孟凡盛

反應(yīng)原理題是化學(xué)中常見的大題，一般以與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密的物質(zhì)為背景材料，以圖表、計算等大雜燴形式出現(xiàn)。由于其所包含的各小題之間有一定的獨立性，我們可以采取大題化小的方法，將其各個突破，逐一得分。

得分點之反應(yīng)熱的求算

反應(yīng)原理題中，化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化及反應(yīng)熱的相關(guān)計算是很常見的一個考向。

1.反應(yīng)熱的數(shù)值等于形成新鍵釋放的總能量與斷鍵所吸收的總能量之差，放熱反應(yīng)ΔH的符號為“-”，吸熱反應(yīng)ΔH的符號為“+”。

2.蓋斯定律的運用技巧：參照目標熱化學(xué)方程式設(shè)計合理的反應(yīng)途徑，對原熱化學(xué)方程式進行恰當變形（反寫、乘除某一個數(shù)），然后方程式之間進行加減，從而得出求算新熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱ΔH的關(guān)系式。

【例】金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金以及燈泡的燈絲。高溫下，在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢，其總反應(yīng)：

WO3（s）+3H2（g）W（s）+3H2O（g）

請回答下列問題：

（1）上述總反應(yīng)過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表所示：

溫度/℃ 25～550～600～700

主要成分 WO3 W2O5 WO2 W

第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；580℃時，固體物質(zhì)的主要成分為 ；假設(shè)WO3完全轉(zhuǎn)化為W，則三個階段消耗H2的物質(zhì)的量之比為 。

（2）已知：溫度過高時，WO2（s）轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2（g）；

WO2（s）+2H2（g）W（s）+2H2O（g）

ΔH=+66.0 kJ·mol-1

WO2（g）+2H2（g）W（s）+2H2O（g）

ΔH=-137.9kJ·mol-1

則WO2（s）WO2（g）的ΔH= 。

（3）鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細，加入I2可延長燈管的使用壽命，其工作原理為W（s）+2I2（g）WI4（g）。下列說法正確的有 。

a.燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用

b.WI4在燈絲上分解，產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上

c.WI4在燈管壁上分解，使燈管的壽命延長

d.溫度升高時，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率減慢

解析：（1）第一階段的化學(xué)方程式為2WO3+H2W2O5+H2O，第二階段的化學(xué)方程式為W2O5+H22WO2+H2O，第三階段的化學(xué)方程式為WO2+2H2W+2H2O，所以三個階段消耗H2的物質(zhì)的量之比為1∶1∶4。（2）根據(jù)蓋斯定律可知，①-②即得到WO2（s）WO2（g），所以ΔH=+66kJ/mol+137.9kJ/mol=+203.9kJ/mol。（3）該反應(yīng)在不同溫度下，反應(yīng)進行的方向是不同的。高溫下生成單質(zhì)碘，而溫度降低后，又消耗碘，所以燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用，a正確；由該方程式可知，WI4在燈絲上分解，產(chǎn)生的W會沉積在燈絲上，b正確，c不正確；升高溫度，反應(yīng)速率都是增大，d不正確。

答案：（1）2WO3+H2W2O5+H2O W2O5、

WO2 1∶1∶4 （2）+203.9kJ·mol-1 （3）ab

【方法技巧】1.利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的模式與要領(lǐng)

（1）計算模式

（2）計算要領(lǐng)

①當反應(yīng)方程式乘以或除以某數(shù)時，ΔH也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。

②反應(yīng)方程式進行加減運算時，同種物質(zhì)之間可相加減，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“+”“-”，即把ΔH看作一個整體進行運算。

③通過蓋斯定律計算反應(yīng)熱和比較反應(yīng)熱的大小時，要把ΔH看作一個整體。

④在反應(yīng)過程時常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣時，會吸熱；反之會放熱。

⑤當反應(yīng)逆向進行（即將一個熱化學(xué)方程式顛倒）時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。

【總結(jié)完善】書寫熱化學(xué)方程式的六大要點

（1）注意ΔH的符號和單位

若為放熱反應(yīng)，ΔH為“-”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“+”。ΔH的單位為kJ·mol-1。

（2）注意反應(yīng)熱的測定條件

書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明ΔH的測定條件（溫度、壓強），但絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101325Pa下測定的，此時可不注明溫度和壓強。

（3）注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)

熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。

（4）注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)

反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。

（5）注意ΔH的數(shù)值與符號

熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，因此熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號相反。

（6）注意燃燒熱和中和熱

【真題演練】（2014·新課標Ⅰ）乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯直接水合法或間接水合法生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯（C2H5OSO3H），再水解生成乙醇。寫出相應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（2）已知：

甲醇脫水反應(yīng)①2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+

H2O（g） ΔH1=-23.9kJ·mol-1

甲醇制烯烴反應(yīng)②2CH3OH（g）=C2H4（g）+

2H2O（g） ΔH2=-29.1kJ·mol-1

乙醇異構(gòu)化反應(yīng)③CH3CH2OH（g）=CH3OCH3（g）

ΔH3=+50.7kJ·mol-1

則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4（g）+H2O（g）=

CH3OCH3（g） ΔH= kJ·mol-1；與間接水合法相比，氣相直接水合法的優(yōu)點是 。

（3）如圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系，其中n（H2O）︰n（C2H4）=1︰1。

①列式計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù)K= 。（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）

②圖中壓強（p1、p2、p3、p4）的大小順序為 ，理由是 。

③氣相直接水合法常采用的工藝條件：磷酸/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290℃，壓強6.9MPa，n（H2O）︰n（C2H4）=0.6︰1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5℅。若要進一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率，除了可以適當改變反應(yīng)溫度和壓強，還可以采取的措施有 、 。

【參考答案】（1）C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+H2SO4 （2）-45.5 污染小，腐蝕性小等 （3）①

②p1

（以上摘選自《高考沖關(guān)2016年理綜特刊》）