学年苏教版选修4 专题1微型专题1 化学反应中的热效应 学案Word文件下载.docx
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物质的能量越低越稳定,所以O2比O3稳定,由O2变为O3是吸热反应,C、D项错误。
考点 焓变 反应热
题点 焓变与反应热的综合考查
易误辨析 物质的焓是不易测出的,但可以通过化学反应确定物质的焓的相对大小,当焓相对大时其稳定性差、焓相对小时其稳定性强,即物质的能量越高越不稳定,能量越低越稳定。
相关链接 判断反应是吸热反应还是放热反应的方法
(1)理论分析判断法
①ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量。
当ΔH>0时,反应吸热;
当ΔH<0时,反应放热。
②ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和。
反应物的键能越小,稳定性越弱,破坏它需要的能量就越少;
生成物的键能越大,稳定性越强,形成它释放的能量就越多。
(2)反应条件判断法
反应开始需要加热,而停止加热后,反应亦可继续进行,则为放热反应;
若反应需要持续不断地加热才能进行,则为吸热反应。
(3)规律判断法
①常见的放热反应类型有:
a.金属与H2O或酸的反应;
b.酸碱中和反应;
c.燃烧反应;
d.多数化合反应;
e.常温下的置换反应。
②常见的吸热反应类型有:
a.多数分解反应;
b.C参与的一些反应,如C+H2O(g)CO+H2、CO2+C2CO;
c.NH4Cl与Ba(OH)2·
8H2O的反应。
2.限定条件的反应热的理解
例2 下列热化学方程式,ΔH能正确表示物质燃烧热的是( )
A.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·
mol-1
B.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJ·
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8kJ·
D.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11036kJ·
解析 燃烧热是指在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
考点 燃烧热
题点 表示燃烧热的热化学方程式
规律方法 书写或判断燃烧热的热化学方程式须“三看”
(1)一看可燃物的化学计量数是否为1。
(2)二看元素完全燃烧是否生成稳定氧化物。
(3)三看ΔH是否为“-”及单位是否正确。
相关链接
限定条件反应热的理解与比较
(1)燃烧热的理解:
①研究条件:
25℃、101kPa;
②可燃物的量:
1mol;
③燃烧结果:
C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g);
④表示方法:
ΔH=-akJ·
mol-1(a>
0)。
(2)燃烧热和中和热的比较:
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为“kJ·
mol-1”
不同点
反应物的量
可燃物为1mol
不一定为1mol
生成物的量
不确定
生成的水为1mol
二、热化学方程式
1.热化学方程式的书写
例3 完成下列反应的热化学方程式。
(1)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445kJ热量,则热化学方程式为。
(2)已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为akJ·
mol-1,写出H2S的燃烧热的热化学方程式
。
(3)已知:
N2(g)+H2(g)===N(g)+3H(g) ΔH1=akJ·
N(g)+3H(g)===NH3(g) ΔH2=-bkJ·
NH3(g)===NH3(l) ΔH3=-ckJ·
写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式
(4)已知:
①HF(aq)+OH-(aq)===F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7kJ·
②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
试写出HF电离的热化学方程式。
答案
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·
(2)H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l) ΔH=-akJ·
(3)N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a)kJ·
(4)HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=-10.4kJ·
考点 热化学方程式
题点 热化学方程式的书写
误区警示
(1)漏写物质的聚集状态(漏一种就全错);
(2)ΔH的符号“+”、“-”标示错误;
(3)ΔH的值与各物质化学计量数不对应;
(4)ΔH后不带单位或单位写错(写成kJ、kJ·
mol等)。
1.热化学方程式书写的基本步骤
→→→
2.书写热化学方程式应注意的问题
(1)ΔH的符号和单位
在化学方程式的右边写出ΔH=数值和单位(kJ·
mol-1),吸热反应的ΔH为“+”(“+”常省略),放热反应的ΔH为“-”。
(2)注明反应条件
ΔH与测定条件(温度、压强等)有关,因此书写热化学方程式时需注明ΔH的测定条件。
一般反应ΔH是在25℃、1.01×
105Pa条件下测定的,可以不注明测定条件。
(3)注明物质的聚集状态
ΔH与反应物和生成物的聚集状态有关,因此必须注明物质的聚集状态。
(4)注意ΔH与方程式的系数有关
①热化学方程式中各物质化学式前的系数仅表示该物质的物质的量,而不表示物质的分子个数或原子个数,因此系数可以是整数,也可以是分数。
②ΔH与方程式的系数相对应,若热化学方程式中各物质的系数加倍,则ΔH的数值也加倍。
③若反应逆向进行,则ΔH改变符号,但数值不变。
④根据燃烧热、中和热书写的热化学方程式,要符合燃烧热、中和热的定义。
2.热化学方程式的正误判断
例4 燃烧1g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50kJ,则下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=50kJ·
B.C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1300kJ
C.2C2H2+5O2===4CO2+2H2O
ΔH=-2600kJ·
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
答案 D
解析 本题可结合热化学方程式的书写规则来具体分析。
书写热化学方程式时,ΔH只能写在化学方程式的右边,若为放热反应,则ΔH为“-”;
若为吸热反应,则ΔH为“+”,其单位一般为kJ·
mol-1,故A、B项错误;
并且反应物和生成物的聚集状态不同,反应热的数值可能不同,因此必须在反应方程式中用括号注明反应物和生成物在反应时的聚集状态(s、l、g),故C项错误;
ΔH必须与反应方程式中化学式前面的化学计量数相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。
题点 热化学方程式的正误判断
相关链接 判断热化学方程式正误的“五审”
一审“+”“-”——放热反应ΔH一定为“-”,吸热反应ΔH一定为“+”(“+”常省略)
二审单位——单位一定为“kJ·
mol-1”,易错写成“kJ”或漏写
三审状态——物质的状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错
四审数值——反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应,即ΔH与化学计量数成正比。
当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反
五审是否符合概念——如燃烧热(燃料的化学计量数为1,生成稳定的氧化物)、中和热(H2O的化学计量数为1)的热化学方程式
三、盖斯定律及其应用
1.利用盖斯定律进行焓变的计算
例5 甲醇(CH3OH)广泛用作燃料电池的燃料,可由天然气来合成,已知:
①2CH4(g)+O2(g)===2CO(g)+4H2(g) ΔH=-71kJ·
mol-1,②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-90.5kJ·
mol-1,③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·
mol-1,则甲醇的燃烧热为。
若CO的燃烧热为282.5kJ·
mol-1,则H2的燃烧热为。
答案 764kJ·
mol-1 286kJ·
解析 根据盖斯定律,由(③×
2-①)/2得④CO(g)+2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-854.5kJ·
mol-1,由④-②得CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764kJ·
mol-1,故甲醇的燃烧热为764kJ·
由热化学方程式④得CO的燃烧热+2×
H2的燃烧热=854.5kJ·
mol-1,由此可得H2的燃烧热为286kJ·
误区警示 求总反应的反应热时,不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加,只关注消去不需要的物质,而忽视反应的始态与终态是否一致;
另外,易忽视ΔH的数值和符号要做出相应的变化。
2.利用盖斯定律书写热化学方程式
例6 发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和二氧化氮(NO2)作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)
ΔH=67.7kJ·
mol-1①
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-543kJ·
mol-1②
H2(g)+F2(g)===HF(g)
ΔH=-269kJ·
mol-1③
H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH=-242kJ·
mol-1④
(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大,试写出肼和氟气反应的热化学方程式:
答案
(1)2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1153.7kJ·
(2)N2H4(g)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g) ΔH=-1135kJ·
解析
(1)结合盖斯定律:
②×
2-①便得反应2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g),其反应热ΔH=(-543kJ·
mol-1)×
2-67.7kJ·
mol-1=-1153.7kJ·
(2)结合盖斯定律知:
②+③×
4-④×
2得反应N2H4(g)+2
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