斯定律可以计算某些不能直接测得的反应的反应热。2、热化学方程式与数学上的方程式相似，可以同时改变正、负号；各项的系数包括H的数值可以同时扩大或缩小相

11、同的倍数。根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 3、在用盖斯定律结合已知反应热在求解一些相关反应的反应热时，其关键是设计出合理的反应过程，利用热化学方程式可进行“”、“”等数学运算，适当加减已知方程式及反应热。三、对热化学方程式的考核热化学方程式用来描述参加反应的物质的量和反应热的关系，在高考中出现的考核形式主要是对具体热化学方程式的理解和根据一定条件书写热化学方程式。1、对热化学方程式的理解例508年上海化学·17已知：H2(g)+F2(g)2HF(g)+270 kJ，下列说法正确的是A2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1

12、L氟气吸收270 kJ热量B1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270 kJC在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量解析：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数（原子数），也不表示体积数。H2(g)+F2(g)2HF(g)+270 kJ表示1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2mol氟化氢放出270 kJ热量。由于是放热反应，所以在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mo

13、l氟化氢气体的能量。答案为C。 2、热化学方程式的书写例608年重庆理综·13化学反应N23H2 2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是AN2(g)3H2(g) 2NH3(l)；H 2(abc)kJ·mol1 BN2(g)3H2(g) 2NH3(g) ；H 2(ba)kJ·mol1CN2(g)H2(g) NH3(l) ；H (bca)kJ·mol1DN2(g)H2(g) NH3(g) ；H (ab)kJ·mol1 解析：根据图示，molN2(g)molH2(g)的化学键断裂需要吸收a kJ，1mol NH3(g) 化学键断裂需要吸收

14、bkJ，1mol NH3(l) 的化学键断裂需要吸收(b+c) kJ。H等于反应物键能总和减去生成物键能总和，molN2(g)和molH2(g) 如果生成1molNH3(l)，H (abc)kJ·mol1，如果生成1molNH3(g)，H (ab)kJ·mol1。1molN2(g)和3molH2(g) 生成2molNH3(l) 或2molNH3(g)，则需要在原来基础上扩大2倍。因此正确答案为A。例708年全国理综II·26红磷 P (s）和 Cl2(g）发生反应生成PCl3(g）和PCl5(g）。反应过程和能量关系如图所示（图中的H表示生成 l mol 产物的数

15、据）。根据上图回答下列问题： P和CI2反应生成PC13的热化学方程式是 。PC15分解成 PC13和Cl2的热化学方程式是 。解析：根据图示，P(s) 和Cl2(g)生成1mol PCl3(g)，放出306 kJ的热量，1mol PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)需要吸收93kJ的热量，因此P和Cl2反应生成PC13的热化学方程式为P(s) + Cl2(g) =PCl3(g)H306 kJ·mol1或2P(s) + 3Cl2(g)=2PCl3(g)H612 kJ·mol1。PC15分解成 PC13和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g) +

16、Cl2(g)H+93kJ·mol1。关于热化学方程式，需要注意下面几个问题：1、各物质化学式右侧分别用g、l、s、aq代表气态、液态、固态、溶液。固态有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S(单斜)、S(斜方)；同素异形体也要注明，如C(石墨)、C(金刚石)；P4(白磷)、P(红磷)等。热化学方程式中不用和。2、反应热与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注明测定条件。在室温和101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。3、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。4、热化学方

17、程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热值相等，符号相反。H的单位“kJ·mol-1”指的是每摩尔指定反应的热效应。对于aA(g)+bB(g)cC(s)+dD(g)，每摩尔反应指的是amol气态A与bmol气态B作用生成cmol固态C和dmol气态D这个特定的反应。热化学知识是中学化学理论的重要组成部分，可以帮助我们分析理解一些较为复杂的化学问题。在教学中，教师要抓住关键，引导学生正确的理解认识有关热化学基本概念和理论，特别是让学生准确掌握热化学化学方程式的书写，从而提高化学课堂教学的有效性。书是我们时代的生命别林