高考反應(yīng)熱問題解法例談

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

 

反應(yīng)熱是研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化的重要概念,反應(yīng)熱問題則是高考的重點(diǎn)內(nèi)容,處理好相關(guān)題目的關(guān)鍵是深刻理解概念,掌握解題方法。

 

一、概念本質(zhì)剖析

 任何化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行過程中都伴隨著能量的變化,而這種能量常以熱能的形式表現(xiàn)出來(lái),此熱能的大小之度量以及反應(yīng)過程中吸、放熱情況都可以用到反應(yīng)熱的概念。

要點(diǎn):⑴符號(hào):ΔH

⑵單位:kJ/ol。

⑶判斷:ΔH= ∑E(生成物)-∑E(反應(yīng)物) 其中∑E表示物質(zhì)具有的總能量。

        具體地:

①若ΔH>0 ∑E(生成物)> ∑E(反應(yīng)物),物質(zhì)所具能量升高,反應(yīng)吸熱。

②若ΔH<0 ∑E(生成物)< ∑E(反應(yīng)物),物質(zhì)所具能量降低,反應(yīng)放熱。

 

二、解題方法總結(jié)

 

1.圖像分析法

    

     圖像的特點(diǎn)是直觀、形象,尤其適合問題分析與推斷時(shí)使用。

 

例1 (2004年全國(guó))已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:     

 

       C(石墨)+O2(g)=CO2(g)     △H=-393.51 kJ·ol-1

 

C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)   △H=-395.41 kJ·ol-1

 

據(jù)此判斷,下列說法中正確的是(    )。

 

 A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低

 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高

 C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低

  D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高

 

 解析:根據(jù)題意知石墨與金剛石的燃燒都為放熱反應(yīng),據(jù)此作出下圖。

 

            

      由圖很容易看出,金剛石能量比石墨能量要高,即完成由石墨制備金剛石的過程需要吸熱。故答案為 A

 2.鍵能計(jì)算法

反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的斷裂與形成過程中的能量變化的綜合,鍵能直接反映了化學(xué)鍵的斷裂與形成過程中的能量變化,因此反應(yīng)熱與鍵能有著密切的聯(lián)系,可以通過鍵能計(jì)算出反應(yīng)熱。

 具體地:

ΔH=∑E(生成物)-∑E(反應(yīng)物)=∑U(反應(yīng)物)-∑U(生成物)

其中∑E表示物質(zhì)具有的總能量,∑U表示物質(zhì)所含化學(xué)鍵的總鍵能。

 例2 已知H-H鍵能為436 KJ/ol,H-N鍵能為391 KJ/ol,根據(jù)熱化學(xué)方程式

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); ΔH= -92.4KJ/ol,則 N≡N的鍵能是( 。

A.431 KJ/ol    B.946 KJ/ol    C.649 KJ/ol   D.869 KJ/ol

 解析:ΔH=U(N≡N)+3U(H-H)-6U(N-H)= -92.4 KJ/ol

代入相應(yīng)數(shù)據(jù),計(jì)算得E(N≡N)= 945.6 KJ/ol 故選擇B

 3.定義解析法

燃燒熱和中和熱是反應(yīng)熱的兩個(gè)基本概念,它們的考查多圍繞定義展開,因此,理解定義內(nèi)容、抓住定義要點(diǎn)是解題的關(guān)鍵。

 ⑴燃燒熱定義:在101 kPa時(shí),1 ol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。

 定義要點(diǎn):

 ①規(guī)定在101 kPa壓強(qiáng)下測(cè)出熱量,因?yàn)閴簭?qiáng)不定,反應(yīng)熱數(shù)值不相同。

 ②規(guī)定以1 ol可燃物作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)定,因此在計(jì)算燃燒熱時(shí),熱化學(xué)方程式里其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。

 ③規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn)。

 ④燃燒熱為放出的熱量,故為正值。

 ⑵中和熱定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。

  定義要點(diǎn):

 ①必須是酸和堿的稀溶液,因?yàn)闈馑崛芤汉蜐鈮A溶液在相互稀釋時(shí)會(huì)放熱。

 ②強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)才能保證H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)中和熱均為  57.3 kJ?ol-1,而弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中由于電離吸收熱量,其中和熱小于57.3 kJ ol-1。

 ③以生成1 ol水為基準(zhǔn),測(cè)定放出來(lái)的熱量,因此書寫它們的熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)以生成1 ol水為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

 例3(2006天津)

已知反應(yīng):①101 kPa時(shí),2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H=-221 kJ/ol

②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1);△H=-57.3 kJ/ol

下列結(jié)論正確的是(  。

A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ/ol

B.①的反應(yīng)熱為221 kJ/ol

C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為-57.3 kJ/ol

D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 ol水,放出57.3 kJ熱量

解析:A項(xiàng)考查燃燒熱的概念, 根據(jù)燃燒熱的定義要點(diǎn),結(jié)合題給信息,由C(s)到CO(g),CO(g)到CO2(g)的過程均為放熱過程,故A正確。

B項(xiàng)考查反應(yīng)熱的概念,反應(yīng)熱要注意正負(fù)號(hào),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),故①的反應(yīng)熱為-221 kJ/ol,故B錯(cuò)誤。

C項(xiàng)考查中和熱的概念,中和熱為放出的熱量,為正值,故C錯(cuò)誤。

D項(xiàng)要注意醋酸為弱酸,電離時(shí)要吸收熱量,則最終放出的熱量將小于57.3 kJ。

        4.蓋斯定律法

1840年,俄國(guó)化學(xué)家蓋斯從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出一條規(guī)律:化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。

 即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(能量)只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同,這就是蓋斯定律。如:

      

有:△H1=△H2+△H3+△H4

蓋斯定律的主要應(yīng)用是計(jì)算無(wú)法直接用實(shí)驗(yàn)測(cè)量的反應(yīng)之反應(yīng)熱。

 例4 (2006年江蘇)

下列各組熱化學(xué)方程式中,化學(xué)反應(yīng)的△H前者大于后者的是( 。

①C(s)+O2(g)==CO2(g);△H1          C(s)+ O2(g)==CO(g);△H2

②S(s)+O2(g)==SO2(g);△H3           S(g)+O2(g)==SO2(g);△H4

③H2(g)+ 1/2O2(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

 

解析:

 

         

 ③根據(jù)物質(zhì)變化與能量變化一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,可知發(fā)生同樣的燃燒反應(yīng),物質(zhì)的量越多,放出的熱量越多,則|△H5 |<|△H6|,即△H5>△H6

 ④碳酸鈣分解吸收熱量,ΔH7>0;CaO下H2O反應(yīng)放出熱量,ΔH8<0,顯然 ΔH7>ΔH8

故答案為C

 此題中的①、②的確定就是根據(jù)蓋斯定律。

 利用蓋斯定律解題的關(guān)鍵為:合理設(shè)計(jì)變化過程。

 總之,解決反應(yīng)熱問題的一個(gè)基本思路就是抓住定義要點(diǎn)、選擇最佳方法,從而以不變應(yīng)萬(wàn)變,在高考中取勝。

 

 


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/706750.html

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