高中化學 第一章 第三節(jié) 化學反應熱的計算學案 新人教版選修_第1頁
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文檔簡介

1、化學反應熱的計算1.了解蓋斯定律的內(nèi)容。2.理解蓋斯定律的意義。3.掌握用蓋斯定律和熱化學方程式進行有關反應熱的計算。知識點一蓋斯定律閱讀教材P11P12,思考并填空。1內(nèi)容不論化學反應是一步完成還是分幾步完成,其反應熱是相同的。2特點(1)反應的熱效應只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,與反應途徑無關。(2)同一反應的反應熱總值一定,如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應熱。則HH1H2H3H4H5。3意義利用蓋斯定律,可以間接計算難以直接測定的反應熱。1判斷正誤(1)一個反應一步完成或分幾步完成,兩者相比,經(jīng)過的步驟越多,放出的熱量越多。()(2)化學反應的反應熱與化學反應的始態(tài)有關,與終態(tài)無關。()(3)有

2、些反應的反應熱不能直接測得,可通過蓋斯定律間接計算得到。()(4)不同的熱化學方程式之間,因反應的物質(zhì)不同,故熱化學方程式不能相加減。()答案:(1)(2)(3)(4)2一定量固態(tài)碳在爐膛內(nèi)完全燃燒,放出熱量為Q1 kJ;向熾熱的爐膛內(nèi)通入水蒸氣會產(chǎn)生水煤氣,水煤氣完全燃燒生成水蒸氣和二氧化碳放出熱量為Q2 kJ。若爐膛內(nèi)燃燒等質(zhì)量固態(tài)碳,則Q1_Q2(填“”“”或“” )。解析:根據(jù)蓋斯定律,兩種情況下的始態(tài)與終態(tài)相同,故放出的熱量是相同的。答案:1蓋斯定律應用的常用方法(1)虛擬路徑法若反應物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個途徑:由A直接變成D,反應熱為H;由A經(jīng)過B變成C,再由C變成D,每步的

3、反應熱分別為H1、H2、H3,如圖所示:則有:HH1H2H3。(2)加合法將需要消去的物質(zhì)先進行乘除運算,使它們的化學計量數(shù)相同,然后進行加減運算。2應用蓋斯定律計算反應熱時的注意事項(1)熱化學方程式同乘以某一個數(shù)時,反應熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學方程式相加減時,同種物質(zhì)之間可相加減,反應熱也隨之相加減(帶符號)。(3)將一個熱化學方程式顛倒時,H的“”“”號必須隨之改變,但數(shù)值不變。利用蓋斯定律可由總反應和分反應來確定另一分反應的熱效應,也可以確定反應物和生成物的相對穩(wěn)定性。反應放熱,則生成物能量較低,生成物的穩(wěn)定性較反應物的強;反之,則弱。已知:2Zn(s)O2(g)=2ZnO(

4、s)H1701.0 kJ/mol,2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H2181.6 kJ/mol,則反應Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H為()A519.4 kJ/molB259.7 kJ/molC259.7 kJ/mol D519.4 kJ/mol解析根據(jù)蓋斯定律:由可得:Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l),則HH1H2(701.0 kJ/mol)(181.6 kJ/mol)259.7 kJ/mol。答案C由例1反應知:Zn(s)O2(g)=ZnO(s)及2ZnO(s)=2Zn(s)O2(g)的反應熱分別為多少?答案:前者為350.5 kJ/mol,后者為70

5、1.0 kJ/mol。利用已知熱化學方程式的焓變求未知反應焓變的方法(1)確定待求反應的熱化學方程式。(2)找出待求熱化學方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式中的位置(是同側還是異側)。(3)利用同側相加、異側相減進行處理。(4)根據(jù)待求方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)通過乘除來調(diào)整已知反應的化學計量數(shù),并消去中間產(chǎn)物。(5)將調(diào)整后的化學方程式進行疊加并確定反應熱的變化。 蓋斯定律及其應用1已知下列反應的熱化學方程式:6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3則反應4C3H5(ONO2)

6、3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H為()A12H35H22H1B2H15H212H3C12H35H22H1D2H15H212H3解析:選A。整理方程式如下:將第1個方程式乘以2,并顛倒書寫,將第2個方程式乘以5,將第3個方程式乘以12;然后將3個方程式相加得到要求的反應方程式。2蓋斯定律認為能量總是守恒的,化學反應過程一步完成或分步完成,整個過程的熱效應是相同的。已知:H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJ/molC2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2Q2 kJ/molC2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJ/mol若使

7、23 g液態(tài)酒精完全燃燒,最后恢復到室溫,則放出的熱量為(kJ)()AQ1Q2Q3B1.5Q10.5Q20.5Q3C0.5Q11.5Q20.5Q3D0.5(Q1Q2Q3)解析:選B。將3就能得到46 g液態(tài)酒精完全燃燒最后恢復到室溫所放出的熱量,然后將該熱量再除去2即可。涉及蓋斯定律的熱化學方程式書寫3已知:Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H348.3 kJmol12Ag(s)O2(g)=Ag2O(s)H31.0 kJmol1則Zn和Ag2O反應的熱化學方程式為_。答案:Zn(s)Ag2O(s)=2Ag(s)ZnO(s)H317.3 kJmol14已知:H2(g)O2(g)=H2O(g)H1

8、241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H2110.5 kJmol1寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:_。解析:根據(jù)蓋斯定律,由可得:C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)HH2H1(110.5 kJmol1)(241.8 kJmol1)131.3 kJmol1。答案:C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1知識點二反應熱的計算閱讀教材P12P13,思考并填空。1計算依據(jù)(1)熱化學方程式;(2)燃燒熱;(3)鍵能;(4)蓋斯定律。2計算方法例如,已知:(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/mol(2)CO(g)O2(g)=

9、CO2(g)H2283.0 kJ/mol求C(s)O2(g)=CO(g)的反應熱H。根據(jù)蓋斯定律知:則H1HH2,HH1H2393.5 kJ/mol(283.0 kJ/mol)110.5 kJ/mol。已知:Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H1234.1 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJ/mol則2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)的H是()A824.4 kJ/molB627.4 kJ/moLC744.7 kJ/mol D169.4 kJ/mol解析:選A。根據(jù)蓋斯定律,由第二個方程式乘以再減去第一個方程式可得2Fe(s)O2(g)=Fe2

10、O3(s),則HH2H1824.4 kJ/mol。反應熱的計算計算依據(jù)計算方法根據(jù)熱化學方程式熱化學方程式與數(shù)學上的方程式相似,可以左右顛倒同時改變正負號,各項的化學計量數(shù)包括H的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)根據(jù)蓋斯定律根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式(包括其H)相加或相減,得到一個新的熱化學方程式根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量可燃物的物質(zhì)的量其燃燒熱根據(jù)化學鍵的變化H反應物的化學鍵斷裂所吸收的能量和生成物的化學鍵形成所放出的能量和根據(jù)反應物和生成物的總能量HE(生成物)E(反應物)(1)運用熱化學方程式進行反應熱的計算,可以從反應式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、標準狀況下

11、氣體體積、反應熱等對應關系,列式進行簡單計算。(2)注意熱化學方程式中化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量,必須與H相對應,如果化學計量數(shù)加倍,則H也要加倍。尤其是利用蓋斯定律計算反應熱時,熱化學方程式可以直接相加減,化學計量數(shù)必須與H相對應。(3)熱化學方程式中的反應熱是指按所給形式反應完全時的反應熱。(4)正、逆反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反。氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要作用。(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應生成1 mol NH3(g)過程中能量變化示意圖,請寫出N2和H2反應的熱化學方程式:_。(2)已知化學鍵鍵能是形成(或拆開)1 mol化學鍵放出(

12、或吸收)的能量,單位kJmol1。已知:化學鍵HHNN鍵能/kJmol1435943試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計算NH鍵的鍵能為_kJmol1。(3)用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H1a kJmol1N2(g)O2(g)=2NO(g)H2b kJmol1若1 mol NH3還原NO至N2,則該反應過程中的反應熱H3_kJmol1(用含a、b的式子表示)。解析(1)由圖像可知,該反應為放熱反應,且生成1 mol NH3(g)時,放出的熱量為(300254) kJ46 kJ,故N2和H2反應的熱化學方程式為N2(g)3H2(g)

13、2NH3(g)H92 kJmol1。(2)設NH鍵鍵能為x,故反應熱H92 kJmol1(3435943) kJmol16x,解得x390 kJmol1。(3)由3可得:4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)H(3ba) kJmol1,故1 mol NH3還原NO至N2,反應熱H3為(3ba)/4 kJmol1。答案(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92 kJmol1(2)390(3)(3ba)/4已知2NO(g)O2(g)=2NO2(g)H4c kJmol1若1 mol NH3還原NO2至N2,則由例2中可知,該反應過程中的反應熱H5_kJmol1(用含a、b、c

14、的式子表示)。答案:3(bc)2a/8利用圖示求H的方法放熱反應(a、b、c均大于0,下同)吸熱反應利用熱化學方程式及燃燒熱計算反應熱1乙醇的燃燒熱為H1,甲醇的燃燒熱為H2,且H1H2,若1 mol乙醇和甲醇的混合物完全燃燒,反應熱為H3,則乙醇和甲醇的物質(zhì)的量之比為()A.BC. D解析:選B。設乙醇的物質(zhì)的量為x mol,則甲醇為(1x) mol,則xH1(1x)H2H3,解得:x,1x1,故乙醇與甲醇的物質(zhì)的量之比為。本題也可用十字交叉法:則。2由氫氣和氧氣反應生成4.5 g水蒸氣放出60.45 kJ的熱量,則反應:2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H為()A483.6 kJ/m

15、ol B241.8 kJ/molC120.6 kJ/mol D241.8 kJ/mol解析:選A。已知氫氣和氧氣反應生成4.5 g水蒸氣時放熱60.45 kJ,要求方程式中生成2 mol H2O(g)的H,則有如下比例關系:,解得Q483.6 kJ,故H483.6 kJ/mol。應用蓋斯定律比較和計算反應熱3灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知:Sn(白,s)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H1Sn(灰,s)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H2Sn(灰,s)Sn(白,s)H32.1 kJ/mol下列說法正確的是()AH1H2B錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在

16、C灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應是放熱反應D白錫器皿長期處在低于13.2 的環(huán)境中,會自行毀壞解析:選D。依據(jù)蓋斯定律,由得:Sn(灰,s)=Sn(白,s)HH2H1H32.1 kJ/mol0,所以H1H2,故A、C項錯誤;常溫下,溫度高于13.2 ,灰錫易轉(zhuǎn)化為白錫,B項錯誤;在低于13.2 時白錫不穩(wěn)定,會轉(zhuǎn)化為灰錫,D項正確。4心臟起搏器電源鋰碘電池的電池反應為2Li(s)I2(s)=2LiI(s)H已知:4Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H14LiI(s)O2(g)=2I2(s)2Li2O(s)H2則下列關系式正確的是()AHH1H2BHH1H2CHH1H2DHH1H2解析:選C。鋰碘電池

17、的電池反應可以由已知熱化學方程式()2得到,所以HH1H2,故選C。 重難易錯提煉1.蓋斯定律的實質(zhì)是H只與反應物、生成物的能量或鍵能有關,與反應過程及中間產(chǎn)物的能量無關。2.熱化學方程式可直接相加減,但必須遵循左加(減)左、右加(減)右、H加(減)H。3.多個反應疊加時,若原理理解不透,計算易出錯。若已知反應中的物質(zhì)與目標反應的物質(zhì)同側,則方程式相加;不同側,則方程式相減。如果計量數(shù)不同,則乘或除以一定系數(shù),使已知反應物質(zhì)的化學計量數(shù)與目標反應物質(zhì)的化學計量數(shù)相等。4.物質(zhì)鍵能與物質(zhì)所含能量兩個概念易弄混。物質(zhì)化學鍵鍵能越大,其能量(及焓)越低,該物質(zhì)越穩(wěn)定。反之,物質(zhì)化學鍵鍵能越小,其能量

18、(及焓)越高,該物質(zhì)越不穩(wěn)定。課后達標檢測基礎鞏固1下列關于反應熱的說法正確的是()A當H為“”時,表示該反應為吸熱反應B已知C(s)O2(g)=CO(g)的反應熱為110.5 kJ/mol,說明碳的燃燒熱為110.5 kJ/molC反應熱的大小與反應物所具有的能量和生成物所具有的能量無關D化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關,而與反應的途徑無關解析:選D。A中的H為“”時,反應為吸熱反應,錯誤;B中生成物為CO,不是碳的穩(wěn)定氧化物,錯誤;C中反應熱的大小與反應物和生成物的能量有關,錯誤;D為蓋斯定律,正確。2已知:C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/molC(s)O

19、2(g)=CO(g)H2110.5 kJ/mol,則2 mol C在O2中完全燃燒,放出的熱量為()A221 kJB787 kJC393.5 kJ D110.5 kJ解析:選B。C在O2中完全燃燒生成CO2,故2 mol C完全燃燒放出熱量為2 mol393.5 kJ/mol787 kJ。3在298 K、100 kPa時,已知:2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3則H3與H1和H2間的關系正確的是( )AH3H12H2BH3H1H2CH3H12H2DH3H1H2解析:選A。第三個方程式可由

20、第二個方程式乘以2與第一個方程式相加得到,由蓋斯定律可知H3H12H2。4(2016嘉興一聯(lián))用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJ/molCH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJ/mol下列說法中錯誤的是()A等物質(zhì)的量的CH4在反應中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同B由反應可推知:CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJ/molC4NO2(g)2N2(g)=8NO(g)H586 kJ/molD若用標準狀況下4.48 L CH4把NO2

21、還原為N2,整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.6NA解析:選B。A項,反應中均有CH4CO28e,故等物質(zhì)的量的CH4在反應中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同;B項,相同條件下,生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放熱多,故H574 kJ/mol;C項,根據(jù)蓋斯定律,由可得4NO2(g)2N2(g)=8NO(g)H586 kJ/mol;D項,CH4最終全部轉(zhuǎn)化為CO2,故轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為81.6 mol,即1.6NA。5(2016重慶渝中一模)下表中列出了25、101 kPa時一些物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)。物質(zhì)CH4C2H2H2燃燒熱(kJ/mol)890.31 299.6285.8已知鍵能:CH鍵 413.4 kJ/mol、HH鍵 4

22、36.0 kJ/mol。則下列敘述正確的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJ/molBCH鍵鍵長小于HH鍵CCC鍵的鍵能為796.0 kJ/molD2CH4(g)=C2H2(g)3H2(g)H376.4 kJ/mol解析:選C。A項,生成的水應為液態(tài),錯誤;B項,C原子半徑大于H原子半徑,故CH鍵鍵長大于HH鍵鍵長,錯誤;由蓋斯定律和已知數(shù)據(jù)可得2CH4(g)=C2H2(g)3H2(g)H376.4 kJ/mol,設CC鍵的鍵能為x,由鍵能與反應熱的關系可知376.4 kJ/mol8413.4 kJ/mol2413.4 kJ/molx3436.0 kJ/mol,解得

23、x796.0 kJ/mol,故C項正確,D項錯誤。6已知:2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJ/mol,N2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJ/mol,則2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)的H是()A386 kJ/molB386 kJ/molC746 kJ/molD746 kJ/moL解析:選C。將第二個熱化學方程式變形為2NO(g)=N2(g)O2(g)H180 kJ/mol,然后和第一個熱化學方程式相加即可得到目標方程式,所以H746 kJ/mol。7S(單斜)和S(正交)是硫的兩種同素異形體。已知:S(單斜,s)O2(g)=SO2(g)H1297

24、.16 kJ/mol;S(正交,s)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJ/mol;S(單斜,s)=S(正交,s)H3。下列說法正確的是()AH30.33 kJ/molB單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫的反應是吸熱反應CS(單斜,s)=S(正交,s)H30,正交硫比單斜硫穩(wěn)定DS(單斜,s)=S(正交,s)H30,單斜硫比正交硫穩(wěn)定解析:選C。根據(jù)蓋斯定律得,則H3H1H20.33 kJ/mol,說明反應為放熱反應,單斜硫的能量比正交硫高,正交硫更穩(wěn)定。8使18 g焦炭發(fā)生不完全燃燒,所得氣體中CO占總體積的,CO2占總體積的,已知:C(s)O2(g)=CO(g)HQ1 kJ/mol;CO(g)O2

25、(g)=CO2(g)HQ2 kJ/mol。與這些焦炭完全燃燒相比較,損失的熱量是()A.Q1 kJ BQ2 kJC.(Q1Q2)kJ DQ2 kJ解析:選D。18 g焦炭的物質(zhì)的量為1.5 mol,其中有生成CO,即0.5 mol C反應生成了CO氣體,根據(jù)蓋斯定律知損失的熱量為0.5 mol CO燃燒生成CO2所放出的熱量,即0.5Q2 kJ。9(2016開封高二檢測)火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當它們混合反應時,即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣,并放出大量熱。已知:0.4 mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應,生成水蒸氣和氮氣,放出256.652 kJ的熱量。(1)反

26、應的熱化學方程式為_。(2)已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1,則16 g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是_kJ。(3)此反應用于火箭推進,除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外還有一個很大的優(yōu)點是_。(4)已知:N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為_。解析:(1)0.4 mol N2H4反應放熱256.652 kJ,則1 mol N2H4反應放熱641.63 kJ。(2)16 g N2H4的物質(zhì)的量為0.5 mol。由方程式知生成水的物質(zhì)的

27、量n(H2O)0.5 mol42 mol,則16 g N2H4與H2O2反應生成H2O(l)放熱為641.63 kJmol10.5 mol2 mol44 kJmol1408.815 kJ。(3)產(chǎn)物為N2和H2O,無污染。(4)由所提供方程式,利用蓋斯定律,將2可得肼和二氧化氮反應的熱化學方程式。答案:(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJmol1(2)408.815(3)產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染(4)N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H567.85 kJmol110根據(jù)所學知識,比較下列反應熱的大小。(1)同一反應的生成物狀態(tài)不同時,

28、反應熱不同。例如:2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1,2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2,則H1_H2(填“”“”或“”,下同)。(2)同一反應的反應物狀態(tài)不同時,反應熱不同。例如:S(g)O2(g)=SO2(g)H1,S(s)O2(g)=SO2(g)H2,則H1_H2。(3)兩個相聯(lián)系的不同反應,其反應熱不同。例如:C(s)O2(g)=CO2(g)H1,C(s)O2(g)=CO(g)H2,又知CO的燃燒反應為放熱反應,則H1_H2。解析:(1)由蓋斯定律知,用式式得2H2O(l)=2H2O(g)HH1H20,故H1H2。(2)由蓋斯定律知,用式式得S(g)=S(s)HH1H2

29、0,故H1H2。(3)由蓋斯定律知,用式式得CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H20,故H1H2。答案:(1)(2)(3)能力提升11關于反應:2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 600 kJ/mol;2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJ/mol;CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H216 kJ/mol。下列敘述正確的是()ACO的燃燒熱為H283 kJ/molB在進行時,若加入催化劑,可以使H減小C若有3.2 g CH4與足量水蒸氣按反應,則放出的熱量是43.2 kJD若生成相同質(zhì)量的CO2,C2H2放出的熱量大于CO解析:選D

30、。CO的燃燒熱為H283 kJ/mol,A項錯誤;對于一個確定的化學反應,H與是否加入催化劑無關,B項錯誤;根據(jù)可知,CH4與足量水蒸氣反應的過程吸熱,C項錯誤;根據(jù)和可知,D項正確。12已知熱化學方程式:2KNO3(s)=2KNO2(s)O2(g)H58 kJ/mol;C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJ/mol。為提供分解1 mol KNO3固體所需的能量,理論上需完全燃燒碳的物質(zhì)的量是()A. mol B molC. mol D mol解析:選B。根據(jù)所給熱化學方程式可知分解1 mol KNO3所需要的能量為58/2 kJ,則根據(jù)碳燃燒的熱化學方程式,可以確定答案為B。13到目

31、前為止,由化學能轉(zhuǎn)變成的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源。(1)化學反應中放出的熱能與反應物和生成物在斷鍵和成鍵過程中吸收和放出能量的大小有關。已知:H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJ/mol,斷裂1 mol HH鍵吸收的能量為436 kJ,斷裂1 mol ClCl鍵吸收的能量為247 kJ,則形成1 mol HCl鍵放出的能量為_。(2)燃料燃燒將其所含的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯枰臒崮?。已知:CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1C(石墨,s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)

32、H571.6 kJmol1標準狀況下22.4 L氫氣和甲烷的混合氣體在足量的氧氣中充分燃燒放出588.05 kJ的熱量,原混合氣體中氫氣的質(zhì)量是_。根據(jù)以上三個熱化學方程式,計算C(石墨,s)2H2(g)=CH4(g)的反應熱H為_。解析:(1)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJ/mol,該反應的H舊鍵斷裂吸收的能量新鍵形成放出的能量,設形成1 mol HCl鍵放出的能量為x kJ,則H436 kJmol1247 kJmol12x kJmol1185 kJmol1,解得x434,所以形成1 mol HCl鍵放出434 kJ的能量。(2)設混合氣體中CH4的物質(zhì)的量為a,H2的

33、物質(zhì)的量為b,ab1 mol,890.3 kJmol1a571.6 kJmol1b/2588.05 kJ,解得a0.5 mol,b0.5 mol,所以H2的質(zhì)量為0.5 mol2 gmol11.0 g。反應C(石墨,s)2H2(g)=CH4(g)可由反應得到,即該反應的反應熱H393.5 kJmol1571.6 kJmol1890.3 kJmol174.8 kJmol1。答案:(1)434 kJ(2)1.0 g74.8 kJmol114已知拆開1 mol氫氣中的化學鍵需要消耗436 kJ能量,拆開1 mol氧氣中的化學鍵需要消耗498 kJ能量,根據(jù)下面的能量圖,回答下列問題:(1)分別寫出的

34、數(shù)值:_;_。(2)生成H2O(g)中的1 mol HO鍵放出_kJ的能量。(3)已知:H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1,試寫出2 mol氫氣在足量氧氣中完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式:_。解析:(1)(2)2 mol H2和1 mol O2斷鍵吸收能量為436 kJ2498 kJ1 370 kJ,即表示的數(shù)值為1 370;對于反應2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的反應熱HQ(吸)Q(放),即有等式1 370 kJQ(放)482 kJ,解得Q(放)1 852 kJ。因為生成2 mol H2O(g),即4 mol HO鍵放出1 852 kJ能量,則生成1 mol HO鍵時放

35、出 kJ463 kJ的能量。(3)因為2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H482 kJmol1,H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1,將2得:2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H482 kJmol144 kJmol12570 kJmol1。答案:(1)1 3701 852(2)463(3)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H570 kJmol1熱點一反應熱的判斷與計算熱點分析反應熱是高考考查的重點內(nèi)容之一,考查的知識點主要有:反應熱與化學鍵之間的關系;判斷吸熱反應或放熱反應;燃燒熱、中和熱的概念;利用燃燒熱進行簡單計算。題型以選擇題為主,難度不大,主要考查學生靈活運用知識

36、及接受新知識的能力。預計反應熱與能源的綜合考查將成為今后命題的熱點。學習本部分內(nèi)容時,要理解化學反應的實質(zhì),通過比較的方法,理解吸熱反應、放熱反應中的能量變化關系以及燃燒熱、中和熱等概念的內(nèi)涵。(2014高考海南卷改編)某反應過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是()A反應過程a有催化劑參與B該反應為吸熱反應,熱效應等于HC改變催化劑,可改變該反應的活化能D有催化劑的條件下,反應的活化能等于E1E2解析:選C。解答本題,首先應該會看圖像,清楚圖像的橫坐標、縱坐標表示的含義。然后看清反應物與生成物的相對能量的多少及反應熱、活化能的含義。最后根據(jù)各個選項的問題逐一解答。A.由圖示可知反應過程a需要

37、的活化能較高,這是沒有催化劑參與的過程,錯誤;B由于反應物的能量高于生成物的能量,多余的能量就以熱能的形式釋放出來,所以該反應為放熱反應,熱效應等于生成物與反應物能量的差值即H,錯誤;C.加入催化劑,改變了反應途徑,降低了反應的活化能,正確;D在有催化劑條件下反應的活化能為E1,錯誤。(2015高考海南卷)已知丙烷的燃燒熱H2 215 kJmol1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g 水,則放出的熱量約為()A55 kJB220 kJC550 kJ D1 108 kJ解析:選A。丙烷分子式是C3H8,燃燒熱為H2 215 kJmol1,1 mol丙烷燃燒會產(chǎn)生4 mol水,放熱2 215

38、kJ。丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水,水的物質(zhì)的量為0.1 mol,則消耗丙烷的物質(zhì)的量為0.025 mol,所以反應放出的熱量Q0.025 mol2 215 kJmol155.375 kJ,則放出的熱量約為55 kJ。熱點二熱化學方程式的判斷與書寫熱點分析高考中有關熱化學方程式的正誤判斷,一般通過選擇題考查,有關熱化學方程式的書寫一般不單獨命題,多滲透于綜合題中以非選擇題形式進行考查,難度均不大。書寫和判斷熱化學方程式要注意以下幾個方面:物質(zhì)的聚集狀態(tài),H的符號和單位,化學計量數(shù)與H的數(shù)值是否對應,是否要求表示某物質(zhì)的燃燒熱或某個中和反應的中和熱。(1)(2015高考天津卷)已知1 mol N

39、a的單質(zhì)在足量O2中燃燒,恢復至室溫,放出255.5 kJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:_。(2)(2014高考安徽卷)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25 、101 kPa下,已知該反應每消耗1 mol CuCl(s),放熱44.4 kJ,該反應的熱化學方程式是_。(3)(2014高考大綱卷)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應可生成化合物AX5。已知AX3的熔點和沸點分別為93.6 和76 ,AX5的熔點為167 。室溫時AX3與氣體X2反應生成1 mol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為_。解析:(1)1 mol Na在O2中完全

40、燃燒生成Na2O2放出熱量為255.5 kJ,則該反應的熱化學方程式為2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol1。(2)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律推知該黑色固體為CuO,反應方程式為4CuClO2=2CuCl22CuO。每消耗1 mol CuCl(s)放出44.4 kJ熱量,則消耗4 mol CuCl(s)放出177.6 kJ熱量,熱化學方程式為4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol1。(3)根據(jù)AX3的熔點和沸點可知室溫時AX3為液體,由AX5的熔點可知AX5室溫時為固體。由此

41、可寫出室溫時AX3與氣體X2生成AX5的熱化學方程式:AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ mol1。答案:(1)2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol1(2)4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol1(合理答案均可)(3)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1熱點三蓋斯定律及其應用熱點分析高考對本熱點的考查主要是利用蓋斯定律進行簡單計算,難度不大,主要考查學生對蓋斯定律的理解以及計算能力。蓋斯定律在熱化學中的主要應用有:(1)求未知或難于測量反應的反應熱。(2)進行有關反應熱的計算或比

42、較大小。(3)同素異形體反應熱的求算及穩(wěn)定性的比較。(1)(2015高考全國卷)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應如下:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3已知反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵HHCOHOCHE/(kJmol1)4363431 076465413由此計算H1_kJmol1;已知H258 kJmol1,則H3_kJmol1。(2)(2015高考江蘇卷)O3氧化煙氣中SO2、NOx的主

43、要反應的熱化學方程式為NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H200.9 kJmol1NO(g)O2(g)=NO2(g)H58.2 kJmol1SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g)H241.6 kJmol1反應3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。(3)(2015高考四川卷)已知25 ,101 kPa時:4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 648 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1 480 kJmol1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是_。解析:(1)根據(jù)鍵能與反應熱的關系可知,H1反應物的鍵能之和生成物的鍵能之和(1 076 kJm

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