(共18张PPT)
本章整合
第一章
2021
内容索引
01
02
知识网络
重难突破
知识网络
答案
①< ②>
答案
③指定产物
④分数
重难突破
突破一
盖斯定律在计算ΔH中的应用
(2)(2020全国1节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=-98
kJ·mol-1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为 。?
答案
(1)89.3
(2)2V2O5(s)+2SO2(g)
===
2VOSO4(s)+V2O4(s)
ΔH=-351
kJ·mol-1
解析
(1)根据盖斯定律,由①+②可得反应③的ΔH3=89.3
kJ·mol-1。
(2)由题中信息可知:
①SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=-98
kJ·mol-1
②V2O4(s)+SO3(g)
===
V2O5(s)+SO2(g) ΔH2=-24
kJ·mol-1
③V2O4(s)+2SO3(g)
===
2VOSO4(s) ΔH1=-399
kJ·mol-1
根据盖斯定律,由③-②×2可得2V2O5(s)+2SO2(g)
2VOSO4(s)+V2O4(s),则ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399
kJ·mol-1)-(-24
kJ·mol-1)×2=-351
kJ·mol-1,所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)+2SO2(g)
2VOSO4(s)+V2O4(s) ΔH=-351
kJ·mol-1。
1.利用叠加法书写热化学方程式或计算反应热的一般步骤
(1)若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物),可把该已知热化学方程式的反应物和生成物颠倒,相应的ΔH改变符号。
(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致。热化学方程式中的ΔH也进行相应的换算。
(3)将已知热化学方程式进行叠加,相应的热化学方程式中的ΔH也进行叠加。
2.利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型
先确定待求的热
化学方程式?找出待求热化学方程式中各物质在已知热化学方程式中的位置
?根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数和位置对已知热化学方程式进行处理,得到变形后的新热化学方程式?将新得到的热化学方程式进行加减,反应热也需要相应加减?写出待求的热化学方程式
对点训练1黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)
===
K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x
kJ·mol-1
已知:碳的燃烧热ΔH1=
a
kJ·mol-1
S(s)+2K(s)
===
K2S(s) ΔH2=b
kJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)
===
2KNO3(s) ΔH3=c
kJ·mol-1
则x为( )
A.3a+b-c
B.c-3a-b
C.a+b-c
D.c-a-b
答案
A
解析
由碳的燃烧热可得热化学方程式:C(s)+O2(g)
===
CO2(g) ΔH1=a
kJ·mol-1 ①,对题目中的热化学方程式依次编号为②③④,根据盖斯定律,
②=①×3+③-④,则ΔH=ΔH1×3+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,故A项正确。
突破二
反应热的大小比较
典例2比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小(填“>”“<”或“=”)。
①C(s)+O2(g)
===
CO2(g) ΔH1
C(s)+
O2(g)
===
CO(g) ΔH2
ΔH1 ΔH2;?
②H2(g)+
O2(g)
===
H2O(l) ΔH3
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l) ΔH4
ΔH3 ΔH4;?
③CaCO3(s)
===
CaO(s)+CO2(g) ΔH5
CaO(s)+H2O(l)
===
Ca(OH)2(s) ΔH6
ΔH5 ΔH6。?
答案
①< ②> ③>
解析
对于①组,1
mol
C(s)完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,即|ΔH1|>|ΔH2|
,但ΔH1、ΔH2均小于0,所以ΔH1<ΔH2;对于②组,ΔH4=2ΔH3<0,所以ΔH3>ΔH4;对于③组,石灰石的分解是吸热反应,而生石灰与水的化合反应是放热反应,即ΔH5>0、ΔH6<0,所以ΔH5>ΔH6。
反应热大小的比较
(1)根据反应规律和影响ΔH大小的因素直接进行比较
①比较“反应热”或ΔH的大小时,必须带“+”“-”符号;比较反应吸收或放出的热量的多少时,只需比较ΔH的绝对值的大小即可。
②参加反应的物质的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化,如相同条件下,1
mol
H2完全燃烧生成液态水时放出285.8
kJ的热量,2
mol
H2完全燃烧生成液态水时则放出571.6
kJ的热量。
③同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)
===
SO2(g) ΔH1=-Q1
kJ·mol-1,S(s)+O2(g)
===
SO2(g)
ΔH2=-Q2
kJ·mol-1,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化,而由固态到气态是需要吸收能量的,所以Q1>Q2、ΔH1<ΔH2,故当同一反应中只由于物质聚集状态不同比较吸收或放出热量的多少时,对于放热反应而言,反应物为固态时放出的热量比气态、液态时少,当生成物为固态时放出的热量比气态、液态时多。
(2)根据反应进行的程度比较
对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4
kJ·mol-1,是指生成2
mol
NH3(g)时放出92.4
kJ的热量,而不是指3
mol
H2和1
mol
N2在一定条件下混合反应就可放出92.4
kJ的热量,实际上3
mol
H2和1
mol
N2在一定条件下混合反应放出的热量小于92.4
kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
(3)根据反应物的性质比较
等物质的量的不同物质与同一种物质反应时,物质性质不同其反应热不同。如等物质的量的不同金属(或非金属)与同一种物质反应,金属(或非金属)越活泼反应越容易进行,放出的热量越多,对应的ΔH越小。例如Mg(s)+2HCl(aq)
===
MgCl2(aq)+H2(g) ΔH1,Ca(s)+2HCl(aq)
===
CaCl2(aq)+H2(g) ΔH2,ΔH1>ΔH2。
对点训练2室温下,将1
mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1
mol
的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)
CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3
B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2
D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
答案
B(共35张PPT)
第二节 反应热的计算
第一章
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.通过学习并理解盖斯定律的内容,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
2.通过学会有关反应热计算的方法技巧,进一步提高化学计算的能力。
课前篇
素养初探
[知识铺垫]
1.碳在氧气中完全燃烧生成CO2,化学方程式为(反应①)C+O2
CO2,而碳在氧气中不完全燃烧生成CO,化学方程式为(反应②)2C+O2
2CO,生成的一氧化碳还可在氧气中燃烧生成CO2,化学方程式为(反应③)
2CO+O2
2CO2。其中,反应②的反应热无法直接测定,原因是碳燃烧
不可能全部生成CO,总有一部分生成CO2。
2.1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水与生成水蒸气放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”),若生成液态水和生成水蒸气的焓变分别为ΔH1和ΔH2,则ΔH1
<
(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
[必备知识]
1.盖斯定律
(1)内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的
途径无关。
(2)意义:对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯(即有副反应发生)的反应,测定其反应热比较困难,如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
(3)举例:下图表示始态到终态的反应热。
则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
【微思考】反应①(2C+O2
2CO)和反应②(2CO+O2
2CO2)中的CO可看成“中间物质”,将两反应直接相加和,整理后得到的总反应的化学方程式如何?
提示
C+O2
CO2。
2.反应热的计算
根据盖斯定律,我们可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。例如,若某个化学反应的ΔH=+a
kJ·mol-1,则其逆反应的ΔH=-a
kJ·mol-1;若某个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到,则该反应的反应热可以由另外几个反应的反应热相加减而得到。
1.正误判断
(1)一个反应一步完成或分几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量就越多。( )
(2)化学反应的反应热与化学反应的始态有关,与终态无关。( )
(3)利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热。( )
(4)任何化学反应的反应热都可以直接测定。( )
(5)不同的热化学方程式之间,因反应的物质不同,故热化学方程式不能相加减。( )
(6)
中,存在关系式:ΔH1=ΔH2+ΔH3。( )
×
×
√
×
×
×
2.在298
K、101
kPa时,已知:
①2H2O(g)
===
O2(g)+2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)+H2(g)
===
2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)
===
4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
答案
A
解析
因为反应式①②③之间存在关系:①+2×②=③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3。
课堂篇
素养提升
任务一
盖斯定律的应用
[问题探究]
1.物质相互转化过程中,对于同一反应,经历的过程越多,损失的能量越大,正确吗?
答案
不正确。根据盖斯定律可知,反应过程无论经历多少步,其焓变不变。
2.利用盖斯定律计算反应热时需要注意哪些事项?
答案
(1)求总反应的反应热,不能将各步反应的反应热简单地相加;
(2)不论反应是一步进行还是分步进行,只有始态和终态完全一致,盖斯定律才成立;
(3)某些物质在反应分步进行时作为中间产物出现,最后应该恰好“消耗”完。
答案
要计算C(s)+
O2(g)
===
CO(g)的反应热,分析已知的两个热化学方程式,可得到如下图所示的关系:
根据盖斯定律,ΔH=ΔH1-ΔH2
还可以利用化学键断裂与形成时的能量变化、燃烧热等计算反应热。
[深化拓展]
盖斯定律应用的常用方法
(1)虚拟路径法:
若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
a.由A直接变成D,反应热为ΔH;
b.由A经过B变成C,再由C变成D,每步反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
(2)加和法:
利用加和法计算反应焓变一般要经过4步:
a.确定待求反应的热化学方程式。
b.找出待求热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
c.根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数来调整已知热化学方程式中的化学计量数。
d.对调整后的已知热化学方程式进行加和(利用同侧相加,异侧相减原则),计算待求反应的焓变。
[素能应用]
典例1煤可通过下列两种途径成为燃料:
途径Ⅰ C(s)+O2(g)
===
CO2(g) ΔH1<0
途径Ⅱ 先制水煤气:
C(s)+H2O(g)
===
CO(g)+H2(g) ΔH2>0①
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)
===
2CO2(g) ΔH3<0②
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(g) ΔH4<0③
请填写下列空白:
(1)判断两种途径放出的热量:途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。?
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是 。?
(3)由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,所以该反应发生时,反应物须 能量才能转化为生成物,因此其反应条件为 。?
答案
(1)等于 (2)ΔH1=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4)
(3)小于 吸收 高温
解析
(1)途径Ⅱ中,根据盖斯定律由①+(②+③)×
可得途径Ⅰ的热化学方程式,故两种途径放出的热量相同。(2)根据盖斯定律
ΔH1=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4)。(3)因为ΔH2>0,故反应物的总能量小于生成物的总能量。
应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题
(1)首先要明确所求反应的始态和终态、各物质的化学计量数及反应的吸、放热情况。
(2)不同途径对应的最终结果应一样。
(3)当热化学方程式乘以或除以某一个数时,ΔH也应乘以或除以同一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,注意各步反应ΔH的正负。
(4)将一个热化学方程式逆向书写时,ΔH的符号也随之改变,但绝对值不变。
(5)在设计反应过程中,可能会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
变式训练1已知:2Zn(s)+O2(g)
===
2ZnO(s) ΔH=-701.0
kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)
===
2HgO(s) ΔH=-181.6
kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)
===
ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A.+519.4
kJ·mol-1
B.+259.7
kJ·mol-1
C.-259.7
kJ·mol-1
D.-519.4
kJ·mol-1
答案
C
解析
由题给热化学方程式可得:①Zn(s)+
O2(g)ZnO(s)
ΔH=-350.5
kJ·mol-1;②Hg(l)+
O2(g)
===
HgO(s) ΔH=-90.8
kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①-②可得:Zn(s)+HgO(s)
===
ZnO(s)+Hg(l)
ΔH=(-350.5
kJ·mol-1)-(-90.8
kJ·mol-1)=-259.7
kJ·mol-1。
任务二
反应热的计算
[问题探究]
1.相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水,哪一个过程放出的能量多?为什么?
答案
生成液态水时放出的能量多。起始时反应物能量相同,但气态水转化为液态水还会放出能量,所以生成液态水放出的能量多。
答案
根据盖斯定律分析,放出的热量Q=(241.8
kJ·mol-1+44
kJ·mol-1)×1
mol=285.8
kJ。
[深化拓展]
1.反应热计算的依据
(1)根据热化学方程式计算:反应热的绝对值与反应物的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的能量计算:
ΔH=生成物的能量总和-反应物的能量总和。
(3)根据反应物和生成物的键能计算:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
(4)根据盖斯定律计算:将热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形,ΔH也进行相应“加”“减”计算。
(5)根据物质的燃烧热数值计算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。
2.反应热计算的常用解题方法
(1)列方程法:先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所涉及物质与反应热间的关系直接求算反应热。
(2)估算法:根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出的热量,大致估算各成分的比例。此法主要应用于解答选择题,根据题给信息找出大致范围,利用此法解题快速、简便。
[素能应用]
典例2工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热ΔH分别为-890.3
kJ·mol-1、-285.8
kJ·mol-1和-283.0
kJ·mol-1,则生成1
m3(标准状况)CO所需热量为 。?
答案
5
520
kJ
变式训练2甲烷的燃烧热ΔH=-890.3
kJ·
mol-1,1
kg
CH4在25
℃、101
kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为( )
A.-5.56×104
kJ·
mol-1
B.5.56×104
kJ·
mol-1
C.5.56×104
kJ
D.-5.56×104
kJ
答案
C
解析
16
g
CH4燃烧放出890.3
kJ热量,1
kg
CH4燃烧放出的热量为
×1
000
g=55
643.75
kJ≈5.56×104
kJ。
素养脉络
随堂检测
1.下列关于盖斯定律的描述不正确的是( )
A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关
B.盖斯定律遵守能量守恒定律
C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热
D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
答案
A
2.根据盖斯定律判断下图所示的物质转变过程中,正确的等式是( )
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4
B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
答案
D
3.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)
===
SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)
===
SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(s,灰)
Sn(s,白) ΔH3=+2.1
kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2
℃的环境中,会自行毁坏
答案
D
解析
由反应②-反应①可得反应③,ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,故ΔH2>ΔH1,A错误;根据反应③可知,在常温下灰锡会向白锡转化,故常温下以白锡状态存在,灰锡转化为白锡的反应为吸热反应,故B、C错误;当锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中会转化为灰锡,灰锡以粉末状存在,故会自行毁坏,D正确。
4.水煤气(主要成分是CO、H2)是重要的燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得。已知:
(1)将2.4
g碳转化为水煤气,再完全燃烧,整个过程的ΔH=
kJ·mol-1。?
(2)由CO、H2在一定条件下获得汽油的替代品——甲醇,甲醇的燃烧热
ΔH=-726.5
kJ·mol-1,试写出由CO、H2生成甲醇的热化学方程式:? 。?
答案
(1)-78.7
(2)CO(g)+2H2(g)
===
CH3OH(l) ΔH=-128.1
kJ·mol-1
解析
(1)由盖斯定律可知C(s)+O2(g)
===
CO2(g) ΔH=-393.5
kJ·mol-1,所以0.2
mol
C完全燃烧,ΔH=-78.7
kJ·mol-1。
(2)由题意可得反应⑥CH3OH(l)+
O2(g)
===
CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-726.5
kJ·mol-1
由盖斯定律③+⑤×2-⑥可得,CO(g)+2H2(g)
===
CH3OH(l)
ΔH=[-283.0+(-285.8)×2-(-726.5)]
kJ·mol-1=-128.1
kJ·mol-1。(共42张PPT)
第1课时 反应热 焓变
第一章
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.了解反应热的定义,知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系。
2.通过微观探析,认识宏观意义上的反应热与化学键的关系,以及反应热与反应物、生成物总能量的关系。
3.通过实验探究学会测定中和反应的反应热,初步学会测定化学反应反应热的实验方法,会分析测定反应热时误差产生的原因,并能采取适当措施减小实验误差,培养学生的创新意识。
课前篇
素养初探
[知识铺垫]
1.从化学键变化的角度分析,化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
2.一个确定的化学反应是吸热反应还是放热反应,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
3.有下列过程:①氧化钙与水反应 ②浓硫酸溶于水
③硫酸与氢氧化钠溶液混合 ④燃烧煤炭取暖 ⑤钠与水反应 ⑥胆矾受热失去结晶水,其中属于吸热反应的是⑥,属于放热反应的是①③④⑤。
[必备知识]
一、反应热及其测定
1.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
2.反应热测定
(1)仪器:量热计。
(2)原理:根据体系的温度变化和有关物质的比热容来计算反应热。
3.中和反应反应热的测定
(1)装置及仪器:
(2)测定过程:
(3)注意事项:
①为了保证酸完全中和,常采用碱稍过量的方法。
②密切关注温度变化,记录最高温度作为反应后体系的温度。
4.25
℃和101
kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成
1
mol
H2O时,放出57.3
kJ的热量。?
【微思考】25
℃和101
kPa下,浓硫酸与强碱稀溶液发生中和反应生成
1
mol
H2O时,放出的热量还是57.3
kJ吗?
提示
不是。放出的热量大于57.3
kJ,因浓硫酸稀释过程中放热。
二、反应热与焓变
1.化学反应产生反应热的原因:化学反应前后体系的内能发生了变化。内能受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
2.反应热:等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。焓变符号为ΔH
,单位是kJ/mol
(或kJ·mol-1)。
3.ΔH的正、负规定
(1)放热反应:其焓减小,ΔH为负值,即ΔH
<
0。
(2)吸热反应:其焓增大,ΔH为正值,即ΔH
>
0。
4.从微观角度认识反应热的实质
(1)实例
反应H2(g)+Cl2(g)
===
2HCl(g)的能量变化如图所示:
由图可知,1
mol
H2分子中的化学键断裂吸收的能量是436
kJ,1
mol
Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243
kJ,2
mol
HCl分子中的化学键形成时释放的能量是862
kJ,则反应H2(g)+Cl2(g)
===
2HCl(g)放出的能量为183
kJ。?
(2)结论:化学键的断裂与形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
[自我检测]
1.正误判断
(1)化学变化过程是原子的重新组合过程。( )
(2)化学反应可分为吸热反应和放热反应。( )
(3)化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的。( )
(4)吸热反应过程是化学能转变为热能的过程。( )
(5)生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应。( )
(6)测定中和反应反应热的实验中,应将稀碱溶液逐渐滴加到稀酸溶液中。( )
√
√
×
×
√
×
2.(2020广东江门高二月考)下列反应中,反应物总能量比生成物总能量低的是( )
A.铁片和稀硫酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O与HCl溶液的反应
C.碳与水蒸气在高温下反应
D.甲烷在氧气中燃烧
答案
C
解析
反应物总能量比生成物总能量低的反应为吸热反应。铁片和稀硫酸的反应、Ba(OH)2·8H2O与HCl溶液的反应、甲烷的燃烧反应均为放热反应,A、B、D均不符合题意;碳与水蒸气在高温下的反应为吸热反应,C符合题意。
课堂篇
素养提升
任务一
反应热与焓变
[问题探究]
1.化学反应一定伴随能量的变化吗?为什么?
答案
一定。化学反应的本质是化学键的断裂和形成,旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量。一个化学反应中断裂化学键吸收的能量和生成化学键放出的能量不相等,因此化学反应都伴有能量变化。
2.若反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应还是吸热反应?
答案
放热反应。
[深化拓展]
1.反应热与焓变的关系
2.焓变与物质化学键键能的关系
ΔH=反应物总键能-生成物总键能。
3.焓变与反应物、生成物能量的关系
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
[素能应用]
典例1已知断裂1
mol
H—H需吸收的能量为436
kJ,形成1
mol
N—H放出的能量为391
kJ,根据化学方程式N2+3H2
2NH3,1
mol
N2完全反应放出92.4
kJ能量。则断裂1
mol
N≡N所需吸收的能量为( )
A.431
kJ
B.945.6
kJ
C.649
kJ
D.896
kJ
答案
B
解析
根据ΔH=E总(断键)-E总(成键),设断裂1
mol
N≡N所需吸收的能量为E,则有E+3×436
kJ-6×391
kJ=-92.4
kJ,E=945.6
kJ。
根据化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热
化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量,则为吸热反应,反之,则为放热反应。
即E总(断键)>E总(成键),为吸热反应;E总(断键)利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热,要准确判断化学键断裂或生成的数量。
变式训练1某些化学键的键能(kJ·mol-1)如下表:
(1)1
mol
H2在2
mol
Cl2中燃烧,放出的热量为
kJ。?
(2)在一定条件下,1
mol
H2分别与足量的Cl2、Br2、I2反应,放出热量由多到少的顺序是 (填字母)。?
A.Cl2>Br2>I2
B.I2>Br2>Cl2
化学键
H—H
Br—Br
I—I
Cl—Cl
H—Cl
H—I
H—Br
键能
436
193
151
243
431
299
366
答案
(1)183 (2)A
解析
(1)1
mol
H2在2
mol
Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2的物质的量都是
1
mol,生成2
mol
HCl,则放出的热量为431
kJ·mol-1×2
mol-436
kJ·mol-1×
1
mol+243
kJ·mol-1×1
mol=183
kJ。(2)反应H2+X2
===
2HX中,若1
mol
H2和1
mol
X2反应生成2
mol
HX,就有1
mol
H—H和1
mol
X—X断裂,有2
mol
H—X形成。放出的热量Q(HX)=2E(H—X)-E(H—H)-E(X—X),将题中数据代入计算可得:Q(HCl)>Q(HBr)>Q(HI)。故A正确。
任务二
吸热反应与放热反应的比较
[问题探究]
1.氨气液化会放出热量,是放热反应吗?
答案
不是。因为氨气液化是物理变化。
2.需要加热的反应一定是吸热反应吗?不需要加热的反应一定是放热反应吗?
[深化拓展]
1.放热反应与吸热反应的比较
(1)形成原因。
放热反应:反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量;
吸热反应:反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。
(2)与化学键强弱的关系。
放热反应:生成物成键时释放出的总能量大于反应物断键时吸收的总能量。
吸热反应:生成物成键时释放出的总能量小于反应物断键时吸收的总能量。
(3)图示。
放热反应:
吸热反应:
2.常见的放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应有:
①活泼金属与H2O或酸的反应,如
2Al+6HCl
===
2AlCl3+3H2↑;
②酸碱中和反应,如
2KOH+H2SO4
===
K2SO4+2H2O;
[素能应用]
典例2下列说法中正确的是( )
①放热反应在常温下一定很容易发生 ②反应是吸热还是放热可以看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ③某些吸热反应在一定条件下也能发生
A.①②③
B.只有②③
C.只有①②
D.只有①③
答案
B
解析
反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。某些放热反应和某些吸热反应在不加热条件下也能发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,例如C+O2
CO2的反应为放热反应,但反应开始也需要加热,即需要向反应体系先提供一定的能量。
(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应,如木炭的燃烧。
(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应,如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。
(3)任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能以声、光、电等形式表现出来。
(4)放出热量(或吸收热量)的物质变化过程不一定是放热反应(或吸热反应),如水蒸气冷凝为液态水放热,干冰升华吸热,它们不是放热反应或吸热反应,而是物理变化过程。
变式训练2下列说法正确的是( )
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.凡是经过加热而发生的反应都是吸热反应
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
答案
A
任务三
中和反应反应热的测定
[问题探究]
1.用含0.5
mol
H2SO4的浓硫酸和含1
mol
HCl的稀盐酸分别与含1
mol
NaOH的稀溶液发生反应,所测得的反应热相等吗?
答案
不相等;因为浓硫酸稀释时会放热。
2.测定中和反应反应热的实验中引起误差的因素有哪些?
答案
量热计的隔热效果差;量取溶液的体积不准确;配制的溶液浓度不准确;温度未到达最高点就读数;实验操作动作较慢等。
3.测定中和反应反应热的实验中为什么碱要稍过量?
答案
碱过量是为了保证酸完全反应。
[深化拓展]
测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题
(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证盐酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠稍过量。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的反应热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
[素能应用]
典例350
mL
0.50
mol·L-1盐酸与50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热(101
kPa下,强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1
mol
H2O时放出的热量叫中和热)。回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是? 。?
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得中和热的绝对值
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(3)实验中改用60
mL
0.50
mol·L-1盐酸与50
mL
0.55
mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由: ?? 。?
答案
(1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小
(3)不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1
mol
H2O时的反应热,与酸和碱的用量无关
解析
(1)碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。(2)不盖硬纸板会损失部分热量。(3)由中和热的定义可知,中和热是以生成1
mol水为标准的,与酸和碱的用量无关。
变式训练3在做中和反应反应热的测定实验时,关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液,量热计要尽量做到绝热;在量热的过程中要尽量避免热量的散失,要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题:
(1)该实验常用0.50
mol·L-1盐酸和0.55
mol·L-1的NaOH溶液各50
mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度的目的是 。当室温低于10
℃时进行,对实验结果会造成较大误差的原因是
。?
(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1
g·cm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18
J·g-1·℃-1,实验前后的温度差为(t2-t1)
℃。则该中和反应放出热量为
kJ(填表达式)。?
答案
(1)保证盐酸完全被中和 散热太快
(2)0.418(t2-t1)
素养脉络
随堂检测
1.下列说法中正确的是( )
A.反应热就是反应放出的热量
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH符号为“-”
D.反应过程中,旧键断裂吸收的总能量小于新键生成时放出的总能量,反应吸热,ΔH符号为“+”
答案
C
2.关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A.中和反应是吸热反应
B.燃烧属于放热反应
C.化学键断裂放出能量
D.反应物总能量与生成物总能量一定相等
答案
B
3.(双选)(2020山东青岛高二期中)某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是( )
A.过渡态是该历程中能量最高的状态
B.在反应过程中,HCHO分子中所有化学键全部断裂
C.CO2分子中的氧原子全部来自O2
D.该反应可表示为:HCHO+O2
CO2+H2O
答案
BC
解析
过渡态是指反应物体系转变成生成物体系过程中经过的能量最高状态,则过渡态是该历程中能量最高的状态,故A正确;由图示可知,在反应过程中,甲醛分子中的两个C—H键全部断裂,C=O键未发生断裂,故B错误;CO2分子中的氧原子一部分来自O2,另一部分还来自甲醛,故C错误;该反应中反应物是甲醛和氧气,生成物是二氧化碳和水,HAP为催化剂,反应的化学方程式为HCHO+O2
CO2+H2O,故D正确。
4.已知断裂1
mol
N≡N、H—H需吸收的热量分别为945.6
kJ、436
kJ,形成1
mol
N—H放出的热量为391
kJ。计算可知1
mol
N2完全反应生成NH3的反应热为 ,1
mol
H2完全反应生成NH3的反应热为 。?
答案
ΔH=-92.4
kJ·mol-1 ΔH=-30.8
kJ·mol-1
解析
1
mol
N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH=945.6
kJ·mol-1+3×436
kJ·mol-1-6×391
kJ·mol-1=-92.4
kJ·mol-1,而1
mol
H2只与
mol
N2反应,所以1
mol
H2完全反应生成NH3的反应热为ΔH=-92.4
kJ·mol-1×
=-30.8
kJ·mol-1。(共37张PPT)
第2课时 热化学方程式 燃烧热
第一章
2021
内容索引
01
02
课前篇
素养初探
课堂篇
素养提升
素养目标
1.对比普通化学方程式,认识热化学方程式在表示物质变化和能量变化方面的优点,并学会书写热化学方程式,掌握书写时的注意事项,培养证据推理与模型认知的核心素养。
2.认识燃烧热定义中的1
mol纯物质、指定产物等重要信息,并了解重要化石燃料应用在工业生产和人们日常生活中的意义,培养科学态度与社会责任等学科核心素养。
课前篇
素养初探
[知识铺垫]
1.任何化学反应都既有物质变化,又有能量变化,所以化学变化既遵循
质量守恒,又遵循能量守恒。
2.甲烷完全燃烧的化学方程式为CH4+2O2
CO2+2H2O,硫单质燃烧的化学方程式为S+O2
SO2,燃料完全燃烧时,可燃物中的碳元素生成CO2(g),氢元素生成H2O(l),硫元素生成SO2(g)。
[必备知识]
一、热化学方程式
1.定义:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
ΔH=-285.8
kJ·mol-1,表示:在25
℃和101
kPa下,1
mol
气态H2与
0.5
mol气态O2反应生成1
mol液态H2O时,放出285.8
kJ的热量。?
3.书写热化学方程式的注意事项
(1)需注明反应时的温度和压强。但中学时所用的ΔH的数据,一般都是
25
℃和101
kPa时的数据,可不特别注明。?
(2)需注明反应物和生成物的聚集状态。气态、液态、固态和水溶液需注明的符号分别为g、l、s、aq。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数,也可以是分数。
【微思考1】根据热化学方程式H2(g)+
O2(g)
===
H2O(l) ΔH=-285.8
kJ·mol-1判断,在25
℃和101
kPa下,1
mol气态H2与0.5
mol气态O2反应生成
1
mol气态H2O时,放出的热量比285.8
kJ多还是少?原因是什么?
提示
少于285.8
kJ,因同一物质由气态变为液态时要放出热量。
二、燃烧热
1.定义:在101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。?
2.可燃物中的常见元素完全燃烧对应的生成物:
碳元素→CO2(g)、氢元素→H2O(l)、硫元素→SO2(g)、氮元素→N2(g)。
【微思考2】已知H2(g)+
O2(g)
===
H2O(g) ΔH=-241.8
kJ·mol-1,则表示氢气燃烧热的ΔH=-241.8
kJ·mol-1。这种说法是否正确?
提示
不正确。因该热化学方程式中H2O的状态为气体。
[自我检测]
1.正误判断
(1)CH4(g)+2O2(g)
===
CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3
kJ。( )
(2)S(s)+O2(g)
===
SO2(g) ΔH=+296.8
kJ·
mol-1。( )
(3)1
mol
H2燃烧放出的热量为氢气的燃烧热。( )
(4)1
mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热。( )
(5)根据2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l) ΔH=-571
kJ·
mol-1可知氢气的燃烧热为
571
kJ·
mol-1。( )
(6)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)
===
2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1
367.0
kJ·
mol-1。( )
×
×
×
×
×
×
2.常温常压下,分析下表中的四个热化学方程式,判断氢气和丙烷的燃烧热(ΔH)分别是( )
“嫦娥一号”
火箭燃料
液氢
(H2)
①2H2(g)+O2(g)
===2H2O(l)
ΔH=-571.6
kJ·mol-1
②2H2(l)+O2(l)
===2H2O(g)
ΔH=-482.6
kJ·mol-1
奥运会
“祥云”
火炬燃料
丙烷
(C3H8)
③C3H8(l)+5O2(g)
===3CO2(g)+4H2O(g)
ΔH=-2
013.8
kJ·mol-1
④C3H8(g)+5O2(g)
===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2
219.9
kJ·mol-1
A.-571.6
kJ·mol-1,-2
219.9
kJ·mol-1
B.-241.3
kJ·mol-1,-2
013.8
kJ·mol-1
C.-285.8
kJ·mol-1,-2
013.8
kJ·mol-1
D.-285.8
kJ·mol-1,-2
219.9
kJ·mol-1
答案
D
解析
1
mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量是氢气的燃烧热,所以根据热化学方程式2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l) ΔH=-571.6
kJ·mol-1可知,氢气的燃烧热ΔH=-285.8
kJ·mol-1;1
mol丙烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是丙烷的燃烧热,所以根据热化学方程式C3H8(g)+5O2(g)
===
3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2
219.9
kJ·mol-1可知,丙烷的燃烧热
ΔH=-2
219.9
kJ·mol-1。
课堂篇
素养提升
任务一
热化学方程式的书写与正误判断
[问题探究]
1.热化学方程式中各物质前面的化学计量数与反应的ΔH的绝对值之间有关系吗?
答案
有。热化学方程式中各物质前面的化学计量数与反应的ΔH的绝对值成正比关系。
2.热化学方程式中各物质前面的化学计量数可以为分数的原因是什么?
答案
因为热化学方程式中各物质前面的化学计量数代表物质的物质的量。
3.热化学方程式中,ΔH的单位的含义是什么?
答案
ΔH的单位是kJ·mol-1,它表示按给定反应的热化学方程式中各物质的物质的量完全反应时的热效应,并不一定是反应1
mol物质或生成1
mol物质放出或吸收的热量。
[深化拓展]
1.书写热化学方程式的“五步”
一写反应—写出配平的化学方程式
↓
二标状态—用s、l、g、aq标明物质的聚集状态
↓
三标条件—标明反应的温度和压强,25
℃、101
kPa时可不标注
↓
四标ΔH—在方程式后写出ΔH,并根据信息注明ΔH的“+”或“-”
↓
五标数值—根据化学计量数计算出ΔH的值
2.“五查”法判断热化学方程式正误
(1)一查化学方程式是否书写正确。
(2)二查是否标明各物质的聚集状态:固(s)、液(l)、气(g)、溶液(aq)。
(3)三查ΔH的“+”“-”号是否与吸热、放热一致。
(4)四查ΔH的单位是否正确,一般用kJ·mol-1(或kJ/mol)。
(5)五查ΔH的绝对值是否与热化学方程式中各物质前面的计量数相对应。
[素能应用]
典例1在常温常压下,1
g
H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出92.3
kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)
===
2HCl(g) ΔH=-92.3
kJ·mol-1
B.H2(g)+Cl2(g)
===
2HCl(g) ΔH=+92.3
kJ·mol-1
C.H2(g)+Cl2(g)
===
2HCl(g) ΔH=+184.6
kJ·mol-1
D.2HCl(g)
===
H2(g)+Cl2(g) ΔH=+184.6
kJ·mol-1
答案
D
解析
H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1
g
H2完全燃烧放出92.3
kJ的热量,则1
mol(即2
g)H2燃烧放出184.6
kJ的热量,化学反应放出热量,ΔH符号为“-”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)
===
2HCl(g) ΔH=-184.6
kJ·mol-1。一个放热反应的逆反应是吸热反应,并且在其他条件相同时,正、逆反应的ΔH绝对值相等,符号相反,则D项正确。
(1)审题时一定注意各物理量的单位,如明确1
g
H2与1
mol
H2的含义是不同的。
(2)一个给定反应的正向反应的焓变与逆向反应的焓变的绝对值相等,符号相反。如下面两个热化学方程式,知道其中一个即可推导出另一个。
变式训练1(2020山东德州高二月考)已知充分燃烧a
g乙炔气体时生成
1
mol
CO2气体和液态水,并放出b
kJ热量,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)
===
4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2b
kJ·mol-1
B.2C2H2(g)+5O2(g)
===
4CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-4b
kJ·mol-1
C.C2H2(g)+
O2(g)
===
2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=+b
kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)
===
4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-4b
kJ·mol-1
答案
D
解析
根据题意可知,乙炔完全燃烧生成1
mol
CO2放出b
kJ热量,则生成4
mol
CO2气体和液态水时可放出4b
kJ热量,则乙炔燃烧的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)
===
4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b
kJ·mol-1
,D项正确。
任务二
燃烧热的理解与计算
[问题探究]
1.表示燃烧热的ΔH一定为负值吗?
答案
是的。因为燃烧属于放热反应,所以ΔH<0。
2.表示燃烧热的热化学方程式与普通的热化学方程式有何不同?
答案
表示燃烧热的热化学方程式应以燃烧1
mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数,而普通的热化学方程式对化学计量数没有特别要求。
3.可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热改变吗?如何配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式?
答案
不改变。燃烧热指101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,与参加反应的可燃物的物质的量多少无关。配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式时,先把可燃物的化学计量数定为1,再配平其他物质。
4.相同条件下,1
mol
H2(g)与2
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水所放出的热量有何关系?分别用1
mol
H2(g)与2
mol
H2(g)完全燃烧放出的热量所计算出的氢气的燃烧热是否相同?
答案
相同条件下,2
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水所放出的热量是1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水所放出热量的2倍。分别用1
mol
H2与2
mol
H2完全燃烧放出的热量所计算出的氢气的燃烧热相同。
[深化拓展]
1.燃烧热限定纯净可燃物为1
mol,常见元素燃烧的指定产物分别为:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)等,注意燃烧产物不一定都是氧化物,如N2。
2.燃烧热、中和反应反应热与反应热的关系
(1)反应热的范围广,包括燃烧热、中和反应反应热等,它们之间的关系如下图所示:
(2)反应有吸热与放热之分,而燃烧反应、中和反应都是放热反应,即燃烧热和中和反应的反应热的ΔH<0。
3.燃烧热的计算
(1)有关燃烧热的计算方法:
燃烧热是101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,因此计算燃烧反应释放出的热量时,应先计算出可燃物的物质的量,然后根据该可燃物的燃烧热ΔH计算燃烧反应所释放的热量。其计算公式为:Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
(2)燃烧热与燃料燃烧释放的热量的区别:
①燃料燃烧释放出的热量与燃料的多少有关,燃烧的燃料越多,放出的热量就越多,而燃烧热规定必须是1
mol纯物质完全燃烧,所以燃烧热是燃料的属性,不随燃料的多少而发生改变;
②研究燃料燃烧释放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究物质燃烧热时生成物必须是指定产物。
[素能应用]
典例2以下能表示物质燃烧热的热化学方程式是( )
A.C(s)+
O2(g)
===
CO(g) ΔH=+110.5
kJ·mol-1
B.C(s)+O2(g)
===
O2(g)
ΔH=-393.5
kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l) ΔH=-571.6
kJ·mol-1
D.H2(g)+
O2(g)
===
H2O(g) ΔH=-241.8
kJ·mol-1
答案
B
解析
A项,C(s)燃烧未生成CO2(g),故A项不能表示碳的燃烧热;B项,符合燃烧热的定义;C项,H2虽然生成了H2O(l),但由于其反应热表示的是2
mol
H2
完全燃烧时的热量变化,故C项不能表示H2的燃烧热;D项,反应中生成的是H2O(g),而不是H2O(l),故D项不能表示H2的燃烧热。
书写或判断表示物质燃烧热的热化学方程式要做到“三看”
一看可燃物的化学计量数是否为1。
二看燃烧后是否生成指定产物:即看碳元素完全燃烧生成的产物是否为CO2(g),看氢元素完全燃烧生成的产物是否为H2O(l),看硫元素完全燃烧生成的产物是否为SO2(g)等。
三看ΔH符号是否为“-”及单位是否正确。
变式训练2下列关于燃烧热的说法正确的是( )
A.燃烧反应放出的热量就是该反应的燃烧热
B.1
mol可燃物质发生氧化反应所放出的热量就是燃烧热
C.1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量就是燃烧热
D.在101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量是燃烧热
答案
D
典例3已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l) ΔH=-571.6
kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)
===
3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2
220
kJ·mol-1
试根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热ΔH= ,C3H8的燃烧热ΔH= 。?
(2)现有H2和C3H8的混合气体共5
mol,完全燃烧时放热3
847
kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积之比是 。?
答案
(1)-285.8
kJ·mol-1 -2
220
kJ·mol-1
(2)3∶1
解析
(1)根据燃烧热的定义可知,H2、C3H8的燃烧热ΔH分别为-285.8
kJ·mol-1、-2
220
kJ·mol-1。
(2)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有:
在p、T相同时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
变式训练3(1)在1.01×105
Pa时,16
g
S在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫,放出148.5
kJ的热量,则S的燃烧热ΔH= 。?
(2)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1
mol
AX5,放出热量123.8
kJ。该反应的热化学方程式为? 。?
答案
(1)-297
kJ·
mol-1
(2)AX3(l)+X2(g)
===
AX5(s) ΔH=-123.8
kJ·
mol-1
素养脉络
随堂检测
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
答案
B
2.已知在298
K、1×105
Pa条件下,2
mol氢气燃烧生成水蒸气放出483.6
kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
答案
A
3.在相同条件下,下列两个反应的焓变分别为ΔH1和ΔH2:
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(g) ΔH1
2H2(g)+O2(g)
===
2H2O(l) ΔH2
则( )
A.ΔH2>ΔH1
B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1=ΔH2
D.无法确定
答案
B
4.根据下列叙述写出相应的热化学方程式:
(1)已知16
g固体硫完全燃烧时放出148.4
kJ的热量,该反应的热化学方程式为 。?
(2)如图是298
K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为?
。?
