必修2第二章与选修四第一章反应热Word文档下载推荐.docx
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ΔH为“”或ΔH为0
2.热化学方程式
(1)定义:
表示和的关系的化学方程式。
(2)表示意义
2H2(g)+O2=2H2O
(1)ΔH=-571.6KJmol-1,表示在的条件下,H2(g)和
O2(g)完全反应生成时要释放的能量。
3.中和反应的反应热
【中和热】
(1)定义:
在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成水所的能量。
(2)特点
①酸、碱分别为稀的和稀的。
②中和热为,且数值为定值。
【中和反应反应热的测定】
(1)装置如图
用于搅拌的玻璃仪器的名称是。
(2)注意事项
①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料版的作用是。
②为保证酸、碱完全中和,常采用稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱,因中和反应中电离,会使得测定数值。
4.燃烧热
时,纯物质燃烧生成的化合物所放出的热量。
(2)单位:
。
(3)特点:
物质燃烧时一定放热,则燃烧热一定为。
5.能源
【化石燃料】
(1)种类:
、、。
(2)特点:
蕴藏量有限,属于能源。
(3)解决化石燃料枯竭的方法:
,即开发新的能源和节约现有的能源。
【新能源】
、、地热能和生物质能等。
资源丰富,可以,没有或很少。
6.盖斯定律
1840年,瑞士化学家从大量实验中总结得出。
不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是的,且只与反应体系的和有关,而与反应路径无关。
如由A到B可以设计如图两个路径:
途径一:
A→C(△H)
途径二:
A→B→C(△H1+△H2)即:
则焓变△H、△H1和△H2的关系可表示为。
说明:
很多反应很难直接测其反应热,可用盖斯定律计算出来,这也是盖斯定律的应用及其意义。
四、重难点突破
(一)重点知识突破方法——对比法
1.放热反应与吸热反应的比较
类型
比较
吸热反应
放热反应
定义
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
表示方法
△H<
△H>
图示
与化学键强弱的关系
生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量
常见的放热反应:
金属置换水或酸中氢的反应;
酸碱中和反应;
燃料的燃烧反应;
多数的化合反应。
常见的吸热反应:
氢氧化钡晶体[Ba(OH)28H2O]与氯化铵固体的反应;
盐的水解和弱电解质的电离;
大多数的分解反应;
以C、CO、H2作为还原剂还原氧化物的反应。
如碳与CO2的反应、碳与H2O(g)的反应。
反应是否需要加热,只是引发反应的条件,与反应是放热还是吸热并无直接关系。
许多放热反应也需要加热引发反应(如4NH3+5O2=4NO+6H2O需要在高温下进行,但为放热反应),也有部分吸热反应不需要加热,在常温时就可以发生。
2.燃烧热与中和热
分类
燃烧热
中和热
101KPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量;
不同反应物,燃烧热数值不同
强酸和强碱酸碱的稀溶液中发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量;
不同反应的中和热大致相同,均约为57.3KJmol-1
标准
1mol可燃物
1molH2O
热化学方程式的书写
以燃烧1mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,化学计量数常用分数表示
以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数,化学计量数常用分数表示
实例
C(s)+O2(g)==CO2(g)
△H=-393.5KJmol-1
H2(g)+
O2==H2O(l)
△H=-285.8KJmol-1
H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)
△H=-57.3KJmol-1
相同点
均属反应热,△H都小于0
不同点
以1mol物质完全燃烧所释放的热量来定义
以生成1mol水所释放的热量来定义
备注
必须生成稳定的氧化物,如C燃烧生成CO2而不是CO,H2燃烧生成液态水,而非气态水,S燃烧生成SO2而不是SO3
只要强酸与强碱的稀溶液发生反应,可用离子方程式H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)表示时,其中和热均是57.3KJmol-1
(二)难点知识突破
【思维障碍点拨】
1.书写热化学方程式应牢记以下几点:
(1)放热反应△H为“-”;
吸热反应△H为“+”,“+”号不能省略。
△H的单位一般为KJmol-1
(2)注意物质的聚集状态
反应物和生成物的聚集状态不同,反应热△H不同。
因此,必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。
气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”。
热化学方程式中无需标“”或“”。
(3)注意热化学方程式中化学计量数的含义
热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数,但不可以为分数。
(4)注意可逆反应热化学方程式的含义
不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热△H都表示反应进行到底即完全转化时的能量变化。
如2SO2(g)+O2(g)==2SO3(g)△H=-197KJmol-1,是指2molSO2(g)与1molO2(g)放于一密闭容器中完全转化为2molSO3(g)时放出的能量。
若在相同温度和压强下,向容器中投入2molSO2(g)与1molO2(g),反应达平衡时,放出的热量要小于197KJ。
(5)注意有关同素异形体、同分异构体物质热化学方程式的书写
书写某种元素同素异形体的热化学方程式时,需要注明该同素异形体的名称及状态。
如25oC、101kPa下,石墨燃烧热的热化学方程式为:
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.51KJmol-1
书写某种有机物的同分异构体的热化学方程式时,需要写出该同分异构体的结构简式或在该有机物的分子式后注明该有机物的名称。
如丙醛燃烧的热化学方程式可表示为:
CH3CH2CHO(l)+4O2(g)=3CO2+3H2O(l)△H=-1815KJ/mol或
C3H6O(丙醛,l)+4O2(g)=3CO2+3H2O(l)△H=-1815KJ/mol
(6)注意燃烧热的热化学方程式与燃烧反应的热化学方程式、中和热的热化学方程式与中和反应的热化学方程式的不同
书写某可燃物燃烧热的热化学方程式时,可燃物的系数必须是1mol;
书写某可燃物燃烧反应的热化学方程式时,可燃物的系数可不是1mol,只要热量和系数成比例即可。
书写某中和反应的中和热的热化学方程式时,水的系数必须是1mol;
书写某中和反应的热化学方程式时,水的系数可不是1mol,只要热量和系数成比例即可
2.反应热大小的比较
首先要注意题目的要求,若题目要求比较两个反应放出热量的多少或吸收热量的多少时,只比较数值即可;
若题目要求比较两个反应的反应热或△H值时,需要带着“+”“-”号去比,吸热反应的△H值一定大于放热反应的△H值,放热少的△H值一定大于放热多的△H值。
在比较两个反应的反应热大小时,可以采用作图法把反应物和生成物能量的相对高低表示出来,使结果一目了然,不易出错。
(1)同一反应中生成物状态不同
如A(g)+B(g)=C(g)△H1<
0
A(g)+B(g)=C(l)△H2<
因为产物C(g)比C(l)所含能量多,反应放出的热量少,所以△H1>
△H2(注意:
放热越多,△H越小)。
(2)同一反应中反应物状态不同
如:
A(g)+B(g)=C(g)△H1<
A(s)+B(g)=C(g)△H2<
因为反应物A(g)比A(S)所含能量多,反应放出的热量就多,所以△H1<
△H2。
3.反应热的计算
有关反应热的计算需要掌握如下要点:
(1)某反应的△H值与参加反应的物质的物质的量成正比
(2)对于同一反应,若产物与反应物对调,△H数值不变,符号相反
(3)记清燃烧热、中和热的定义
(4)依据反应物、产物的键能进行计算
△H=反应物的键能–生成物的键能
应用盖斯定律进行计算时,多数情况下首先要明确目标反应,即究竟需要求出哪个反应的反应热,然后将已知的反应进行系数变化或产物与反应物对调等处理,利用变化后的热化学方程式进行相加得出目标反应式,整个过程中△H的数值及“+”“-”均要做相应的变化。
【典型例题】
例1下列各组热化学方程式程中,化学反应的△H前者大于后者的是()。
①C(s)+O2(g)=CO2(g);
△H1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g);
△H2
②S(s)+O2(g)=SO2(g);
△H3
S(g)+O2(g)=SO2(g);
△H4
③H2(s)+
O2(g)=H2O(g);
△H52H2(g+O2(g)=2H2O(l);
△H6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);
△H7CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s);
△H8
A、①
B、④
C、②③④
D、①②③
分析:
放热反应△H<0,吸热反应△H>0。
①两反应均为放热反应,CO转化成CO2放热,△H1<△H2,②两反应均为放热反应,同一物质的能量高低为:
E(s)>E(l)>E(g),S(s)转化成S(g)吸热,△H3>△H4,③两反应均为放热反应,相同物质的反应,当化学计量数不同时,其△H值不同,△H5>△H6,④前为吸热反应后为放热反应,△H7>△H8。
(1)电离过程;
(2)水解反应;
(3)大多数的分解反应;
(4)特例:
二氧化碳与碳生成一氧化碳;
碳与水蒸气生成一氧化碳和氢气。
答案:
C。
例2已知反应:
101KPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221KJmol-1
稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJmol-1
红磷的化学反应式为P,白磷的化学反应式为P4,
已知P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)△H=-3093.2KJmol-1
4P(s)+5O2(g)=P4O10(s),△H=-2954.0KJmol-1
下列结论正确的是()。
A由于红磷转化为白磷是放热反应,等质量的红磷能量比白磷高
B碳的热烧热大于110.5KJmol-1
C稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热为57.3KJ
D稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3KJ热量
解析:
由题给红磷和白磷燃烧的热化学方程式可得:
4P(s)=P4(s)△H=+139.2KJmol-1,说明红磷转化为白磷是吸热反应,因此等质量的红磷能量比白磷低,A项错误;
1molC不完全燃烧生成CO放出热量221/2KJ=110.5KJ,1molC完全燃烧生成CO2放出热量要大于110.5KJ,即C的燃烧热大于110.5KJmol-1,B项正确;
稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热为57.3KJmol-1或中和热为△H=-57.3KJmol-1,C项错误;
稀醋酸是弱酸,与NaOH中和生成1mol水时放出的热量小于57.3KJ,D项错误。
答案:
B
例3已知下列热化学方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g);
ΔH=-25KJ·
mol--1
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g);
ΔH=-47KJ·
mol-1
(3)Fe3O4(s)+CO(g)====3FeO(s)+CO2(g);
ΔH=+19KJ·
mol-1
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式 .
本题的目标反应是FeO(s)+CO(g)====Fe(s)+CO2(g),因目标反应中没有Fe2O3(s)和Fe3O4(s),所以应想法把这两种物质通过方程式的加减消去,先把
(1)式反应物、产物换位,然后再乘于系数3即得(4)式6Fe(s)+9CO2(g)==3Fe2O3(s)+9CO(g);
ΔH=+75KJ·
mol--1,
(2)式+(4)式得:
(5)6Fe(s)+8CO2(g)==2Fe3O4(s)+8CO(g);
ΔH=+28KJ·
mol--1,将(3)2+(5)得:
(6)6Fe(s)+6CO2(g)==6FeO(s)+6CO(g)ΔH=+66KJ·
mol。
因此FeO(s)+CO(g)==Fe(s)+CO2(g)ΔH=—11KJ·
mol—1
答案FeO(s)+CO(g)==Fe(s)+CO2(g)ΔH=—11KJ·
例4(08重庆高考)
化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是()。
A.N2(g)+3H2(g)=2NH3
(1);
△H=2(a-b-c)KJmol-1
B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);
△H=2(b-a)KJmol-1
C.
N2(g)+
H2(g)=NH3
(1);
△H=(b+c-a)KJmol-1
D.
H2(g)=NH3(g);
△H=(a+b)KJmol-1
由图可以看出,
molN2(g)+
molH2(g)变为1molN和3molH需要吸收aKJ的能量,1molN和3molH生成1molNH3(g)需要放出bKJ的能量,所以
N2(g)+
N2(g)===NH3(g);
△H=(a-b)KJ/mol,而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为cKJ,所以有:
N2(g)+
N2(g)===NH3(l);
△H=(a-b-c)KJ/mol,即:
N2(g)+3H2(g)=2NH3
(1);
△H=2(a-b-c)KJmol-1。
A。
例5(09天津高考)
已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566KJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+
O2(g) ΔH=-226KJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是()。
A.CO的燃烧热为283KJ
B.如图可表示为CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(s)
ΔH>452 KJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509KJ热量时,电子转移
数为6.02×
1023
A项,燃烧热的单位出错,应为KJ/mol,;
B项,图中的有关物质的物质的量及状态未标明,错误;
CO2气体的能量大于固体的能量,故C项中放出的能量应小于452KJ,而ΔH用负值表示时,则大于-452KJ/mol,正确;
将下式乘以2,然后与上式相加,再除以2,即得CO与Na2O2的反应热,所得热量为57KJ,故D项错。
C
例6某实验小组设计用50mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。
在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。
然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。
通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
试回答下列问题:
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。
试问:
盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量盐酸在反应中挥发,则测得的中和热数值
(填偏高、偏低或不变)
(2)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50mL,并记录如下原始数据
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度(t2)℃
温差(t2-t1)℃
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
31.6
6.6
2
31.8
6.7
3
31.9
6.8
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3,中和后混和液的比热容C=4.18J/(g·
℃)则该反应的中和热为△H=___________________________________;
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热的数值会
(填偏高、偏低或不变),其原因是
;
(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热数值:
(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(1)盐酸挥发,实际反应的盐酸减少,生成的水量少,放出的热量也就少,故中和热数值偏低。
(2)△H=-(m1+m2)c△T/n
=-(50g+50g)4.18Jg-1oC-16.7oC/0.05mol
=-56012J/mol=56.01KJ/mol
(3)用醋酸代替盐酸,由于中和反应过程中醋酸的电离需要吸热,造成测得的中和热数值偏低。
(4)若不洗涤盐酸,当用同一玻璃棒量取NaOH溶液的温度时,会提前生成一些水,造成热量损失,故中和热数值偏低
(
1)偏低
(2)△H=-56.01KJ/mol
(3)偏低,用醋酸代替盐酸,由于醋酸电离要吸收,造成测得的中和热数值偏低。
(4)偏小
五、分级训练题
A组(基础训练题组)
1.(2010山东高考2)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()。
A.生成物能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
2.(2008上海高考17)
H2(g)+F2(g)→2HF(g),△H=-270KJ,下列说法正确的是()。
A.2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270KJ热量
B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270KJ
C.在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270热量
3.在101kPa时:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);
△H=-820kJ/mol。
下列说法中正确的是()。
A.反应过程中能量关系可用右图表示
B.CH4的燃烧热是820kJ
C.11.2LCH4完全燃烧放出热量410kJ
D.若将此反应设计成原电池,甲烷在正极被氧化
4.已知:
①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436KJ的能量 ②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243KJ的能量 ③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431KJ的能量,下列叙述正确的是
A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是()。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-366KJ/mol
B.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH=+183KJ/mol
C.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的ΔH=-183KJ/mol
D.氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体,反应的ΔH=183KJ/mol
5.已知在25℃,101kPa下,lgC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量。
表示上述反应的热化学方程式正确的是()。
A.C8H18
(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g);
△H=-48.40KJ·
B.C8H18
(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O
(1);
△H=-5517.6KJ·
C.C8H18
(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O
(1);
△H=+5517.6KJ·
D.C8H18
(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O
(1);
6.下列热化学方程式中△H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是()。
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);
△H=-184.6kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);
△H=-802.3kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);
△H=-571.6kJ/mol
D.CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);
△H=-283kJ/mol
7.已知25℃、101kPa条件下:
①4Al(s)+3O2(g)==2Al2O3(s);
△H=-2834.9kJmol-1
②4Al(s)+2O3(g)==2Al2O3(s);
△H=-3119.1kJmol-1由此得出的正确结论是()。
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