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讨论“反应热”考题中的若干问题黄明建整理目前，高中化学关于反应热的知识考查目标主要有两点：1、“反应热”以及与反应热相关的“燃烧热”、“中和热”、“焓变”、“键能”等概念。2、有关反应热的计算（包括对相关物理量的规范表述），尤其是对盖斯定律的理解和应用。此外，就是考查对相关坐标图象和数据表格的解读能力。需要说明的是，利用反应物和生成物所含化学键的键能计算出的反应热或ΔH，通常只是近似值。因为反应热（或ΔH）的大小不仅与物质所含化学键的键能有关，还与物质的状态变化（相变焓）等因素有关。并且，现行高中化学选修4在“焓变反应热”一节中所说的化学键的键能实际是特指共价键。这又引出一个问题：并不是所有物质都含有共价键，例如氯化钠晶体，其中Na+和Cl－是通过离子键结合的，而离子键的强度并不是用“键能”而是用晶格能来衡量。这些都需要教师在解读教材时引起注意，以便在教学中把握好度。一组关于反应热的试题解析1.（2012江苏卷，4）某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。下列有关叙述正确的是()A．该反应为放热反应B．催化剂能改变该反应的焓变C．催化剂能降低该反应的活化能D．逆反应的活化能大于正反应的活化能【解析】考生对该图应有的理解主要集中在三点：（1）ΔH的大小和正负值是由反应物和生成物的总能量相对高低来决定的，与催化剂的使用与否无关；（2）图象所示催化剂能降低该反应的活化能，加快化学反应速率；（3）催化剂的使用虽然不能改变该反应的焓变值，但能通过改变化学反应速率来影响实际反应中的温差。这类题在设计考点时通常不全面展开，本题也没有以第（3）点来设计考点，难度较低。依据图中生成物的总能量高于反应物的总能量，反应为吸热反应，A错；反应的焓变只与反应物与生成物的总能量差有关，与活化能大小无关；图象也显示催化剂可降低反应的活化能而影响反应速率，但不会影响焓变，故B错，C正确；图中E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，E1＞E2，D错误。【答案】C2．（2011上海卷，11）根据碘与氢气反应的热化学方程式（1）I2(g)＋H2(g)⇌2HI(g)ΔH＝－9.48kJ/mol（2）I2(s)＋H2(g)⇌2HI(g)ΔH＝＋26.48kJ/mol下列判断正确的是()A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定D．反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低【解析】该题要求考生具备以下认知：（1）无论是可逆反应还是不可逆反应，ΔH是由实际参加反应．．．．．．的物质的量及状态决定，不能单由反应中提供的某物质的量决定；（2）对于相同量的同一物质，应该是物质处于固态时比气态时的能量要低；相同状态的同一物质，其能量大小就相同，稳定性也相同。因为上述反应是可逆反应，所提供254gI2(g)不可能全部转化成2molHI(g)，A错；利用盖斯定律由（1）－（2），得：I2(g)=I2(s)ΔH＝－35.96kJ/mol，即1mol固态碘比1mol气态碘所含的能量低35.96kJ，B错；因为两个反应中HI存在的状态完全相同，故同样稳定，C错；因为相同量的H2(g)的能量相等，又由上述分析已知：相同物质的量的I2(s)比I2(g)能量低，故D正确。【答案】D3．（2013重庆卷，6）已知：P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH=akJ·mol－1P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH=bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P－Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1，下列叙述正确的是A．P－P键的键能大于P－Cl键B．可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl－Cl键的键能为（b－a+5.6c）/4kJ·mol－1D．P－P键的键能为（5a－3b+12c）/8kJ·mol－1【解析】该题要求考生能够了解：（1）通常是原子半径越大，形成的共价键的键长越长，键能越小；（2）具有正四面体结构的P4分子中含有6个P－P键；（3）化学键的键能是表示断开1摩尔化学键所需要吸收的能量，为正值；（4）热化学方程式中ΔH≈∑(反应物的键能)－∑(生成物的键能)，即焓变约等于反应物断键时吸收的能量与生成物成键时放出能量的代数和。并要求考生能够合理运用盖斯定律。因为P原子比Cl原子半径大，故推测很可能P－P键小于P－Cl键的键能，A错；因不知道PCl5(g)转化成PCl5(s)的热效应，所以无法确定Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的ΔH，B错；设P－P键的键能为x，Cl－Cl键的键能为y，得方程组：6x+6y－12×1.2c=a……①6x+10y－20c=b……②解得：x=(5a－3b+12c)/12kJ·mol－1，y=(b－a+5.6c)/4kJ·mol－1。C对、D错。【答案】C与命题者探讨：该题设计有值得商榷之处。选项A的设置不太严谨，考生没有确切的依据判断其正误。首先，上述原子半径大小与键长、键能的对应关系只是一般性规律，事实上有不符合这一规律的例证（如C－H和N－H），试题又没有提供更确切的信息帮助考生认定A项的正误，所以关于A的判断就显得有点勉强；若依据磷与氯气反应是放热反应的实验事实，也只能推断P4和Cl2分子中至少有一种所含化学键比P－Cl键的键能大，当然还可以进一步猜想P－P键可能小于P－Cl键的键能，但也只能是“猜想”而已，仍然没有更充分理由对A的正误作定论。不过，本题C选项无疑是正确的，又因为答题要求已经提示：每小题“只有一项符合要求”，所以用排除法舍去A，也是一种解决问题的思路。4．已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列结论正确的是()A．碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1B．①的反应热为221kJ·mol－1C．稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ·mol－1D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量【解析】这是一道比较流行的试题，考查的知识点很明确，即反应热、燃烧热和中和热。但该题给出答案却引发了争议。原题解析是：A项考查的是燃烧热概念的两个点：“1mol纯物质燃烧”和“生成稳定的化合物”，从前一个点看，数据已换算成对应1mol纯物质的数值，但是生成的CO不是稳定的化合物，碳燃烧生成的CO2才是稳定的化合物，该反应不能表示碳的燃烧热。CO燃烧生成CO2还要放出热量，故碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1，即A是正确的；B选项考查的是燃烧热和反应热的区别。反应热表示吸热反应和放热反应两种反应的能量变化，正确表述应为“①的反应热为－221kJ·mol－1”；C选项考查中和热与反应热的区别。中和反应一定是放热反应，中和热是指在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1mol水放出的热量，正确表述为“稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol－1”；D选项从更深层次考查中和热的概念，稀醋酸电离是吸热过程，中和热应小于57.3kJ·mol－1。争议是：燃烧热和中和热究竟应该是正值还是负值？【商榷】我个人倾向：从热力学的概念上讲，燃烧热和中和热都属于反应热，都是特定物理量的专用名词，因此在使用时不应该以过时的惯例或者是语言习惯来违犯现行的相关物理量的使用规范。无论是燃烧热还是中和热，都是体系向环境放热。所以，燃烧热、中和热应遵循“反应热”的表述规范，为负值。【答案】C