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第一节 反应热
题型01 反应热与中和热的测定
题型02 焓与焓变
题型03 常见的吸热反应与放热反应
题型04 反应热产生的原因
题型05 反应热计算
题型06 热化学方程式的书写
题型07 燃烧热
题型08 反应热大小的比较
题型01 反应热及中和热的测定
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.中和热的测定
(1)实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热
(2)实验装置:
(3)实验仪器的作用:
①玻璃搅拌器:使反应物混合均匀充分接触。
②隔热层:减少热量的散失。
③温度计:测定反应前后反应体系的温度。
(4)测定原理
Q=mc△t c=4.18J/(g·℃)
(5)测定数据:反应物温度的测定、反应后体系温度的测定,重复2~3次取平均值进行计算。
【注意事项】
a.酸碱溶液应用强酸、强碱的稀溶液:浓酸、浓碱溶液稀释一般都 放热 ;弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,电离需要 吸热 。
b.测量时需要使用同一支温度计,且每测量一次温度之前,都需用水冲干净并用滤纸擦干。
c.实验用到的稀盐酸、稀氢氧化钠溶液需冷却至室温。且为保证盐酸完全被中和,NaOH适当过量。
d.为减少热量损失,应将两溶液迅速混合、且不能使用铁制搅拌器;
3.中和热
(1)定义:在25℃和101KPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应热。
(2)表示方法: △H= - 57.3 kJ/mol
【典例1】在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A.醋酸溶液和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低
B.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
C.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
D.完成一次中和反应热测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
【答案】A
【解析】A.醋酸溶液为弱酸溶液,电离需要吸热,和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低,A正确;
B.中和热测定实验成败的关键是保温隔热,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,B错误;
C.温度计为计量仪器,不能用于搅拌,C错误;
D.中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度,所以完成一次中和反应热测定实验,总共需要测量3次,D错误;
故选A。
【变式1-1】在实验室中测定稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的焓变,下列有关说法错误的是
A.测定时使用温度计的次数为3次
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.若用同浓度同体积的醋酸代替盐酸,测得的变大
【答案】C
【详解】A.需要测量盐酸、氢氧化钠和混合液的最高温度,使用温度计的次数为3次,A项正确;
B.充分反应,放出热量最多时,温度最高,测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,B正确;
C.为了防止热量散失,应当快速一次倒入溶液并搅拌,C项错误;
D.醋酸是弱酸,其电离过程吸热,使反应放出热量减少,测得的变大,D项正确;
故选C。
【变式1-2】某学生用50 mL 0.50 mol L 1 盐酸、50 mL 0.55 mol L 1 NaOH溶液在图示装置中进行中和反应,最终计算出中和热为ΔH1.下列说法错误的是
A.使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀,减小实验误差
B.NaOH溶液浓度略高于盐酸,是为了确保盐酸完全反应
C.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,记录反应后体系的温度
D.用等浓度、等体积的氨水代替NaOH溶液得到中和热ΔH2,则ΔH1<ΔH2
【答案】C
【解析】A.玻璃搅拌棒起搅拌作用,可使反应物混合均匀,加快反应速率,减小实验误差,A正确;
B.NaOH溶液浓度略高于盐酸,是为了确保盐酸完全反应,避免盐酸残留导致中和热计算偏低,B正确;
C.中和热测定实验中,温度应记录的是最高温度(即反应完全时的温度),而非“长时间不再改变”的温度,因为热量会散失到环境中,长时间后温度会下降,导致测量不准确,C错误;
D.氨水是弱电离,其电离过程中会吸收部分热量,导致放热减少,导致,D正确;
故选C。
【变式1-3】利用实验装置测量利用下图装置制定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取0.25mol/L的硫酸50mL倒入小烧杯中,测出硫酸溶液浓度; ②用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液,并用同一温度计测出其温度; ③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液的最高温度。
Ⅰ.仪器a的名称为 。
Ⅱ.做了四次实验,并将实验数据记录如下:
温度实验次数 起始温度t1℃ 终止温度t2℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
近似认为0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/L硫酸液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.181J/(g °C),通过以上数据计算中和热ΔH= (结果保留少数点后一位)。结果与 57.3kJ/mol有偏差的原团可能与下列哪些原因有关 。
A.量取硫酸溶液的体积时仰视读数 B.装置的隔热效果差
C.将NaOH溶液快速一次倒入盛硫酸的小烧杯中 D.搅拌不充分
【答案】玻璃搅拌器 -56.8kJ/mol BD
【详解】仪器a的名称为环形玻璃搅拌棒;
根据表中数据可知,四次实验的温度差分别为3.4℃、5.1℃、3.3℃、3.5℃,第二次实验数据误差太大,舍去,则平均温度差为3.4℃,Q=mc△t=(50+50)g4.18J/(g·℃)3.4℃=1421.2J=1.4212kJ,ΔH=-;
上述结果与-57.3kJ/mol有偏差,△H偏高了;
A.量取硫酸溶液的体积时仰视读数,量取量偏多,放出热量偏多,测定结果偏低,选项A不符合;
B.装置的隔热效果差,是热量散失,放出的热量偏小,结果偏高,B符合;
C.将NaOH溶液快速一次倒入盛硫酸的小烧杯中,是规范操作,C不符合;
D.搅拌不充分,放出热量偏小,测定结果偏高,选项D符合;
答案选BD。
题型02 焓与焓变
1.内能
①内能是体系内物质的各种能量的总和。
②符号:U
③影响因素:温度、压强和物质的聚集状态。
同一物质,聚集状态不同,内能不同,从大到小的顺序是 气体 > 液体 > 固体 。
2.焓及焓变
①焓的意义:焓是一个物理量,用来表示物质所具有的能量,符号为H,用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。
②焓变:表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差,符号用 ΔH 表示。
A.数学表达式:ΔH =H(反应产物)-H(反应物)
B.单位: kJ/mol或(kJ·mol-1)
C.意义:在一定条件下,可以通过焓变(ΔH)来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。
D.图示:根据规定,当反应体系放热时其焓减小,ΔH < 0。当反应体系吸热时其焓增大,ΔH > 0。
如图:
【典例2】反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为放热反应
B.反应的
C.的总能量高于和的总能量
D.中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
【答案】B
【详解】A.图示中反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,故A错误;
B.由图示为吸热反应,则反应为放热反应,,故B正确;
C.该反应为吸热反应,的总能量低于和的总能量,故C错误;
D.中和反应为放热反应,该反应为吸热反应,热量变化趋势与图像所示不一致,故D错误;
答案选B。
【变式2-1】下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A.任何条件下,焓变完全等于反应热
B.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总能量大于反应物的总能量时,ΔH<0
【答案】B
【详解】A.焓变(ΔH)仅在恒压条件下等于反应热,其他条件(如恒容)下不成立,A错误;
B.ΔH为生成物总焓减反应物总焓,放热时反应物总焓更高,ΔH<0,吸热时ΔH>0,B正确;
C.不是所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得,如碳不完全燃烧生成CO的反应热无法直接测定,需间接计算,C错误;
D.ΔH为生成物总焓减反应物总焓,当生成物的总能量大于反应物的总能量时,反应吸热,ΔH>0,D错误;
故选B。
【变式2-2】下列说法不正确的是
A.反应产物的总能量大于反应物的总能量时,ΔH>0
B.反应放热时ΔH<0,反应吸热时ΔH>0
C.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D.在一定条件下,某化学反应是吸热反应还是放热反应,由反应产物的总焓与反应物的总焓之差决定
【答案】C
【详解】A.反应产物的总能量大于反应物的总能量的反应为吸热反应,反应的焓变ΔH>0,故A正确;
B.反应放热时,反应的焓变ΔH<0,反应吸热时,反应的焓变ΔH>0,故B正确;
C.在恒压条件下,化学反应的焓变在数值上等于化学反应的反应热,故C错误;
D.任何化学反应都伴随能量变化,在确定的化学反应体系中反应物的总能量与生成物的总能量一定不同,所以在一定条件下,某化学反应是吸热反应还是放热反应,由反应产物的总焓与反应物的总焓之差决定,故D正确;
故选C。
【变式2-3】甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同? ,原因是 。
(3)该反应的焓变ΔH= kJ·mol-1。
【答案】(1)吸热
(2) 相同 化学反应的热效应仅与初始状态有关,与反应路径无关
(3)E2-E1
【详解】(1)由图可知,反应物总能量小于生成物总能量,则甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是吸热反应;
(2)反应热取决于反应物和生成物的总能量的大小,与起始状态和反应的最终状态有关,而与反应的途径无关,则过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同;
(3)该反应的焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量= E2-E1。
题型03 常见的吸热反应与放热反应
【知识总结】常见的放热反应与吸热反应
放热反应:
①大多数化合反应 ②所有的燃烧反应 ③金属与酸或水的置换反应 ④酸碱中和反应 ⑤铝热反应 ⑥物质的缓慢氧化
吸热反应:
①大多数分解反应 ②以C、CO做还原剂的反应 ③Ba(OH)2 H2O与NH4Cl的反应
【特别提醒】
1、并不是所有的分解反应都是吸热反应,如H2O2的分解、KClO3的分解,属于放热反应;
2、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,比如铝热反应为放热反应。(反应的吸放热与是否需要加热无关)
【典例3】下列关于化学反应与能量的说法中,不正确的是
A.Al与盐酸的反应属于放热反应
B.化学反应总是伴随着能量的变化
C.当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应向环境放出能量
D.CO2与C的反应属于放热反应
【答案】D
【详解】A.Al与盐酸反应释放热量,属于放热反应,A正确;
B.化学反应中化学键断裂和形成必然伴随能量变化,B正确;
C.反应物总能量高于生成物时,多余能量以热等形式释放,C正确;
D.CO2与C在高温下生成CO的反应是吸热反应,D错误;
故选D。
【变式3-1】下列说法正确的是
A.浓硫酸溶于水放出大量的热,是放热反应
B.碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量
C.反应3O2(g)=2O3(g)的ΔH>0,则O3比O2稳定
D.气态水比液态水稳定
【答案】B
【详解】A.浓硫酸溶于水是物理过程,并非化学反应,因此不属于放热反应,A错误;
B.碳酸钙分解为吸热反应,吸热反应中生成物总能量高于反应物总能量,B正确;
C.ΔH>0说明反应吸热,O3能量高于O2,能量越低越稳定,因此O2比O3稳定,C错误;
D.液态水能量低于气态水,能量越低越稳定,因此液态水更稳定,D错误;
【变式3-2】 下列反应的焓变与如图所示图象相符的是
A.碳与水蒸气的反应 B.灼热的炭与二氧化碳反应
C.过氧化氢的分解 D.氢氧化钡晶体与氯化铵反应
【答案】C
【分析】图中反应物的总能量高于生成物的总能量,故为放热反应。
【详解】A.碳与水蒸气的反应为吸热反应,故A不符合题意;
B.灼热的炭与二氧化碳反应为吸热反应,故B不符合题意;
C.过氧化氢的分解为放热反应,故C符合题意;
D.氢氧化钡晶体与氯化铵反应为吸热反应,故D不符合题意;
故选C。
【变式3-3】自加热食品的加热包主要成分有:生石灰、氯化钙铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐等。下列说法错误的是
A.生石灰与水反应的△H<0 B.使用时须向加热包中加入沸水
C.活性炭有利于反应物附着并充分接触 D.加热包使用不当很容易引发危险事故
【答案】B
【详解】A.生石灰与水反应生成氢氧化钙,该反应放热,△H<0,故A正确;
B.反应本身放热,无需加入沸水,故B错误;
C.活性炭疏松多孔的结构有利于反应物附着,充分接触发生化学反应,故C正确;
D.加热包中生石灰、铁、铝等对湿度非常敏感,使用不当很容易引发危险事故,故D正确。
答案选B。
题型04 反应热产生的原因
任何化学反应都伴随能量的变化,通常表现为热量的变化,还有的以电能、光能等形式表现出来。
1.宏观角度:反应物与生成物的总能量不同,从而变现为化学反应吸收热量或放出热量。
放热反应:反应物所具有的总能量 大于 生成物所具有的总能量
吸热反应:反应物所具有的总能量 小于 生成物所具有的总能量
2.微观角度:化学反应过程中旧键断裂需要 吸收 能量,新键形成需要 放出 能量,吸收的能量与放出的能量不同,从而表现为化学反应吸收能量或放出能量。
1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)为例,反应物断键需要吸收 679 kJ能量,形成新的化学键需要放出 862 kJ能量,断键吸收的能量 小于 成键放出的能量,故该反应为 放热 反应。
【总结】
放热反应:断键吸收的能量 小于 成键放出的能量
吸热反应:断键吸收的能量 大于 成键放出的能量
【典例4】某实验探究小组进行如下实验,探究化学反应中的能量变化。
实验① 实验②
温度计读数升高 温度计读数降低
下列判断一定正确的是( )
A.实验①的反应中化学键断裂吸收的能量大于实验②的反应中化学键断裂吸收的能量
B.实验①的反应中化学键断裂吸收的能量小于实验②的反应中化学键形成放出的能量
C.实验①说明中和反应放出热量
D.实验②说明所有有氨气生成的反应均吸收热量
【答案】C
【详解】A.两个不同化学反应中化学键的断裂与形成的能量变化没有直接关系,A错误;
B.两个不同化学反应中化学键的断裂与形成的能量变化没有直接关系,B错误;
C.盐酸与氢氧化钠的反应为中和反应,温度升高,说明中和反应为放出热量的反应,C正确;
D.有氨气生成的反应有很多,如与的反应,该反应放出热量,D错误;
正确答案选C。
【变式4-1】已知某可逆反应 ΔH=+100kJ·mol-1的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是
A.加入催化剂,该反应的反应热ΔH将减小
B.相同条件下,1molA2(g)和2molB2(g)生成2molAB2(g),将放出(E1-E2)kJ能量
C.该反应正反应的活化能大于100kJ·mol-1
D.该反应中,反应物的键能总和小于生成物的键能总和
【答案】C
【详解】A.催化剂只是改变反应的活化能,不能改变反应的反应热,A错误;
B.由图可知该反应为吸热反应,相同条件下,1molA2(g)和2molB2(g)生成2molAB2(g),将吸收(E1-E2)kJ能量,B错误;
C.由图可知该反应为吸热反应,所以该反应正反应的活化能大于100kJ·mol-1,C正确;
D.该反应为吸热反应,反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和,D错误;
故选C。
【变式4-2】已知化学方程式2AB(g)=A2(g)+B2(g)所代表的化学反应的能量变化如图所示:
则下列说法正确的是
A.2AB(g)=A2(g)+B2(g)为放热反应
B.2 mol AB(g)的能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和
C.断裂2 mol AB(g)吸收的热量为y kJ
D.断裂1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出的能量和为x kJ
【答案】C
【详解】A.由图象可知生成物的总能量高于反应物的总能量,因此该反应为吸热反应,A错误;
B.吸热反应中反应物的总能量比生成物的总能量低,B错误;
C.由图可知,断裂2mol A-B键需要吸收ykJ能量,C正确;
D.断裂化学键要吸收能量,断裂1mol A-A键和1mol B-B键吸收xkJ的能量,D错误;
故选D。
【变式4-3】宏观上反应物和生成物自身含有的能量不同,反应前后体系的能量(或内能)发生了变化。如图所示。
(1)当反应物总能量 生成物总能量(选填“>”或“<”),反应 热量,体系能量降低,,为放热反应。
(2)当反应物总能量 生成物总能量(选填“>”或“<”),反应 热量,体系能量升高,,为吸热反应。
微观上
(3)化学反应的实质: 。
(4)化学键变化与反应热的关系
已知:图中表示断裂化学键吸收的热量;表示形成化学键放出的热量。
①若,反应 能量,体系能量 ,为放热反应。
②若,反应 能量,体系能量 ,为吸热反应。
【答案】 > 放出 < 吸收 旧化学键断裂,新化学键形成 放出 降低 吸收 升高
【解析】化学反应必然伴随能量的变化,当反应物总能量>生成物总能量,反应放出热量,体系能量降低,,为放热反应。反之,当反应物总能量<生成物总能量,反应吸收热量,体系能量升高,,为吸热反应;
化学反应的特征是有新物质生成,其实质是:旧化学键断裂,新化学键形成;
①若,即断裂化学键吸收的热量小于形成化学键放出的热量,反应放出能量,体系能量降低,为放热反应。
②若,断裂化学键吸收的热量大于形成化学键放出的热量,反应吸收能量,体系能量升高,为吸热反应。
题型05 反应热的计算
知识积累
反应热的计算:
1、宏观角度
△H= H(生成物的总焓值) - H(反应物的总焓值)
放热反应△H < 0 吸热反应△H > 0
2、微观角度
键能:拆开1mol共价键所要吸收的能量,单位是 kJ·mol-1。
同一个化学键断裂与形成所吸收和放出的能量 相等 ,都等于键能。
物质越稳定,其本身具有化学能越 低 ,其化学键键能越 大 。
化学反应的实质是旧键断裂 和 新键形成,化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量。
△H = 反应物的总键能 - 生成物的总键能
以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例,从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
A、化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为436kJ + 243kJ = 679 kJ,即反应物的总键能= 679 kJ
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为2×431kJ = 862 kJ,即生成物的总键能= 862 kJ。
C、反应热的计算:△H= 679 - 862 = - 183 kJ·mol-1。显然,分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6 kJ·mol-1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
【典例5】根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
【答案】C
【详解】A.转化为氯原子是化学键断裂的过程,需要吸收热量,是一个吸热过程,A正确;
B.和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,属于放热反应,因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高,B正确;
C.1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量,而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量,C错误;
D.由B分析可知,和反应生成的反应热,D正确;
故选C。
【变式5-1】甲醇(结构式“”)是重要的化工原料,也是重要的燃料。在催化剂作用下利用CO、制备甲醇的反应为:
已知化学键的键能如下
化学键 H—H H—C H—O C—O (CO中)
键能 436 413 465 343 1076
该反应的热效应为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】=反应物的总键能-生成物的总键能=(1076+2×436-3×413-343-465)=-99;
答案选D。
【变式5-2】碳(C)与氧气反应的焓变如图所示,已知键能为akJ/mol,键能为bkJ/mol,则中碳氧键键能(单位:kJ/mol)为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,反应的焓变为,反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和,设中碳氧键键能为x kJ/mol,则,x=;
故选 B。
【变式5-3】单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体,下列说法正确的是
A.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含的能量高
B.单斜硫比正交硫稳定
C.S(s,单斜)=S(s,正交);
D.由①可知和1mol单斜硫的能量小于1molSO2能量
【答案】C
【详解】A.如图所示物质所含能量越低越稳定,相同物质的量的单斜硫所含能量大于正交硫所含能量,故A错误;
B.物质所含能量越低越稳定,相同物质的量的单斜硫所含能量大于正交硫所含能量,所以正交硫较稳定,故B错误;
C.由题图可知,单斜硫能量大于正交硫,所以单斜硫转化为正交硫放出热量,焓变为,所以S(s,单斜)(s,正交)的,故C正确;
D.由①可知,该反应为放热反应,和1mol单斜硫的能量大于1molSO2能量,故D错误;
故答案为C。
题型06 热方程式的书写
热化学方程式是表示反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫热化学方程式;表明的化学反应中的物质变化和能量变化。
书写注意事项:
(1)需表明物质的聚集状态:气体 g ,液体 l ,固体 s ,溶液 aq 。
(2)各物质前的化学计量数只表示物质的物质的量,可以写整数,也可以写分数。
(3)△H表示的是每mol反应,当热化学方程式的系数改变时,△H的数值也应随之变化。
(4)热化学方程式不需要标“↓”“↑”。
(5)不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的△H都表示反应进行到底时的能量变化。
(6)需标明反应的温度和压强,101KPa、25℃时可以不注明。
【典例6】请写出下列反应的热化学方程式
25 ℃、101 kPa时,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时,放出445.15 kJ的热量。判断下列几个热化学方程式的正误,错误的指出错误的原因。
1、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-445.15 kJ·mol-1 ( )
________________________________________________________________________________
2、2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol-1 ( )
________________________________________________________________________________
3、CH4+2O2=CO2+H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1 ( )
________________________________________________________________________________
【答案】
1、错误 反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应
2、错误 CH4燃烧为放热反应,ΔH<0且反应热的数值与方程式计量数不对应
3、错误 未标明反应物和生成物的状态
【变式6-1】写出下列反应的热化学方程式(反应条件均为25℃、101kPa)。
N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g),释放46.2kJ的热。
。
(2)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放1366.8kJ的热。
。
(3)44.8L(标准状况)C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放2599.2kJ的热。
。
(4)12gC(石墨,s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ的热。
。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【变式6-2】下列说法错误的是
A.热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量
B.热化学方程式未注明温度和压强时,表示标准状况下的数据
C.同一化学反应,化学计量数不同,不同,化学计量数相同而状态不同,也不相同
D.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
【答案】B
【详解】A.根据热化学方程式的定义,各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量,A正确;
B.标准状况是指0℃、101,而热化学方程式如果没有注明温度和压强,则指的是25℃、101,B错误;
C.化学反应中的焓变与物质的用量和状态均有关,故同一化学反应,化学计量数不同,不同,化学计量数相同而状态不同,也不相同,C正确;
D.化学反应中的热效应与物质用量相关,且化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比,D正确;
故选B。
【变式6-3】N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时放热534kJ,所以热化学方程式为,故选D。
题型07 燃烧热
知识积累
燃烧热:
在101KPa时, 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
【概念解读】
(1)物质完全燃烧,生成指定产物
碳元素→ CO2(g) 氢元素→ H2O(l) S元素→ SO2(g) N元素→ NO2(g)
(2)燃烧物的物质的量: 1 mol
如:甲烷的燃烧热的热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890.3 kJ/mol
【典例7】在298 K和100 kPa时,下列反应的ΔH可表示物质燃烧热的是
A.H2 (g) + Cl2 (g)=2HCl (g) ΔH = -185 kJ · mol-1
B.C4 H10 (g) +O2 (g) =4CO (g) + 5H2 O (l) ΔH = -1 746 kJ · mol-1
C.H2 (g) +O2 (g) =H2 O (l) ΔH = -286 kJ · mol-1
D.2CO (g) + O2 (g)= 2CO2 (g) ΔH = -566 kJ · mol-1
【答案】C
【详解】A.氢气完全燃烧生成的稳定物质是H2O(l),则H2与Cl2生成HCl的反应的热化学方程式,不能表示燃烧热,A错误;
B.正丁烷完全燃烧生成的稳定物质是CO2(g)和H2O(l),CO为不完全燃烧产物,不能表示燃烧热,B错误;
C.1mol H2完全燃烧生成稳定产物H2O(l),符合燃烧热定义,能表示燃烧热,C正确;
D.反应涉及2mol CO燃烧,不能表示燃烧热,D错误;
选C。
【变式7-1】下列关于标准燃烧热的说法中正确的是
A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
B.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫时所放出的热量为硫的标准燃烧热
C.在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,叫作该物质的标准燃烧热
D.标准燃烧热随着化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
【答案】C
【详解】A.未指明碳燃烧生成的是稳定的氧化物(如CO2),且若生成CO则不是完全燃烧,A错误;
B.硫的标准燃烧产物应为二氧化硫(SO2),而非三氧化硫(SO3),B错误;
C.在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(如CO2、液态H2O等)所放出的热量即为标准燃烧热,C正确;
D.标准燃烧热是固定值,不随化学方程式中各物质的化学计量数改变而改变,D错误;
故选C。
【变式7-2】已知充分燃烧ag乙炔()气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,乙炔燃烧热的热化学方程式为 。
乙炔燃烧的化学方程式为,已知充分燃烧ag乙炔()气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则1mol乙炔气体充分燃烧时生成2mol二氧化碳气体和1mol液态水,放出热量2bkJ,
乙炔燃烧热的热化学方程式为 。
【变式7-3】25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
【答案】D
【详解】A.生成物一氧化碳不是稳定氧化物,二氧化碳是稳定氧化物,A错误;
B.生成物气态水不是稳定氧化物,液态水是稳定氧化物,B错误;
C.生成物气态水不是稳定氧化物,液态水是稳定氧化物,C错误;
D.葡萄糖的燃烧热是1mol葡萄糖完全燃烧生成6mol CO2(g)和6mol H2O放出2800 kJ的热量,则mol葡萄糖完全燃烧生成3mol CO2(g)和3mol H2O放出1400 kJ的热量,D正确;
故选D。
题型08 反应热大小的比较
反应热大小比较应注意以下几方面:
1、比较反应热或△H的大小时,必须带“+”“-”;
2、参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化;
3、对于可逆反应,明确化学计量数与反应热的关系;
4、同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值也不同;
5、中和反应反应热为强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时的反应热。若酸为浓硫酸,由于浓硫酸稀释放热,此时生成1 mol水时放出的热量大于57.3kJ;若酸为弱酸,由于弱酸电离吸热,此时生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ。
【典例8】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知 , ,则
B.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ΔH=-1.9 kJ·mol—1,则石墨更稳定
C.已知在一定条件下, ;则和过量的在此条件下充分反应,放出热量
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) H=-57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1) H=-114.6kJ/mol
【答案】B
【详解】A.2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)为2molC完全燃烧生成CO2,2C(s)+O2(g)=2CO(g)为2molC不完全燃烧生成CO,完全燃烧放出的热量更多,因此ΔH1﹤ΔH2,A错误;
B.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。金刚石转化为石墨放出能量,说明等物质的量的金刚石的能量比石墨高,即石墨比金刚石更稳定,B正确;
C.合成氨反应是可逆反应,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol,将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,不能生成1molNH3,故放出热量小于46.2 kJ,C错误;
D.生成BaSO4沉淀时伴随额外热效应,H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH不等于单纯两倍的中和热,D错误;
故选B。
【变式8-1】下列说法正确的是
A.在测定中和反应反应热的实验中,只需要测定并记录2次温度
B.已知:、下, ;将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
C.25℃、101 kPa时, ,则含1 mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6 kJ
D.已知 kJ/mol, kJ/mol,则a【答案】D
【详解】A.中和反应的反应热测定需用温度计测量反应前酸、碱溶液的温度,然后再测量酸碱混合物的最高温度,所以一次实验至少测量三次,A错误;
B.已知:、下, ;将和过量的在此条件下充分反应,由于该反应是可逆反应,1.5molH2不能完全转化,放出的能量小于,B错误;
C.1mol稀硫酸与足量氢氧化钡反应时,硫酸根离子和钡离子不能共存,会生成硫酸钡沉淀,状态的变化会有能量的变化,放出的热量不等于114.6kJ,C错误;
D.碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,a和b均为负值,则a故选D。
【变式8-2】下列关于2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是
A.该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该热化学方程式表示在25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为5800kJ
D.该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量
【答案】D
【详解】A.从热化学方程式可以看出,该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1,△H<0,是放热反应,A正确;
B.同一化学反应,各物质的状态不同、化学计量数不同,焓变不同,则该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关,B正确;
C.反应没有注明温度和压强,则是25℃、101kPa,2molC4H10气体完全燃烧生成8molCO2气体和10mol液态水时,放出的热量为5800kJ,C正确;
D.该反应表明25℃、101kPa时,2mol丁烷气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水时,放出5800kJ的热量,若温度、压强不同、物质的状态不同,ΔH也不同,D错误;
故选D。
【变式8-3】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和反应的中和热,则和反应的中和热
B.甲烷的标准燃烧热,则
C.反应热与反应中是否使用催化剂无关
D.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
【答案】C
【详解】A.中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水和可溶性盐时放出的热量,其衡量标准是生成的水为1mol,故无论反应生成的水是几摩尔,其中和热恒为57.3kJ/mol,A错误;
B.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,液态水比气态水需要吸收热量,故甲烷燃烧生成气态水时放出的热量减少,ΔH> 890.3kJ mol 1,B错误;
C.催化剂的使用不会影响反应热的数值,C正确;
D.0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,该反应为可逆反应,生成的氨气的物质的量小于1mol,所以当该反应生成2mol氨气时,放出的热量大于38.6kJ,D错误;
故选C。
1第一节 反应热
题型01 反应热与中和热的测定
题型02 焓与焓变
题型03 常见的吸热反应与放热反应
题型04 反应热产生的原因
题型05 反应热计算
题型06 热化学方程式的书写
题型07 燃烧热
题型08 反应热大小的比较
题型01 反应热及中和热的测定
1.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境 或从环境 的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
2.中和热的测定
(1)实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热
(2)实验装置:
(3)实验仪器的作用:
①玻璃搅拌器: 。
②隔热层: 。
③温度计: 。
(4)测定原理
Q=mc△t c=4.18J/(g·℃)
(5)测定数据:反应物温度的测定、反应后体系温度的测定,重复2~3次取平均值进行计算。
【注意事项】
a.酸碱溶液应用强酸、强碱的稀溶液:浓酸、浓碱溶液稀释一般都 ;弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,电离需要 。
b.测量时需要使用同一支温度计,且每测量一次温度之前,都需用水冲干净并用滤纸擦干。
c.实验用到的稀盐酸、稀氢氧化钠溶液需冷却至室温。且为保证盐酸完全被中和,NaOH适当 。
d.为减少热量损失,应将两溶液迅速混合、且不能使用铁制搅拌器;
3.中和热
(1)定义:在25℃和101KPa下, 的稀溶液与 的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应热。
(2)表示方法: △H= kJ/mol
【典例1】在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可测定中和反应反应热。下列关于该实验的说法正确的是
A.醋酸溶液和NaOH溶液反应测定中和热数值偏低
B.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
C.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
D.完成一次中和反应热测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
【变式1-1】在实验室中测定稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的焓变,下列有关说法错误的是
A.测定时使用温度计的次数为3次
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.若用同浓度同体积的醋酸代替盐酸,测得的变大
【变式1-2】某学生用50 mL 0.50 mol L 1 盐酸、50 mL 0.55 mol L 1 NaOH溶液在图示装置中进行中和反应,最终计算出中和热为ΔH1.下列说法错误的是
A.使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀,减小实验误差
B.NaOH溶液浓度略高于盐酸,是为了确保盐酸完全反应
C.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,记录反应后体系的温度
D.用等浓度、等体积的氨水代替NaOH溶液得到中和热ΔH2,则ΔH1<ΔH2
【变式1-3】利用实验装置测量利用下图装置制定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取0.25mol/L的硫酸50mL倒入小烧杯中,测出硫酸溶液浓度; ②用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液,并用同一温度计测出其温度; ③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液的最高温度。
Ⅰ.仪器a的名称为 。
Ⅱ.做了四次实验,并将实验数据记录如下:
温度实验次数 起始温度t1℃ 终止温度t2℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
近似认为0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/L硫酸液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.181J/(g °C),通过以上数据计算中和热ΔH= (结果保留少数点后一位)。结果与 57.3kJ/mol有偏差的原团可能与下列哪些原因有关 。
A.量取硫酸溶液的体积时仰视读数 B.装置的隔热效果差
C.将NaOH溶液快速一次倒入盛硫酸的小烧杯中 D.搅拌不充分
题型02 焓与焓变
1.内能
①内能是体系内物质的各种能量的总和。
②符号:U
③影响因素:温度、压强和物质的 。
同一物质,聚集状态不同,内能不同,从大到小的顺序是 。
2.焓及焓变
①焓的意义:焓是一个物理量,用来表示物质所具有的能量,符号为H,用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。
②焓变:表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差,符号用 表示。
A.数学表达式:ΔH =H(反应产物)-H(反应物)
B.单位:
C.意义:在一定条件下,可以通过焓变(ΔH)来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。
D.图示:根据规定,当反应体系放热时其焓减小,ΔH 0。当反应体系吸热时其焓增大,ΔH 0。
如图:
【典例2】反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为放热反应
B.反应的
C.的总能量高于和的总能量
D.中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
【变式2-1】下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A.任何条件下,焓变完全等于反应热
B.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总能量大于反应物的总能量时,ΔH<0
【变式2-2】下列说法不正确的是
A.反应产物的总能量大于反应物的总能量时,ΔH>0
B.反应放热时ΔH<0,反应吸热时ΔH>0
C.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D.在一定条件下,某化学反应是吸热反应还是放热反应,由反应产物的总焓与反应物的总焓之差决定
【变式2-3】甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同? ,原因是 。
(3)该反应的焓变ΔH= kJ·mol-1。
题型03 常见的吸热反应与放热反应
【知识总结】常见的放热反应与吸热反应
放热反应:
①大多数化合反应 ②所有的燃烧反应 ③金属与酸或水的置换反应 ④酸碱中和反应 ⑤铝热反应 ⑥物质的缓慢氧化
吸热反应:
①大多数分解反应 ②以C、CO做还原剂的反应 ③Ba(OH)2 H2O与NH4Cl的反应
【特别提醒】
1、并不是所有的分解反应都是吸热反应,如H2O2的分解、KClO3的分解,属于放热反应;
2、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,比如铝热反应为放热反应。(反应的吸放热与是否需要加热无关)
【典例3】下列关于化学反应与能量的说法中,不正确的是
A.Al与盐酸的反应属于放热反应
B.化学反应总是伴随着能量的变化
C.当反应物的总能量高于生成物的总能量时,反应向环境放出能量
D.CO2与C的反应属于放热反应
【变式3-1】下列说法正确的是
A.浓硫酸溶于水放出大量的热,是放热反应
B.碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量
C.反应3O2(g)=2O3(g)的ΔH>0,则O3比O2稳定
D.气态水比液态水稳定
【变式3-2】 下列反应的焓变与如图所示图象相符的是
A.碳与水蒸气的反应 B.灼热的炭与二氧化碳反应
C.过氧化氢的分解 D.氢氧化钡晶体与氯化铵反应
【变式3-3】自加热食品的加热包主要成分有:生石灰、氯化钙铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐等。下列说法错误的是
A.生石灰与水反应的△H<0 B.使用时须向加热包中加入沸水
C.活性炭有利于反应物附着并充分接触 D.加热包使用不当很容易引发危险事故
题型04 反应热产生的原因
任何化学反应都伴随能量的变化,通常表现为热量的变化,还有的以电能、光能等形式表现出来。
1.宏观角度:反应物与生成物的总能量不同,从而变现为化学反应吸收热量或放出热量。
放热反应:反应物所具有的总能量 生成物所具有的总能量
吸热反应:反应物所具有的总能量 生成物所具有的总能量
2.微观角度:化学反应过程中旧键断裂需要 能量,新键形成需要 能量,吸收的能量与放出的能量不同,从而表现为化学反应吸收能量或放出能量。
1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)为例,反应物断键需要吸收 kJ能量,形成新的化学键需要放出 kJ能量,断键吸收的能量 成键放出的能量,故该反应为 反应。
【总结】
放热反应:断键吸收的能量 成键放出的能量
吸热反应:断键吸收的能量 成键放出的能量
【典例4】某实验探究小组进行如下实验,探究化学反应中的能量变化。
实验① 实验②
温度计读数升高 温度计读数降低
下列判断一定正确的是( )
A.实验①的反应中化学键断裂吸收的能量大于实验②的反应中化学键断裂吸收的能量
B.实验①的反应中化学键断裂吸收的能量小于实验②的反应中化学键形成放出的能量
C.实验①说明中和反应放出热量
D.实验②说明所有有氨气生成的反应均吸收热量
【变式4-1】已知某可逆反应 ΔH=+100kJ·mol-1的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是
A.加入催化剂,该反应的反应热ΔH将减小
B.相同条件下,1molA2(g)和2molB2(g)生成2molAB2(g),将放出(E1-E2)kJ能量
C.该反应正反应的活化能大于100kJ·mol-1
D.该反应中,反应物的键能总和小于生成物的键能总和
【变式4-2】已知化学方程式2AB(g)=A2(g)+B2(g)所代表的化学反应的能量变化如图所示:
则下列说法正确的是
A.2AB(g)=A2(g)+B2(g)为放热反应
B.2 mol AB(g)的能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和
C.断裂2 mol AB(g)吸收的热量为y kJ
D.断裂1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出的能量和为x kJ
【变式4-3】宏观上反应物和生成物自身含有的能量不同,反应前后体系的能量(或内能)发生了变化。如图所示。
(1)当反应物总能量 生成物总能量(选填“>”或“<”),反应 热量,体系能量降低,,为放热反应。
(2)当反应物总能量 生成物总能量(选填“>”或“<”),反应 热量,体系能量升高,,为吸热反应。
微观上
(3)化学反应的实质: 。
(4)化学键变化与反应热的关系
已知:图中表示断裂化学键吸收的热量;表示形成化学键放出的热量。
①若,反应 能量,体系能量 ,为放热反应。
②若,反应 能量,体系能量 ,为吸热反应。
题型05 反应热的计算
知识积累
反应热的计算:
1、宏观角度
△H=
放热反应△H < 0 吸热反应△H > 0
2、微观角度
键能:拆开1mol共价键所要吸收的能量,单位是 kJ·mol-1。
同一个化学键断裂与形成所吸收和放出的能量 ,都等于键能。
物质越稳定,其本身具有化学能越 ,其化学键键能越 。
化学反应的实质是旧键断裂 和 新键形成,化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量。
△H =
以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例,从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
A、化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为436kJ + 243kJ = kJ,即反应物的总键能= kJ
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为2×431kJ = kJ,即生成物的总键能= kJ。
C、反应热的计算:△H= - = 。显然,分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6 kJ·mol-1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
【典例5】根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
【变式5-1】甲醇(结构式“”)是重要的化工原料,也是重要的燃料。在催化剂作用下利用CO、制备甲醇的反应为:
已知化学键的键能如下
化学键 H—H H—C H—O C—O (CO中)
键能 436 413 465 343 1076
该反应的热效应为
A. B. C. D.
【变式5-2】碳(C)与氧气反应的焓变如图所示,已知键能为akJ/mol,键能为bkJ/mol,则中碳氧键键能(单位:kJ/mol)为
A. B. C. D.
【变式5-3】单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体,下列说法正确的是
A.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含的能量高
B.单斜硫比正交硫稳定
C.S(s,单斜)=S(s,正交);
D.由①可知和1mol单斜硫的能量小于1molSO2能量
题型06 热方程式的书写
热化学方程式是表示反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫热化学方程式;表明的化学反应中的物质变化和能量变化。
书写注意事项:
(1)需表明物质的聚集状态:气体 ,液体 ,固体 ,溶液 。
(2)各物质前的化学计量数只表示物质的物质的量,可以写整数,也可以写分数。
(3)△H表示的是每mol反应,当热化学方程式的系数改变时,△H的数值也应随之变化。
(4)热化学方程式不需要标“↓”“↑”。
(5)不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的△H都表示反应进行到底时的能量变化。
(6)需标明反应的温度和压强,101KPa、25℃时可以不注明。
【典例6】请写出下列反应的热化学方程式
25 ℃、101 kPa时,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时,放出445.15 kJ的热量。判断下列几个热化学方程式的正误,错误的指出错误的原因。
1、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-445.15 kJ·mol-1 ( )
________________________________________________________________________________
2、2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol-1 ( )
________________________________________________________________________________
3、CH4+2O2=CO2+H2O ΔH=-890.3 kJ·mol-1 ( )
________________________________________________________________________________
【变式6-1】写出下列反应的热化学方程式(反应条件均为25℃、101kPa)。
N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g),释放46.2kJ的热。
。
(2)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放1366.8kJ的热。
。
(3)44.8L(标准状况)C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放2599.2kJ的热。
。
(4)12gC(石墨,s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ的热。
。
【变式6-2】下列说法错误的是
A.热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,只代表物质的量
B.热化学方程式未注明温度和压强时,表示标准状况下的数据
C.同一化学反应,化学计量数不同,不同,化学计量数相同而状态不同,也不相同
D.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
【变式6-3】N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
题型07 燃烧热
知识积累
燃烧热:
在101KPa时, 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
【概念解读】
(1)物质完全燃烧,生成指定产物
碳元素→ 氢元素→ S元素→ N元素→
(2)燃烧物的物质的量: mol
如:甲烷的燃烧热的热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890.3 kJ/mol
【典例7】在298 K和100 kPa时,下列反应的ΔH可表示物质燃烧热的是
A.H2 (g) + Cl2 (g)=2HCl (g) ΔH = -185 kJ · mol-1
B.C4 H10 (g) +O2 (g) =4CO (g) + 5H2 O (l) ΔH = -1 746 kJ · mol-1
C.H2 (g) +O2 (g) =H2 O (l) ΔH = -286 kJ · mol-1
D.2CO (g) + O2 (g)= 2CO2 (g) ΔH = -566 kJ · mol-1
【变式7-1】下列关于标准燃烧热的说法中正确的是
A.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的标准燃烧热
B.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫时所放出的热量为硫的标准燃烧热
C.在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量,叫作该物质的标准燃烧热
D.标准燃烧热随着化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
【变式7-2】已知充分燃烧ag乙炔()气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,乙炔燃烧热的热化学方程式为 。
【变式7-3】25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
题型08 反应热大小的比较
反应热大小比较应注意以下几方面:
1、比较反应热或△H的大小时,必须带“+”“-”;
2、参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化;
3、对于可逆反应,明确化学计量数与反应热的关系;
4、同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值也不同;
5、中和反应反应热为强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时的反应热。若酸为浓硫酸,由于浓硫酸稀释放热,此时生成1 mol水时放出的热量大于57.3kJ;若酸为弱酸,由于弱酸电离吸热,此时生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ。
【典例8】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知 , ,则
B.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ΔH=-1.9 kJ·mol—1,则石墨更稳定
C.已知在一定条件下, ;则和过量的在此条件下充分反应,放出热量
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) H=-57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1) H=-114.6kJ/mol
【变式8-1】下列说法正确的是
A.在测定中和反应反应热的实验中,只需要测定并记录2次温度
B.已知:、下, ;将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
C.25℃、101 kPa时, ,则含1 mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6 kJ
D.已知 kJ/mol, kJ/mol,则a【变式8-2】下列关于2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是
A.该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该热化学方程式表示在25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为5800kJ
D.该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量
【变式8-3】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和反应的中和热,则和反应的中和热
B.甲烷的标准燃烧热,则
C.反应热与反应中是否使用催化剂无关
D.500℃、30MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为