1.了解反應熱、吸熱反應、放熱反應的概念;
2.了解反應熱和焓變的涵義,了解焓變的表示符號(ΔH)及其常用單位(kJ/mol),認識ΔH的“-”、“+”與放熱反應和吸熱反應的對應關系;
3.掌握熱化學方程式的涵義和書寫方法;
4.了解蓋斯定律的涵義,能用蓋斯定律進行有關反應熱的計算。
【知識梳理】
一、反應熱、放熱反應和吸熱反應的關系
1.反應熱是指 。在化學實驗中,通常遇到的反應是在敞口容器下進行的,此時的反應熱等于 ,用符號 表示,單位一般采用 。
2.從化學鍵角度看,反應熱近似等于 。
3. 的化學反應是放熱反應, 的化學反應是吸熱反應.從能量的角度來看,放熱反應是由于 ,吸熱反應是由于 .如圖中,a表示 ,b表示 ,該反應的ΔH。埃袑W常見的放熱反應有 ;吸熱反應有 .
二、反應熱和焓變
1.焓和焓變
(1)焓
(2)焓變(ΔH) ΔH = H(產物)― H(反應物)
2.反應熱
⑴定義:
⑵符號:用△H表示 ⑶單位;一般采用
⑷可直接測量,測量儀器叫量熱計
⑸反應熱產生的原因(微觀討論)
以H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)為例:
①化學鍵斷裂時需要吸收熱量
②化學鍵形成時要釋放熱量
吸熱和放熱的差值即為反應熱
(6)反應熱表示方法
反應熱是表示化學反應過程中整個體系的能量(即焓)增加或者減少的量值,
ΔH =H產物―H反應物
焓增加→吸熱→則用“ ”表示;
焓減少→放熱→則用“ ”表示。(填“+”或“-”)
3.反應熱的計算
(1)根據鍵能數據計算;ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
(2)根據熱化學方程式計算;將ΔH看作熱化學方程式中的一項,再按有關方程式的計算步驟、格式進行計算,得出有關數據。
(3)蓋斯定律
三、熱化學方程式
1.熱化學方程式的概念: 的化學方程式,叫做熱化學方程式。熱化學方程式不僅表示了化學反應中的 變化,也表明了化學反應中的 變化。
2.書寫熱化學方程式時的注意點
(1)要注明 ,但中學化學中所用ΔH的數據一般都是在101kPa和25℃時的數據,因此可不特別注明;
(2)需注明ΔH的“+”與“―”,“+”表示 ,“―”表示 ;比較ΔH的大小時,要考慮ΔH的正負。
(3)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。g表示 ,l表示 ,s表示 ;
(4)各物質前的化學計量數表示 ,可以是整數也可以是分數。
四、蓋斯定律及其應用
蓋斯定律:化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關,而與具體反應進行的途徑無關,如果一個反應可以分幾步進行,則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成的反應熱是相同的,這就是蓋斯定律。
【典例精析】
例1.對下列化學反應熱現(xiàn)象,不正確的說法是 ( )
A.放熱的反應發(fā)生時不必加熱
B.化學反應一定有能量變化
C.吸熱反應需要加熱后才能發(fā)生
D.化學反應熱效應數值與參加反應物質多少有關
解題體會:
例2.下列各組熱化學方程式中,化學反應的△H前者大于后者的是 ( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1 C(s)+12O2(g)===CO(g);△H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)===SO2(g);△H4
③H2(g)+12O2(g)===H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s);△H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
解題體會:
例3.甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是 ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g); △H= + 49.0 kJ?mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJ?mol-1
下列說法正確的是 ( )
A.CH3OH的燃燒熱為192.9 kJ?mol-1
B.反應①中的能量變化如右圖所示
C.CH3OH轉變成H2的過程一定要吸收能量
D.根據②推知反應: CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9kJ?mol-1
解題體會:
例4. ( )已知在1×105Pa,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);△H= +242kJ?mol-1
B. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l);△H= -484kJ?mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g);△H= +242kJ?mol-1
D. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g);△H= +484kJ?mol-1
解題體會:
例5.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);△H= ―571.68kJ?mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H= ―282.9kJ?mol-1
某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量,同時生成3.6g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質的量之比為 ( )
A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.2:3
解題體會:
例6.在25℃、101kPa下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,下列熱化學方程式正確的是 ( )
A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H= +725.8 kJ/mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -1452 kJ/mol
C.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -725.8 kJ/mol
D.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= +1452 kJ/mol
解題體會:
例7. 科學家蓋斯曾提出:“不管化學過程是一步完成或分幾步完成,這個總過程的熱效應是相同的。”利用蓋斯定律可測某些特別反應的熱效應。
① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s); △H1=-2983.2kJ/mol
② P (s,紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s);△H2=-738.5kJ/mol
則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式 。相同的狀況下,能量較低的是 ;白磷的穩(wěn)定性比紅磷 (添“高”或“低”)。
例8.CH3-CH3→CH2=CH2+H2,有關化學鍵的鍵能如下:
化學鍵C-HC=CC-CH-H
鍵能(kJ/mol)414.4615.3347.4435.3
試計算該反應的反應熱。
解題體會:
【反饋練習】
1.化學反應中常常伴有能量變化,下列說法錯誤的是 ( )
A 原電池是將部分化學能轉化為電能
B TNT爆炸是將部分化學能轉化為動能
C 鋁熱反應是將部分化學能轉化為熱能
D 甲烷燃燒是將全部的化學能轉化為熱能
2.分析右面的能量變化示意圖,確定下列選項中正確的是( )
A.2 A(g)+ B(g) 2 C(g);△H<0
B.2 A(g)+ B(g) 2 C(g); △H>0
C.2A + B 2 C;△H<0
D.2C 2 A +B ;△H<0
3.已知在25、101Kpa下,1g C8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40KJ熱量。則表示上述反應的熱化學方程式正確的是 ( )
A. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g);△H =-96.80KJ/mol
B. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);△H =-11035.20KJ/mol
C. 2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);△H =+11035.20KJ/mol
D. 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g);△H =-96.80KJ/mol
4.使18g焦炭發(fā)生不完全燃燒,所得氣體中CO占1/3體積,CO2占2/3體積,已知:
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-Q1kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-Q2kJ/mol
與這些焦炭完全燃燒相比較,損失的熱量是 ( )
A.1/2Q2 kJ B.1/3Q2 kJ C.1/3(Q1+Q2)kJ D.1/3Q1 kJ
5.現(xiàn)有 CO,H2,CO2組成的混合氣體116.6升(標況),經完全燃燒后放出的總熱量為867.9KJ,并生成18克H2O(L),已知2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(L);△H=-571.6KJ/mol ,CO(g)+1/2O2=CO2 (g); △H=-282.8KJ/mol,則燃燒前混合氣體中CO的體積分數最接近于 ( )
A 80% B 60% C 40% D 20%
6.肼(N2H4)是火箭發(fā)動機的一種燃料,反應時N2O4為氧化劑,反應生成N2和水蒸氣。已知:N2(g) + 2O2(g)=N2O4(g); △H=+ 8.7kJ/mol
N2H4(g) + O2(g)=N2(g) + 2H2O(g); △H=?534 kJ/mol
下列表示肼和N2O4反應的熱化學方程式,正確的是 ( )
A. 2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); △H=?1076.7 kJ/mol
B. N2H4(g) + 1/2N2O4(g) =3/2N2(g) + 2H2O(g); △H=?1076.7 kJ/mol
C. 2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); △H=?542.7 kJ/mol
D. 2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(g); △H=?1059.3 kJ/mol
7.根據熱化學方程式(101 KPa) S(s) +O2 (g)=SO2 (g); △H=-297.23KJ/mol分析下列說法不正確的是 ( )
A S的燃燒熱為297.23KJ/mol
B S(g) +O2 (g)=SO2 (g) 放出的熱量大于297.23KJ
C S(g) +O2 (g)=SO2 (g) 放出的熱量小于297.23KJ
D 形成1mol SO2化學鍵所釋放總能量大于斷裂1molS(s)和1molO2 (g)的化學鍵所吸收的總能量
8.已知某溫度下的熱化學方程式:2SO2(氣)+O2(氣) 2SO3;△H= -197KJ/mol,在同溫同壓下,向密閉容器中通入2molSO2和1molO2,達平衡時放出熱量Q1KJ;向另一相同的密閉容器中通入1.5molSO2,0.75molO2和0.5molSO3,達平衡時放出熱量Q2KJ。下列關系正確的是 ( )
A.Q1=Q2=197B.Q1=Q2<197C.Q1
⑴ 寫出H2完全燃燒熱化學方程式
⑵ 若1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸汽,放出熱量 890KJ(填“ =”、“>””<”)
⑶ 若將a mol CH4,CO,H2混合氣體完全燃燒,生成CO2氣體和水蒸汽,則放出熱量(Q)的取值范圍是 ( )
⑷若將a mol CH4,CO,H2混合氣體完全燃燒,生成CO2氣體和水蒸汽,且CO2和H2O物質的量相等,則放出熱量(Q)的取值范圍是
10.已知下列兩個熱化學方程式;
H2(g)+ O2(g)===H2O(1); △H=-285.0kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(1); △H=-2220.0kJ/mol
(1)實驗測得H2和C3H8的混合氣體共5mol,完全燃燒生成液態(tài)水時放熱6262.5kJ,則混合氣體中H2和C3H8的體積比是 。
(2)已知:H2O(1)=H2O(g);△H=+44.0kJ/mol
寫出丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水的熱化學方程式。
11.化學鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成1mol化學鍵時釋放的能量。如:
H(g)+I(g)→H-I(g)+297KJ 即H-I鍵的鍵能為297KJ?mol-1,也可以理解為破壞1mol H-I鍵需要吸收297KJ的熱量;瘜W反應的發(fā)生可以看成舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成。下表是一些鍵能數據。(單位:KJ?mol-1)
鍵能鍵能鍵能
H-H436Cl-Cl243H-Cl432
S=S255H-S339C-F427
C-Cl330C-I218H-F565
C-O347H-O464
閱讀上述信息,回答下列問題:
(1)根據表中數據判斷CCl4的穩(wěn)定性 (填“大于”或“小于”)CF4的穩(wěn)定性。試預測C-Br鍵的鍵能范圍_________
(3)鹵代烴RX在同樣條件下發(fā)生堿性水解反應時,RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反應活性由大到小的順序是_________________________________。
(4)有人認為:H-O鍵的鍵能大于H-S鍵的鍵能,所以H2O的熔沸點高于H2S的熔沸點。你是否贊同這種觀點?如不贊同,請說出你的解釋。
。
12..已知下列反應的熱化學方程式為:
(1) C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol
(2) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H2= -870.3kJ/mol
(3) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H3= -285.8kJ/mol
試計算下列反應的反應熱:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)
13.化學鍵的鍵能是原子間形成1mol化學鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。以下部分共價鍵鍵能數據:H―S 364 kJ/mol,S―S 266 kJ/mol ,S=O 522 kJ/mol ,H―O 464 kJ/mol。
(1)試根據這些數據計算下面這個反應的反應熱:2H2S(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O; △H= ―Q kJ/mol,反應產物中的S實為S8,實際分子是一個8元環(huán)狀分子(如圖)。求Q。
S S S S
S S S S
(2)標準狀況下,將a L H2S與b L SO2混合進行上述反應,當a>2b時,反應放熱多少kJ/mol;當a<2b時,反應放熱多少kJ/mol
化學反應與能量的變化 參考答案
[典例精析]
123456
ACCDACB
7. P4(s,白磷)= 4P (s,紅磷);△H=-29.2 kJ/mol,紅磷 低
8.125.6 kJ/mol
[反饋練習]
12345678
DABACACD
9. ⑴ H2(g)+12 O2(g)=H2O(l);△H=-286kJ?mol-1 ⑵ <
⑶ 283a kJ < Q <890a kJ ⑷ 284.5a kJ < Q < 586.5a kJ
10.(1)1:1;(2)C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g); △H=-2044.0kJ/mol
11.(1)小于 218~330 KJ?mol-1
(2)185 (3)RI> RBr > RCl > RF
(4)不贊同,H2O的熔沸點高于H2S是因為水分子間存在氫鍵,與鍵能無關。(2分)
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/68803.html
相關閱讀:高考百日沖刺誓詞