化学反应与能量专题复习Word格式文档下载.doc
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若E(生成物)>
E(反应物),反应为吸热反应;
若E(生成物)<
E(反应物),反应为放热反应。
3.热化学方程式
表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式。
书写热化学方程式要注意如下几点:
(1)注意ΔH的符号和单位:
放热反应,ΔH为“-”;
吸热反应ΔH为“+”;
ΔH的单位为kJ·
mol-1。
(2)注明温度和压强:
若条件为25℃、101kPa下,可不注明温度和压强。
(3)注意物质的聚集状态:
物质的聚集状态不同,ΔH不同。
(4)注意热化学方程式的化学计量数:
化学计量数表示相应物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数,化学计量数必须与ΔH相对应。
如:
2H2(g)+02(g)=2H20(g),△H=-483.6kJ·
mol-1,H2(g)+1/202(g)=H20(g),△H=-241.8kJ·
mol-1
4.燃烧热与中和热
燃烧热
中和热
概念
25℃、101KPa,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时,所放出的热量,叫做该物质的燃烧热
在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1molH20,这时的反应热叫做中和热
不同点
反应物的量
1mol(02不限量)
不确定
生成物的量
H20为1mol
相同点
均为放热反应,△H<
三、牢记规律方法
反应热计算方法多、规律性强,是各级各类化学考试中常考的一种题型,其常用方法有以下五种:
1.利用键能计算反应热△H:
△H=反应物总键能-生成物总键能。
2.利用反应物与生成物的总能量之差计算反应热△H:
△H=生成物的总能量-反应物的总能量。
3.根据燃烧热、中和热计算反应热△H。
4.根据一定量的物质反应或生成时所放出或吸收的热量计算反应热△H:
反应热与反应物、生成物的物质的量成正比,根据一定量的物质反应或生成时所放出或吸收的热量按比例折算,可求得相应反应的反应热△H。
5.利用盖斯定律计算反应热△H:
将已知的两个或多个热化学方程式进行适当的叠加处理(根据需要,可将热化学方程式乘以或除以某一不为0的数,再进行加减运算),可得到所求热化学方程式的反应热。
注意:
将热化学方程式进行叠加处理时,应将热化学方程式(含△H)看作一个整体进行同样的叠加处理。
用盖斯定律计算反应热时,常用到以下计算关系:
四、掌握常见题型
1.考查热化学方程式的书写
例1:
依据下列事实,写出有关反应的热化学方程式。
(1)卫星发射时,用肼(N2H4)作燃料,16克N2H4在氧气中燃烧生成N2和水,放出热量311kJ,该反应的热化学方程式为
。
(2)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。
则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___________________________________。
(3)已知拆开1molH—H键,1molN—H键,1molN≡N键分别需要吸收的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为____________________。
(4)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5,已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃,AX5的熔点为167℃。
室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5,放出热量123.8kJ。
该反应的热化学方程式为
。
分析:
(1)N2H4与氧气反应的方程式为N2H4+O2=N2+2H2O,16克N2H4在氧气中燃烧放出热量311kJ,则1molN2H4在氧气中燃烧放出热量为311kJ×
2=622kJ,该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l),ΔH=-622kJ·
mol-1;
(2)注意“表示甲醇的燃烧热”应控制CH3OH的化学计量系数为1,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则1molCH3OH燃烧放出的热量为22.68×
32kJ=725.76kJ,所以表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),ΔH=-725.76kJ·
(3)首先写出N2(g)+3H2(g)2NH3(g),发生上述反应断裂1molN≡N键、3molH—H键,形成6molN—H键,放出热量=(391kJ×
6-436kJ×
3-946kJ)=92kJ,热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
=2NH3(g),ΔH=-92kJ·
(4)根据AX3、AX5的熔、沸点,知室温时AX3为液态、AX5为固态,热化学方程式为AX3(l)+X2(g)=AX5(s),ΔH=-123.8kJ·
答案:
(1)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ·
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76kJ·
mol-1
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·
(4)AX3(l)+X2(g)=AX5(s) ΔH=-123.8kJ·
2.考查中和热、燃烧热
例2:
(2014·
武汉模拟)25℃、101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·
mol-1,辛烷的燃烧热为5518kJ·
下列热化学方程式书写正确的是()
A.2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O
(1)△H=-57.3kJ·
B.KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2K2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·
C.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)△H=-5518kJ·
D.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O
(1)△H=-5518kJ·
分析:
中和热的标准是生成1molH2O(l)时所放出的热量,A项错误;
燃烧热要求必须生成稳定的氧化物,生成物水应该为液态,C项错误;
辛烷的物质的量不是1mol,△H应为-11036kJ·
mol-1,D项错误。
答案:
B
3.考查化学反应过程中能量的变化
例3:
硫及其化合物在工农业生产具有广泛的用途,且与氧化还原反应及能量变化密切相关。
请回答下列问题:
⑴铜的冶炼大致可分为:
①富集,将硫化物矿进行浮选;
②焙烧,主要反应为2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);
③制粗铜,在1200℃发生的主要反应为2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2;
④电解精炼。
下列说法正确的是
。
a.上述灼烧过程的尾气均可直接排空
b.由6molCuFeS2生成6molCu,上述共消耗15molO2
c.在反应2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2中,作氧化剂的只有Cu2O
d.电解精炼时,粗铜应与外电源正极相连,发生还原反应
⑵在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。
已知含SO2的废气通入Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为。
⑶恒温,容积为1L恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),ΔH=-196.6kJ·
mol-1),请回答下列问题:
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:
_______________________________。
②ΔH2=__________kJ·
③在相同条件下,充入1molSO3和0.5molO2,则达到平衡时SO3的转化率为_____;
此时该反应______(填“放出”或“吸收”)_______kJ的能量。
⑴根据题给反应方程式可知,尾气中含有有毒气体SO2,不能直接排放到空气中,因被吸收出去,故选项A错误;
由反应过程可知:
6CuFeS2~12O2~3Cu2S~3O2~6Cu,所以共消耗O2为12mol+3mol=15mol,选项B正确;
选项C,在反应2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2中,Cu2O、Cu2S作为氧化剂,选项D,连接电源正极的为电极为电解池阳极,粗铜发生氧化反应而溶解。
⑵据题意知氧化剂为Fe3+,还原剂为SO2,结合所得的产物,可写出另一反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+
+SO4-+4H+。
⑶S燃烧生成SO2,所以对应的焓变为ΔH1,ΔH2=-×
0.8mol=-78.64kJ·
当充入1molSO3,0.5molO2时,相当于充入1molSO2和1molO2,和原平衡等效,所以SO3的转化率为-×
100%=20%。
此时反应要吸收热量,其热量为-78.64kJ=19.66kJ。
⑴B⑵2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO4-+4H+⑶①S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297kJ·
mol- ②-78.64 ③20%吸收19.66
4.考查盖斯定律、反应热与键能关系
例4:
重庆高考)已知C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),ΔH=akJ·
mol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g),ΔH=-220kJ·
mol-1,H—H、O=O、O—H键的键能分别为436kJ·
mol-1、496kJ·
mol-1、462kJ·
mol-1,则a等于( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
根据题意有C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),ΔH=akJ·
mol-1,②2C(s)+O2(g)=2CO(g),ΔH=-220kJ·
mol-1,根据盖斯定律②-①×
2得2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),ΔH=-(220+2a)kJ·
mol-1,又△H=反应物键能之和-生成物键能之和,所以2×
436+496-2×
2×
462=-(220+2a),a=+130,D项正确。
D
5.本章知识综合应用
例5:
煤燃烧的反应热可通过以下两种途径来利用:
a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;
b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。
这
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