反应热题型归纳(反应热综合题)

反应热新题赏析

江苏省射阳中学 王清华

反应热是中学化学的重要内容，同时也是高考的热点，在历年的高考题中都有反映。下列三道自编题供同学们参考。

例1：某氧化物A，它既可以与某些酸性氧化物反应，又可以与某些碱性氧化物反应，通电时分解生成B和C。若已知C的燃烧热△H＝－a kJ/mol。

（1）若A与某些酸性氧化物和某些碱性氧化物反应的产物中均无盐。请写出C燃烧的

热化学方程式： 。 有人认为，C是一种优质二级能源，你认为C作为能源的最突出的优点是 。

（2）若A中氧的质量分数为47.06%。有人提出用C作燃料，以缓解能源紧张的局面，

这真是一种大胆而新颖的设想。请写出C燃烧的热化学方程式 。

解析：解决化学问题时，需要的是全面认真的科学态度，不是偏面的思维定视。本题的关键是氧化物A的确定。由“既可以与某些酸性氧化物反应，又可以与某些碱性氧化物反应”最容易想到的是两性氧化物，特别是氧化铝，这是一种思维定视。（1） “A与某些酸性氧化物和某些碱性氧化物反应的产物中均无盐”，要注意这里的“产物中均无盐”产生这一特殊性，说明该氧化物A肯定不是Al2O3。而符合这一条件的氧化物恰好是我们化学上大家都很熟悉的水！因为水与酸性氧化物反应生成的是酸，如：水与酸性氧化物SO2反应生成亚硫酸、与酸性氧化物CO2反应生成碳酸、与酸性氧化物SO3反应生成硫酸，产物中都没有盐。水与碱性氧化物反应生成的是碱，如：水与碱性氧化物Na2O反应生成的是氢氧化钠这种碱、与碱性氧化物CaO反应生成的是氢氧化钙，产物中也都没有盐。

H2O通电时分解产物是H2和O2，而能燃烧的C物质是H2。H2是一种优质二级能源，优点是来源广、热值高、无污染，最突出的优点是无污染，因为燃烧产物没有污染的水。

书写H2燃烧的热化学方程式时，要弄清燃烧热的概念，因为题给条件是“C的燃烧热△H＝－a kJ/mol”。什么叫燃烧热呢？燃烧热是指“25℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量”。H2燃烧的产物是水，而水有液态水H2O(l)和气态水H2O(g)之分，谁为稳定氧化物？从能量的角度讲，能量越低越稳定，液态水获得能量可转化为气态水，H2O(l)比H2O(g)稳定，所以，液态水H2O(l)是稳定氧化物。据“C的燃烧热△H＝－a kJ/mol”有热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol或2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol。

题(2)中氧的质量分数为47.06%的氧化物只可是Al2O3，通电分解产物是Al和O2，Al可燃烧。Al是地壳中含量最高的元素，地球铝矿资源丰富，储藏量大，用铝作燃料，可以缓解能源紧张的局面，这也是科学家正在研究的课题。铝的稳定氧化物是固态氧化铝Al2O3(s)。铝燃烧的热化学方程式为：Al(s)＋3/4O2­(g) ==1/2Al2O3(s) ΔH＝－a kJ/mol或 4Al(s)＋3O2­(g) ==2Al2O3(s) ΔH＝－4a kJ/mol。

答案：（1）H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol或2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－2a kJ/mol；燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染。

（2） Al(s)＋3/4O2­(g) ==1/2Al2O3(s) ΔH＝－a kJ/mol或

4Al(s)＋3O2­(g) ==2Al2O3(s) ΔH＝－4a kJ/mol。

点评：该题将物质的推断、反应热、能源问题、环境问题有机地结合在一起，起到了对所学知识进行综合考查的作用。另外还提醒同学们，水虽是从开始学化学时就认识了，但是要达

到熟悉还有距离，比如，有不少同学对于氧的质量分数为88.89%的氧化物是什么物质还不

知道。

例2：已知：CH3OH(l)的燃烧热 ΔH＝－726.64 kJ/mol

HCHO(g)的燃烧热 ΔH＝－563.58kJ/mol

求反应 CH3OH(l)＋1/2O2(g)HCHO(g)＋H2O(l)的反应热ΔH。

解析：燃烧热是指25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。CH3OH(l)和HCHO(g)完全燃烧的产物是CO2和H2O。气态二氧化碳CO2(g)是稳定化合物，对于水来说，液态水H2O(l)才是稳定化合物。

据燃烧热则有：CH3OH(l)＋3/2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－726.64 kJ/mol

CO2(g)＋H2O(l)HCHO(g)＋O2(g) ΔH2＝＋563.58kJ/mol

（1）图解法

图中①②③④为反应过程。要实现CH3OH(l)＋1/2O2(g)HCHO(g)＋H2O(l)的反应，从图中得知，可以有两种途径：

途径Ⅰ 直截由过程④实现。发生的反应是CH3OH(l)＋1/2O2(g)HCHO(g)＋H2O(l)反应热为ΔH。

途径Ⅱ 由过程①②③实现。过程①中发生的反应是CH3OH(l)＋3/2O2(g)

CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－726.64 kJ/mol；过程②中发生的反应是

CO2(g)＋H2O(l)HCHO(g)＋O2(g) ΔH2＝＋563.58 kJ/mol，有1 mol H2O(l)没有参与反应；过程③中没有发生反应，只是从体系中放出O2(g)，正好与过程①中吸收的O2(g)抵消，所以，ΔH3＝0。

据盖斯定律“如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的”得：

ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－726.64 kJ/mol＋563.58 kJ/mol＝－163.06 kJ/mol。

（2）叠加法

据燃烧热有：CH3OH(l)＋3/2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－726.64 kJ/mol

CO2(g)＋H2O(l)HCHO(g)＋O2(g) ΔH2＝＋563.58 kJ/mol

两个热化学方程式叠加得：

CH3OH(l) ＋1/2O2(g)HCHO(g)＋H2O(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－726.64 kJ/mol＋563.58 kJ/mol＝－163.06 kJ/mol。

答案：CH3OH(l)＋1/2O2(g)HCHO(g)+H2O(l)的反应热△H＝－163.06 kJ/mol。

例3：在101 kPa25℃时，1mol某液态烷烃CnH2n+2(l)完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时，放出热量5518 kJ。并测得以下三个反应的反应热：

① nC(s)＋(n＋1)H2(g)CnH2n+2(l) ΔH1＝－202.2 kJ/mol

② C(s)＋O2(g)==CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ/mol

③ H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ/mol

请写出该烷烃燃烧的热化学方程式。

解析：由题意知该烷烃的燃烧热为5518 kJ/mol。本题的关键是要运用盖斯定律确定烷烃分子 中n的值。

解法一：

将反应①改写成 ④ CnH2n+2(l)nC(s)＋(n＋1)H2(g) ΔH4＝＋202.2 kJ/mol

将反应②×n得　⑤　nC(s)＋nO2(g)==nCO2(g) ΔH5＝－393.5n kJ/mol

将反应③×(n＋1)得　⑥　(n＋1)H2(g)＋(n＋1)/2O2(g)==(n＋1)H2O(l)

ΔH6＝－285.8(n＋1) kJ/mol

④＋⑤＋⑥得：

CnH2n+2(l)＋(3n＋1)/2O2(g)nCO2(g)＋(n＋1)H2O(l) ΔH＝ΔH4＋ΔH5＋ΔH6

因为该烷烃的燃烧热为5518 kJ/mol，所以该反应的反应热ΔH＝－5518 kJ/mol。则

－5518 kJ/mol＝＋202.2 kJ/mol＋(－393.5n kJ/mol )＋[－285.8(n＋1) kJ/mol] 解之，n＝8。因此，该烷烃燃烧的热化学方程式：C8H18(l)＋25/2O2(g) 8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5518 kJ/mol

解法二：根据烷烃燃烧通式，该反应的热化学方程式可表示为：

CnH2n+2(l)＋(3n＋1)/2O2(g)nCO2(g)＋(n＋1)H2O(l) ΔH＝－5518 kJ/mol

图中 ΔH0＝0，因为这一步只是从混合气中放出O2(g)，并未发生化学反应，无反应热可言。据盖斯定律有： ΔH＝（－ΔH1）＋nΔH2＋(n＋1)ΔH3

－5518 kJ/mol＝202.2 kJ/mol－393.5n kJ/mol－285.8(n＋1) kJ/mol 解之，n＝8。

因此，该烷烃燃烧的热化学方程式：C8H18(l)＋25/2O2(g) 8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5518 kJ/mol

答案：C8H18(l)＋25/2O2(g) 8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5518 kJ/mol

点评：运用盖斯定律求解反应热的问题，其基本方法无非是图解法或热化学方程式的叠加法。只要把握住“化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关”这一实质，找出反应的途径，或是将有关热化学方程式进行变形叠加，一切问题便迎刃而解。值得一提的是，叠加法在进行反应热计算时是简单又常用的方法。

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