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反应热知识讲解
反应热
知识回顾:
1、常见吸热反应:
⑴氢氧化钡+氯化铵,⑵C+CO2,⑶一般分解反应都是吸热反应,⑷电离,⑸水解。
常见放热反应:
⑴、燃烧反应⑵、金属+酸→H2⑶、中和反应⑷、CaO+H2O⑸、一般化合反应是放热反应。
2、能量变化的原因
⑴化学反应是旧键断裂,新键生成的反应,两者吸收和释放能量的差异表现为反应能量的变化。
新键生成释放的能量大于旧键断裂吸收的能量,则反应放热。
新键生成释放的能量小于旧键断裂吸收的能量,则反应吸热。
⑵根据参加反应物质所具能量分析。
反应物总能量大于生成物总能量,反应放热。
反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热。
当ΔH为“-”或ΔH<0时,为放热反应。
当ΔH为“+”或ΔH>0时,为吸热反应。
3、热化学方程式的书写
(1)书写一般化学方程式
(2)注明物质状态:
气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。
热化学方程式中不用↑和↓
(3)根据化学计量数计算反应能量变化数值,以ΔH=±xkJ/mol表示。
注意点:
需注明反应的温度和压强,因ΔH的数值随两者变化。
一般为101Kpa,25℃。
要注明ΔH“+”与“-”。
要注明物质状态。
因物质所具能量与它们呈现的状态有关。
ΔH数值与方程式中化学计量数有关
4、燃烧热和中和热的区别与联系
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
△H
△H<0,单位:
KJ/mol
不同点
反应物的量
1mol(O2的量不限)
可能是1mol,也可能是0.5mol
生成物的量
不限量
H2O是1mol
反应热的含义
1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同
生成1molH2O时放出的热量,不同反应物的中和热大致相同,均为57.3KJ/mol
5、盖斯定律
化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
即化学反应的反应热(能量)只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同,这就是盖斯定律。
如:
有:
△H1=△H2+△H3+△H4
【考点1】化学反应热的有关计算
例1、已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH
(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(I)-反应生成C2H5OH(I)的△H为
A.-44.2kJ·mol-1B.+44.2kJ·mol-1
C.-330kJ·mol-1D.+330kJ·mol-1
例2、2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示、,E的大小对该反应的反应热有无影响?
。
该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?
,理由是;
(2)图中△H=KJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:
V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。
写出该催化循环机理的化学方程式;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05mol·L-1·min-1,则υ(O2)=mol·L-1·min-1、υ(SO3)=mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296KJ·mol-1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H(要求计算过程)。
【考点2】热化学方程式的书写.判断
例1:
下列有关热化学方程式的叙述正确的是()
A.已知2H2(g)+O2(g)==2H2O(l);△H=-571.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)==C(金刚石,s);△H>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:
NaOH(aq)+CH3COOH(aq)==CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-57.4kJ·mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H2,则△H1>△H2
例2:
下列有关热化学方程式的叙述正确的是()
A.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);△H=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ
B.已知C(石墨,s)===C(金刚石,s);△H>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应中和热的热化学方程式为:
NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4kJ/mol
D.已知2C(s)+2O2(g)==2CO2(g);△H1。
2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H2。
则△H1>△H2
【考点3】图像分析
例、红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。
反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成lmol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(l)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_______________________________;
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_____________________________________;
上述分解反应是一个可逆反应。
温度T1时,在密闭容器中加人0.80molPC15,反应达平衡时PC15还剩0.60mol,其分解率α1等于________;若反应温度由Tl升高到T2,平衡时PC15的分解率α2为,α2_______α1(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5原因是________________________________________________
(4)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3 =_____________________,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4___________ΔH3;(填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式____________________________。
【考点4】热化学方程式的意义
例:
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)
B.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的△H=183kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体,反应的△H=-183kJ/mol
D.氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体,反应的△H=-183kJ/mol
【考点5】盖斯定律
例:
在298K、100kPa时,已知:
2
⊿
⊿
⊿
则⊿
与⊿
和⊿
间的关系正确的是
A.⊿
=⊿
+2⊿
B⊿
=⊿
+⊿
C.⊿
=⊿
-2⊿
D.⊿
=⊿
-⊿
练习:
1、二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。
工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
⑴煤的气化的主要化学反应方程式为:
_____________________________________。
⑵煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:
_________________________________________________________。
⑶利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.3kJ·mol-1
总反应:
3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=___________;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a.高温高压b.加入催化剂c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度e.分离出二甲醚
⑷已知反应②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。
此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1)
0.44
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小:
v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=_________;该时间内反应速率v(CH3OH)=__________。
2、某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和
的形式存在,该废水的处理流程如下:
(1)过程Ⅰ:
加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:
。
②用化学平衡原理解释通空气的目的:
。
(2)过程Ⅱ:
在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成
。
两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是反应(选题“放热”或“吸热”),判断依据是。
②1molNH4+(aq)全部氧化成
的热化学方程式是。
(3)过程Ⅲ:
一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。
若该反应消耗
转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是。
3、下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A.生成物总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)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
.4、2008年北京奥运会所用火炬燃料为丙烷(C3H8),悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷(C3H8),已知丙烷的燃烧热为:
2221.5kJ·mol-1,正丁烷的燃烧热为:
2878kJ·mol-1,异丁烷的烯烧热为:
2869.6kJ·mol-1,下列有关说法正确的是()
A.奥运火炬燃烧时的能量转化主要是化学能转变为热能
B.相同质量的正丁烷和丙烷分别完全燃烧,前者需要的氧气多,产生的热也多
C.正丁烷比异丁烷稳定
D.丙烷燃烧的热化学方程式为:
C3H8+5O2==3CO2+4H2O;△H=-2221.5kJ·mol-1
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