例析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化在高考中的考查方式

吳書亮

[摘 要]化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是江蘇化學(xué)高考的一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。高考中常見的考點(diǎn)主要有對反應(yīng)熱（焓變）等概念的考查、對熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷的考查、對反應(yīng)熱大小比較的考查、對反應(yīng)熱計(jì)算的考查、對蓋斯定律應(yīng)用的考查。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)反應(yīng)；能量變化；考查方式；高考化學(xué)

[中圖分類號] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）17-0071-02

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是江蘇化學(xué)高考命題的一個(gè)熱點(diǎn)。《2018年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試化學(xué)科說明》要求學(xué)生知道化學(xué)變化中常見的能量轉(zhuǎn)化形式，能說明化學(xué)變化中能量轉(zhuǎn)化的主要原因，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱（焓變）等概念，能正確書寫熱化學(xué)方程式，能根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算。高考考查這部分知識(shí)，利于倡導(dǎo)國民提高“節(jié)能減排”的意識(shí)，樹立“綠水青山就是金山銀山”的意識(shí)。筆者現(xiàn)就高考中該部分內(nèi)容的一些常見考查方式做一個(gè)小結(jié)，希望能給師生帶來幫助。

考點(diǎn)一 對反應(yīng)熱（焓變）等概念的考查

考點(diǎn)點(diǎn)擊：在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，所吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱；在恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變，用ΔH表示；在化學(xué)反應(yīng)中能量的變化通常以熱量等形式表現(xiàn)出來，吸收熱量的反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)的ΔH>0，放出熱量的反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)的ΔH<0。

【例1】下列說法正確的是（ ）。

A.需要加熱的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)

B.CO（g）的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1，則2CO2（g） =2CO（g）+O2（g）反應(yīng)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1

C.動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過程

D.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

解析：反應(yīng)是否需要加熱與該反應(yīng)的熱效應(yīng)無關(guān)，很多需要加熱的反應(yīng)，如燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；CO（g）燃燒熱是283.0 kJ·mol-1，即CO（g）+1/2O2（g）=CO（g）的反應(yīng)的ΔH=-283.0 kJ·mol-1，故該反應(yīng)的逆反應(yīng)的ΔH=+283.0 kJ·mol-1，B正確。動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的氧化反應(yīng)為動(dòng)物提供了能量，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能的過程，C錯(cuò)誤；燃燒熱是指在一定條件下（25℃、101 kPa），1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物（如水為液態(tài)、碳氧化成CO2）所放出的熱量，D錯(cuò)誤。

答案：B。

點(diǎn)評：解答此類問題時(shí)，首先要弄清楚概念的內(nèi)涵和外延，抓住概念中的關(guān)鍵字詞進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

注意：①燃燒熱定義中的“完全燃燒”是指物質(zhì)中的下列元素轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)的物質(zhì)與狀態(tài)：如C→CO2（g），H→H2O（l），S→SO2（g）等。②燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此書寫熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)或增加相應(yīng)的倍數(shù)。③對于中和熱、燃燒熱，用文字描述時(shí)不帶負(fù)號，但其焓變（ΔH）是負(fù)值。

考點(diǎn)二 對熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷的考查

考點(diǎn)點(diǎn)擊：熱化學(xué)方程式書寫步驟如下：一寫方程式，即寫出配平的化學(xué)方程式；二標(biāo)狀態(tài)，即用g、l、s、aq表明物質(zhì)的聚集狀態(tài)；三標(biāo)條件，即標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，如為常溫常壓，則不需注明；四標(biāo)ΔH，即在方程式后寫ΔH并注明“+”或“-”；五標(biāo)數(shù)值，即根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算寫出ΔH的值。

點(diǎn)評：解此類題的要點(diǎn)：①放熱反應(yīng)ΔH為“-”，吸熱反應(yīng)ΔH為“+”，單位一定為kJ·mol-1，英文字母g、l、s分別表示氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。②反應(yīng)熱的數(shù)值必須與化學(xué)計(jì)量數(shù)相對應(yīng)，即ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。③熱化學(xué)方程式不必注明“↑”或“↓”，也不必注明反應(yīng)條件。

注意：判斷熱化學(xué)方程式正誤時(shí)主要抓住物質(zhì)的狀態(tài)和反應(yīng)熱的大小來進(jìn)行。

考點(diǎn)三 對反應(yīng)熱大小比較的考查

考點(diǎn)點(diǎn)擊：反應(yīng)熱的大小一般從以下幾個(gè)方面加以比較：一是物質(zhì)的反應(yīng)程度，反應(yīng)程度越大，能量變化越多；二是物質(zhì)的聚集狀態(tài)，通常是氣體>液體>固體；三是反應(yīng)的類型，吸熱反應(yīng)的ΔH為正值，而放熱反應(yīng)的ΔH為負(fù)值；四是方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)，化學(xué)計(jì)量數(shù)如果呈倍數(shù)關(guān)系，則ΔH也呈相應(yīng)的倍數(shù)關(guān)系。

解析：碳完全燃燒放出的熱量多，但放熱越多，ΔH越小，因此①中的ΔH前者小于后者；固態(tài)S的能量低于氣態(tài)S的能量，所以氣態(tài)S燃燒放出的熱量多，則②中的ΔH前者大于后者；③中前者是1 mol氫氣，后者是2 mol氫氣，所以后者放熱多，則ΔH前者大于后者；④中前者是吸熱反應(yīng)，后者是放熱反應(yīng)，所以ΔH前者大于后者。

答案：C。

點(diǎn)評：化學(xué)反應(yīng)中ΔH大小比較時(shí)要充分考慮以下幾個(gè)方面：1.物質(zhì)所處的狀態(tài)；2.反應(yīng)是吸熱還是放熱；3.化學(xué)計(jì)量數(shù)等。

考點(diǎn)四 對反應(yīng)熱計(jì)算的考查

考點(diǎn)點(diǎn)擊：計(jì)算ΔH的方法通常有兩種：方法一，ΔH =生成物具有的總能量-反應(yīng)物具有的總能量；方法二，ΔH=反應(yīng)物總鍵能（斷開舊化學(xué)鍵吸收的總能量）-生成物總鍵能（生成新化學(xué)鍵釋放的總能量）。

點(diǎn)評：常見反應(yīng)熱計(jì)算類型：根據(jù)燃燒熱的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、根據(jù)鍵能進(jìn)行計(jì)算、利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，比較難的是利用鍵能進(jìn)行計(jì)算。

注意：利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)一定要弄清各物質(zhì)中鍵的個(gè)數(shù)。

考點(diǎn)五 對蓋斯定律應(yīng)用的考查

考點(diǎn)點(diǎn)擊：蓋斯定律可以表示為：

點(diǎn)評：找出目標(biāo)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)在已知熱化學(xué)方程式中的位置；根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和位置對已知熱化學(xué)方程式進(jìn)行處理，得到變形后的新熱化學(xué)方程式；將新熱化學(xué)方程式進(jìn)行加減（反應(yīng)熱也需相應(yīng)加減）得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式。

注意：題目中所給的熱化學(xué)方程式不一定都要用到。

總之，隨著課程改革的推進(jìn)，結(jié)合社會(huì)生產(chǎn)生活實(shí)際，依托當(dāng)今社會(huì)熱點(diǎn)問題，如能源問題、環(huán)境污染問題等為背景材料設(shè)置問題，這類問題能較好地考查學(xué)生分析問題、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，主要以選擇題、填空題、計(jì)算題等形式進(jìn)行考查。試題除在選擇題中直接考查對能量轉(zhuǎn)化的判斷、對吸放熱的判斷、對反應(yīng)熱的內(nèi)涵的理解外，更重要的是以熱化學(xué)方程式的書寫為載體，對應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算以及各種平衡體系中的熱效應(yīng)等進(jìn)行綜合考查。因此，在平時(shí)學(xué)習(xí)中學(xué)生要注意總結(jié)，多積累基礎(chǔ)知識(shí)，提高基本技能，有針對性地加強(qiáng)訓(xùn)練。

（責(zé)任編輯 羅 艷）