本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
化学反应与能量
一、知识回顾:
(一)化学键与化学反应中能量的变化
1、在化学反应过程中,破坏反应物中的化学键需要_________能量(设其值为E1),形成生成物中的新的化学键需要________能量(设其值为E2),若E1>E2,则该反应______能量,若E12、一个化学反应是吸收能量还是放出能量,决定于__________________________。假设反应物总能量的值为E反,生成物总能量的值为E生。若E反>E生,则该反应_________,若E反(二)化学能与热能的相互转化
1、化学反应过程中遵循两个守恒,即________守恒和_________守恒。在化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量____________(“相等”或“不等”),因此,在化学反应中存在着能量变化,通常主要表现为__________的变化。
2、反应热(焓变):在化学反应过程中________________的热量,通常叫做反应热。用符号______表示,单位一般采用______________。可用________________直接测量。
3、放热反应和吸热反应
(1)放热反应:①定义:放出热量的___,反应后体系的能量____,环境的能量_____。
②常见的放热反应有:
a. 多数____________反应 b. 金属与酸溶液的反应 c. 燃烧 d. 中和反应
(2)吸热反应:①定义:吸收热量的___,反应后体系的能量___,环境的能量___。
②常见吸热反应有:
a.多数分解反应,如CaCO3CaO+CO2↑ b. C+H2O(g) H2+CO
c. C+CO2 2CO d. Ba(OH)2 ·8H2O与NH4Cl晶体混和 e. 盐的水解反应
二、典型例题:
【例1】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)+22.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g);△H=-48.40kJ·mol-1
B.C8H18(1)+22.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1);△H=-5518kJ·mol-1
C.C8H18(1)+22.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1);△H=+5518kJ·mol-1
D.C8H18(1)+22.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1);△H=-48.40kJ·mol-1
【例2】在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-Q1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-Q2
B.S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q1; S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q2
C.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-Q1; C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-Q2
D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q1; 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=-Q2
【例3】炽热的炉膛内有反应:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-392kJ/mol,往炉膛内通入水蒸气时,有如下反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-282kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H=-241kJ/mol,由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时( )
A.不能节省燃料,但能使炉火瞬间更旺
B.虽不能使炉火瞬间更旺,但可以节省燃料
C.既能使炉火瞬间更旺,又能节省燃料
D.既不能使炉火瞬间更旺,又不能节省燃料
【例4】已知胆矾溶于水时,溶液温度降低。在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时,放出热量为Q1kJ,而胆矾分解的热化学方程式是CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l);△H=+Q2kJ/mol,则Q1与Q2的关系是( )
A.Q1>Q2 B.Q1<Q2 C.Q1=Q2 D.无法确定
三、练习巩固:
[课堂作业]:
1、分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的热化学方程式( )
A. C(s)+O2(g)===CO(g); ΔH=110.5 kJ/mol
B. C(s)+O2(g)===CO2(g); ΔH=-393.5 kJ/mol
C. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l); ΔH=-571.6 kJ/mol
D. H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g); ΔH=-241.8 kJ/mol
E. H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l); ΔH=-285.8 kJ/mol
2、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△ H=-57.3kJ/mol,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________ kJ的热量。
(2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应,放出____________kJ的热量。
3、在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H =-Q2
B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); △H= -Q1 C(s)+O2(g)=CO2 (g); △H= -Q2
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H= -Q2
D. S(g)+O2(g)=SO2 (g); △H= -Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g); △H= -Q2
4、在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= – 572 kJ/mol
C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l); H = – 2220 kJ/mol
5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则氢气和丙烷的体积比为( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D.1:1
5、已知下列热化学方程式的热效应:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g);△H1=-26.7kJ/mol
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g);△H2=-50.75kJ/mol
(3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)十CO2(g);△H3=-36.5kJ/mol
不用查表,计算下列反应FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)的△H。
[课后作业]:
1、“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 ( )
A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.固体氢氧化钠 D.生石灰
2、已知:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O △H=Q1kJ/mol
H2SO4(浓)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(1) △H=Q2kJ/mol
HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(1) △H=Q3kJ/mol
上述反应均为溶液中的反应,则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为( )
A.Q1=Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1
3、热化学方程式:S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=-297.3kJ/mol,分析下列说法中正确的是( )
A. S(g)+O2(g)=SO2(l);|△H|>297.3kJ/mol
B. 1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和
C. S(g)+O2(g)=SO2(l);|△H|<297.3kJ/mol
D. 1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和
4、已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-282.5kJ/mol。假如标准状况下由CH4、CO、CO2组成的89.6升混和气体完全燃烧时能放出1010千焦的热量,并生成18克液态水,那么燃烧前混和气体中CO占的体积百分含量约为( )
A.40% B.50% C.60% D.70%
5、甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g); △H= + 49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如右图所示
C.据盖斯定律和反应①和②可确定通常情况下氢气的燃烧热
D.根据②推知反应: CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9kJ·mol-1
6、右图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:
N2+3H2 2NH3,△H=-92kJ·mol-1
B.b曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应的反应热改变
D.在温度体积一定的条件下,通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ,若通入2 molN2和6 molH2反应后放出的热量为Q2kJ则184>Q2 >2Q1
7、(1)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,其热化学方程式 。
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为 ;又知H2O(l)H2O(g);△H=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时,放出的热量是 kJ。
(3)已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B==C+3D+4E。现将相对分子质量为M的A气体mg和足量B气体充入一密闭容器中恰好完全反应后,有少量液滴生成;在相同温度下测得反应前后压强分别为6.06×105Pa和1.01×106Pa,又测得反应共放出QkJ热量。试根据上述实验数据写出该反应的热化学方程式 。
8、下表是一些键能数据。(单位:KJ·mol-1)
键能 键能 键能
H-H 436 Cl-Cl 243 H-Cl 432
S=S 255 H-S 339 C-F 427
C-Cl 330 C-I 218 H-F 565
C-O 347 H-O 464
阅读上述信息,回答下列问题:
(1)根据表中数据判断CCl4的稳定性 (填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。试预测C-Br键的键能范围_________(2)结合表中数据和热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= —QKJ/ mol;通过计算确定热化学方程式中Q的值为 。
(3)卤代烃RX在同样条件下发生碱性水解反应时,RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反应活性由大到小的顺序是_________________________________。
(4)有人认为:H-O键的键能大于H-S键的键能,所以H2O的熔沸点高于H2S的熔沸点。你是否赞同这种观点?如不赞同,请说出你的解释。
。
参考答案:
[例题]:
【例1】B 【例2】 AC 【例3】 A 【例4】 D
[课堂作业]:
1、B E 2、(1)28.65 (2)229.2 3、B 4、B 5、7.28kJ/mol
[课后作业]:
1、B 2、B 3、AB 4、B 5、D 6、BD
7、(1)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);△H=-1136kJ/mol
(2)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l);△H=-2165kJ/mol 1016.5kJ
(3)2A(g)+B(g)==C(g)+3D(l)+4E(g);
8、(1)小于 218~330 KJ·mol-1 (2)185 (3)RI> RBr > RCl > RF
(4)不赞同,H2O的熔沸点高于H2S是因为水分子间存在氢键,与键能无关。
能量/ kJ·mol-1
N2+3H2
2NH3
600
508
a
b
反应过程
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网