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- 2022-04-29 14:29:40 发布
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'专题6 化学反应与能量变化单元 化学反应中的热效应
2H2O(g)====2H2(g)+O2(g)ΔH=+483.6kJ·mol-12H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-12H2(g)+O2(g)====2H2O(L)ΔH=-571.6kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1思考:H2O(g)====H2O(L)ΔH=?kJ·mol-1观察一下热化学方程式,你会想到什么?观察与思考:
一、化学反应的焓变1.反应热和焓变(1)反应热:化学反应过程中,当反应物和生成物具有_________时,所吸收或放出的热量。(2)焓变:在___________的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量,用____表示,单位:_________。相同温度恒温、恒压ΔHkJ·mol-1
2.吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解:2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1ΔH=E(生成物总能量)-E(反应物总能量)
(2)从化学键角度理解:放热吸热ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和)
2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=?kJ·mol-1已知:H-H:436kJ·mol-1O=O:496.4kJ·mol-1H-O:463kJ·mol-1注意:NH3Si
二.热化学方程式(1)定义:能够表示_______的化学方程式。(2)意义:表明了化学反应中的物质变化和_____反应时的能量变化。如2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1:表示在25℃、101kPa条件下,____________________________________________________________________。反应热完全2molH2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molH2O(l)时释放571.6kJ的能量
几个概念的区别标准燃烧热在101kPa下,______物质_________(生成稳定物质)的反应热热值在101kPa下,____物质_________所放出的热量完全燃烧指物质中含有的氮元素转化为_____,氢元素转化为______,碳元素转化为______1mol完全燃烧1g完全燃烧N2(g)H2O(l)CO2(g)中和热(稀强)酸、(稀强)碱中和,生成1mol液态水所放出的热量
注意:对于中和热的理解要注意:(1)中和热不包括电解质的电离热效应、溶解热效应、生成水合离子的热效应。(2)中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。
【典例1】(2013·宁德模拟)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )A.已知2H2O(g)====2H2(g)+O2(g)ΔH=+483.6kJ·mol-1,则氢气的标准燃烧热为ΔH=-241.8kJ·mol-1B.已知C(石墨,s)====C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石不如石墨稳定C.已知1molNaOH和1mol盐酸在稀溶液中反应的ΔH=-57.4kJ·mol-1,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为CH3COOH(aq)+NaOH(aq)====CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH=-57.4kJ·mol-1D.已知2C(s)+2O2(g)====2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)====2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2【B】
二、反应热的测量与计算1.中和反应反应热的测定(1)装置(请在横线上填写仪器名称):温度计环形玻璃搅拌器(2)计算公式:ΔH=-kJ·mol-1
2.盖斯定律(1)内容:_____________________________________________________________________。(2)意义:表明一个化学反应的焓变(ΔH)仅与反应的____________________有关,而与反应的途径无关。一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的起始状态和最终状态
(3)应用:对于难以测定反应热的化学反应,可运用盖斯定律进行计算。①若一个反应的焓变ΔH=akJ·mol-1,则其逆反应的焓变ΔH′=___________。②若一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该反应的焓变也可以由这几个反应的焓变相加减而得到。如 ,则ΔH=__________-akJ·mol-1ΔH1+ΔH2
【典例2】(1)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为:4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)====3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH已知相同条件下:4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)====6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)ΔH12Ca3(PO4)2(s)+10C(s)====P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2SiO2(s)+CaO(s)====CaSiO3(s) ΔH3则ΔH=(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。①+②×3+③×18
(2)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:①Cu(s)+2H+(aq)====Cu2+(aq)+H2(g)ΔH1=+64.39kJ·mol-1②2H2O2(l)====2H2O(l)+O2(g)ΔH2=-196.46kJ·mol-1③H2(g)+O2(g)====H2O(l)ΔH3=-285.84kJ·mol-1在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为。①+1/2×②+③
【变式训练】(1)奥运会火炬使用的燃料通常是丙烷(C3H8)或丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得丙烯。已知:C3H8(g)CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)ΔH1=+156.6kJ·mol-1CH3CH=CH2(g)CH4(g)+HC≡CH(g)ΔH2=+32.4kJ·mol-1则相同条件下,丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为。①-②
(2)已知:Na2CO3·10H2O(s)====Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36kJ·mol-1Na2CO3·10H2O(s)====Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH2=+473.63kJ·mol-1写出Na2CO3·H2O(s)脱水反应的热化学方程式。①-②
三、能源的充分利用不可可再生
【备选考点】化学反应放出或吸收热量大小的比较(1)同一反应生成物状态不同时:A(g)+B(g)====C(g) ΔH1<0A(g)+B(g)====C(l) ΔH2<0(2)同一反应反应物状态不同时:S(g)+O2(g)====SO2(g) ΔH1<0S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH2<0(3)两个有联系的不同反应:C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH1<0C(s)+1/2O2(g)====CO(g) ΔH2<0
【典例1】有以下四个热化学方程式①H2(g)+O2(g)====H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH2=bkJ·mol-1③H2(g)+O2(g)====H2O(l)ΔH3=ckJ·mol-1④2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH4=dkJ·mol-1下列关系式中正确的是( )A.ad>0C.2a=b<0D.2c=d>0【C】
【典例2】下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( )①C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH1C(s)+O2(g)====CO(g)ΔH2②S(s)+O2(g)====SO2(g)ΔH3S(g)+O2(g)====SO2(g)ΔH4③H2(g)+O2(g)====H2O(l)ΔH52H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)ΔH7CaO(s)+H2O(l)====Ca(OH)2(s)ΔH8A.①B.④C.②③④D.①②③【C】
小结:(1)物质由稳定态变化到不稳定态吸收热量;反之,放出能量。如由固→液→气,吸热热量;C(金刚石,s)=C(石墨,s),放出能量。(2)ΔH<0的反应,放出的热量越多,ΔH越小。(3)热化学方程式中化学计量数发生变化时,ΔH的值随之成比例变化。(4)对可逆反应,热化学方程式中ΔH是指完全反应时的值,但在比较或计算时要考虑反应的程度。(5)化学反应的热效应用ΔH表示,ΔH由符号和数字组成,单位是kJ·mol-1,计算和比较时要包括“+”、“-”号。而化学反应中放出和吸收的热量没有符号,只有数值,单位是kJ
4.(2013·漳州模拟)已知:H2O(g)====H2O(l)ΔH1=Q1kJ·mol-1①C2H5OH(g)====C2H5OH(l)ΔH2=Q2kJ·mol-1②C2H5OH(g)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=Q3kJ·mol-1③若使1mol乙醇液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )A.Q1-3Q2+Q3B.3Q1-Q2+Q3C.Q1+Q2+Q3D.2(Q1+Q2+Q3)【B】
2.(2011·海南高考)已知:2Zn(s)+O2(g)====2ZnO(s)ΔH=-701.0kJ·mol-12Hg(l)+O2(g)====2HgO(s)ΔH=-181.6kJ·mol-1则反应Zn(s)+HgO(s)====ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为()A.+519.4kJ·mol-1B.+259.7kJ·mol-1C.-259.7kJ·mol-1D.-519.4kJ·mol-1【C】
3.(1)(2012·天津高考)已知:温度过高时,WO2(s)转变WO2(g);WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)ΔH=+66.0kJ·mol-1WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)ΔH=-137.9kJ·mol-1则WO2(s)WO2(g)的ΔH=。
(2)(2012·广东高考)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)====2LiI(s)ΔH已知:4Li(s)+O2(g)====2Li2O(s)ΔH14LiI(s)+O2(g)====2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2则电池反应的ΔH=。
(3)(2012·江苏高考)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)====3AlCl(g)+3CO(g)ΔH=akJ·mol-13AlCl(g)====2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=bkJ·mol-1反应Al2O3(s)+3C(s)====2Al(l)+3CO(g)的ΔH=_________kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(4)(2012·海南高考)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知:①N2(g)+2O2(g)====N2O4(l)ΔH2=-19.5kJ·mol-1②N2H4(l)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1写出肼和N2O4反应的热化学方程式。
【反思提升】1.利用盖斯定律解答高考试题的步骤(1)写:写出目标方程式(题目中要书写的热化学方程式),配平。(2)乘:为了将方程式相加得到目标方程式,可将方程式乘以某个数(可以是分数),反应热也要相应相乘。(3)加、减:上面的做好了,只要将方程式相加、减即可得目标方程式,反应热也相加减得到。
作业:
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西,而不是未知的东西。——贝尔纳6、学习要注意到细处,不是粗枝大叶的,这样可以逐步学习摸索,找到客观规律。——徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的,特别是诗。一个高中文科的学生,与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集,不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清8、一般青年的任务,尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务,可以用一句话来表示,就是要学习。——列宁9、学习和研究好比爬梯子,要一步一步地往上爬,企图一脚跨上四五步,平地登天,那就必须会摔跤了。——华罗庚10、儿童的心灵是敏感的,它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样,鼓励仿效一切好的行为,那末,儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基11、学会学习的人,是非常幸福的人。——米南德12、你们要学习思考,然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰15、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务:第一,学习,第二是学习,第三还是学习。——列宁17、学习的敌人是自己的满足,要认真学习一点东西,必须从不自满开始。对自己,“学而不厌”,对人家,“诲人不倦”,我们应取这种态度。——毛泽东18、只要愿意学习,就一定能够学会。——列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造,那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫21、游手好闲地学习,并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯22、读史使人明智,读诗使人灵秀,数学使人周密,自然哲学使人精邃,伦理学使人庄重,逻辑学使人善辩。——培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考,劳动的结果,我们认识了世界的奥妙,于是我们就真正来改变生活了。——高尔基24、我们要振作精神,下苦功学习。下苦功,三个字,一个叫下,一个叫苦,一个叫功,一定要振作精神,下苦功。——毛泽东25、我学习了一生,现在我还在学习,而将来,只要我还有精力,我还要学习下去。——别林斯基13、在寻求真理的长河中,唯有学习,不断地学习,勤奋地学习,有创造性地学习,才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限,则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制,都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处,并不是一飞就到的,而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做!你是个人你就会做!60、生活本没有导演,但我们每个人都像演员一样,为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄,其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切,都是自己咎由自取。原来爱的太深,心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题,而是一个选择问题;它不是我们要等待的东西,而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后,必有加倍的赏赐。65、再冷的石头,坐上三年也会暖。66、淡了,散了,累了,原来的那个你呢?67、我们的目的是什么?是胜利!不惜一切代价争取胜利!68、一遇挫折就灰心丧气的人,永远是个失败者。而一向努力奋斗,坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里,每桩伟业都由信心开始,并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利,是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏,永远不会成功。73、只要路是对的,就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想,不放弃一点机会,不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思,但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵。26、没有退路的时候,正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情,只有糟糕的心情。28、不为外撼,不以物移,而后可以任天下之大事。29、打开你的手机,收到我的祝福,忘掉所有烦恼,你会幸福每秒,对着镜子笑笑,从此开心到老,想想明天美好,相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友,就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变,都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意,但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现,根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路,一步步也能走完,再短的路,不迈开双脚也无法到达。'
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