高考化學復習課件：第5單元第19講化學反應中的熱量

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歡迎進入化學課堂 第19講化學反應中的熱量 一 化學反應的焓變1 反應熱 在化學反應中 當反應物和生成物具有相同的溫度時 所吸收或放出的熱量稱為化學反應的反應熱 2 焓變 1 定義 在恒溫 恒壓的條件下 化學反應過程中吸收或釋放的熱量稱為反應的焓變 2 表示符號 DH 3 單位 通常采用kJ mol 1或J mol 1 特別提醒 1 化學反應表現(xiàn)為吸熱還是放熱 與反應開始是否需要加熱無關 需要加熱才發(fā)生的反應不一定是吸熱反應 如C O2 CO2 吸熱反應也能自發(fā)進行 如Ba OH 2 8H2O與NH4Cl 2 同一個反應向正反兩個方向進行時 一個釋放能量 另一個必然吸收能量 但能量的絕對值相等 3 化學反應中的能量變化 主要表現(xiàn)為熱量變化 但并不完全是熱量變化 還有光能等釋放出來 或者是熱能 電能或光能轉化為物質(zhì)內(nèi)部的能量 化學能 被 儲存 起來的過程 點燃 二 中和熱與燃燒熱1 中和熱 1 概念 在稀溶液中 強酸與強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O l 時所釋放的熱量 2 中學階段只討論強酸和強堿的中和熱 強酸與強堿的中和反應實質(zhì)是H 和OH 反應 其熱化學方程式為H aq OH aq H2O l DH 57 3kJ mol 1 2 燃燒熱 1 概念 在101kPa的壓強下 1mol物質(zhì)完全燃燒的反應熱叫做該物質(zhì)的標準燃燒熱 單位為kJ mol 1 2 表示的意義 如CH4 g O2 g CO2 g 2H2O l DH 890 31kJ mol 1 表示在25 101kPa的條件下 1molCH4氣體完全燃燒生成氣態(tài)CO2和液態(tài)H2O時放出的熱量為890 31kJ 三 熱化學方程式1 概念 能夠表示反應熱的化學方程式叫熱化學方程式 2 書寫 1 熱化學方程式必須標有熱量變化 2 熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的狀態(tài) 因為反應熱除跟物質(zhì)的量有關外 還與反應物和生成物的聚集狀態(tài)有關 3 熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)只表示各物質(zhì)對應的物質(zhì)的量 因此 有時可用分數(shù)表示 但要注意反應熱也發(fā)生相應變化 4 無論熱化學方程式中化學計量數(shù)為多少 DH的單位總是kJ mol 但DH的數(shù)值與反應式中的化學計量數(shù)有關 考點一熱化學方程式的書寫與正誤判斷 例1熱下列熱化學方程式書寫正確的是 DH的絕對值均正確 A C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g DH 1367 0kJ mol 1 燃燒熱 B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l DH 57 3kJ mol 1 中和熱 C S s O2 g SO2 g DH 269kJ mol 1 反應熱 D 2NO2 O2 2NODH 116 2kJ mol 1 反應熱 C 解析 本題考查熱化學方程式的書寫與判斷 A中生成的水不是液態(tài)水 故A中DH不能表示燃燒熱 中和反應為放熱反應 故B中DH應為負值 D中熱化學方程式?jīng)]有標明各物質(zhì)的聚集狀態(tài) 即正確答案是C 方法技巧點撥 判斷熱化學方程式的正誤主要是 四看 一看 化學反應原理是否正確 如燃燒熱和中和熱的熱化學方程式是否符合燃燒熱和中和熱的概念 二看 狀態(tài)是否標明 三看 反應熱DH的符號是否正確 四看 反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應 考點二焓變與物質(zhì)鍵能 物質(zhì)能量的關系 例2白磷與氧氣可發(fā)生如下反應 P4 5O2 P4O10 已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為 P P akJ mol 1 P O bkJ mol 1 P O ckJ mol 1 O O dkJ mol 1 根據(jù)圖示的分子結構和有關數(shù)據(jù)估算該反應的DH 其中正確的是 A 6a 5d 4c 12b kJ mol 1B 4c 12b 6a 5d kJ mol 1C 4c 12b 4a 5d kJ mol 1D 4a 5d 4c 12b kJ mol 1 A 解析 DH 反應物的鍵能之和 生成物的鍵能之和 6 P P 5 O O 12 P O 4 P O 代入數(shù)據(jù)可得選項A正確 方法技巧點撥 利用鍵能計算焓變時要注意鍵的數(shù)目 不能數(shù)錯 利用公式DH 反應物的鍵能之和 生成物的鍵能之和計算 不能與焓變和物質(zhì)能量的公式混淆 考點三反應熱的計算與大小比較 例3已知 Fe2O3 s C s CO2 g 2Fe s DH 234 1kJ mol 1C s O2 g CO2 g DH 393 5kJ mol 1則2Fe s O2 g Fe2O3 s 的DH是 A 824 4kJ mol 1B 627 6kJ mol 1C 744 7kJ mol 1D 169 4kJ mol 1 A 解析 方程式2 方程式1 得 2Fe s O2 g Fe2O3 s 所以 DH DH2 DH1 393 5kJ mol 1 234 1kJ mol 1 824 4kJ mol 方法技巧點撥 蓋斯定律是能量守恒定律在化學反應中的必然反映 解這類題目的關鍵是善于設計合理的反應途徑 列出方程 組 適當加減已知方程式的反應熱 進行求算 在進行化學方程式的數(shù)學運算時 要注意反應熱的符號以及反應熱與化學方程式中化學計量數(shù)的比例有關系 考點四中和熱的實驗測定 例4實驗室用50mL0 50mol L 1鹽酸 50mL0 55mol L 1NaOH溶液和下圖所示裝置進行測定中和熱的實驗 得到表中的數(shù)據(jù) 試完成下列問題 1 實驗時用環(huán)形玻璃棒攪拌溶液的方法是 不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃棒的理由是 上下攪動 或輕輕攪動 Cu傳熱快 防止熱量損失 2 經(jīng)數(shù)據(jù)處理 t2 t1 3 4 則該實驗測得的中和熱DH 鹽酸和NaOH溶液的密度按1g cm 3計算 反應后混合溶液的比熱容 c 按4 18J g 1計算 3 若將NaOH溶液改為相同體積 相同濃度的氨水 測得中和熱為DH1 則DH1與DH的關系為 DH1 DH 填 或 理由是 56 8kJ mol 1 NH3 H2O電離吸熱 解析 1 對于本實驗 讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應是減小誤差的一個方面 所以實驗時用環(huán)形玻璃棒上下攪動 以防將溫度計損壞 做好保溫工作是減小誤差的另一個重要方面 所以選用玻璃棒 而不用銅絲 2 DH 100g 4 18 10 3kJ g 1 3 4 0 025mol 56 8kJ mol 1 3 因弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的 將NaOH溶液改為相同體積 相同濃度的氨水反應后放出的熱量少 所以DH1 DH 方法技巧點撥 測定中和熱時可通過測定一定量的稀的強酸和稀的強堿反應時的熱效應來進行 實驗的關鍵是如何提高中和熱測定的準確性及計算原理 實驗過程中應盡量減少熱量的損失以減少實驗誤差 所以在判斷中和熱測定的裝置 步驟是否合理時 要本著從盡量減少熱量損失 并使反應進行完全的角度考慮 1 下列各組熱化學方程式中 化學反應的DH前者大于后者的是 C s O2 g CO2 g DH1C s O2 g CO g DH2 S s O2 g SO2 g DH3S g O2 g SO2 g DH4 H2 g O2 g H2O l DH52H2 g O2 g 2H2O l DH6 CaCO3 s CaO s CO2 g DH7CaO s H2O l Ca OH 2 s DH8 A B C D C 解析 碳與氧氣反應放熱 即DH1 0 DH2 0 CO再與O2作用時又放熱 前者放出熱量多 所以DH1 DH2 等量的固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫蒸氣時吸收熱量 故在與O2作用產(chǎn)生同樣多的SO2時 氣態(tài)硫放出的熱量多 即DH3 DH4 發(fā)生同樣的燃燒反應 物質(zhì)的量越多 放出的熱量越多 故DH5 DH6 碳酸鈣分解吸收熱量 DH7 0 CaO與H2O反應放出熱量 DH8 0 顯然DH7 DH8 2 2011 重慶 一定條件下 下列反應中水蒸氣含量隨反應時間的變化趨勢符合題圖的是 A CO2 g 2NH3 g CO NH2 2 s H2O g DH0C CH3CH2OH g CH2 CH2 g H2O g DH 0D 2C6H5CH2CH3 g O2 g 2C6H5CH CH2 g 2H2O g DH 0 A 解析 本題考查外界條件對化學平衡的影響及有關圖象的分析和識別 溫度越高 反應越快 到達平衡的時間就越少 因此T2 T1 同理壓強越大 反應越快 到達平衡的時間就越少 因此P1 P2 反應A是一個體積減小的 放熱的可逆反應 因此升高溫度平衡向逆反應方向移動 降低水蒸氣的含量 而增大壓強平衡向正反應方向移動 增大水蒸氣的含量 所以A正確 反應B是一個體積不變的 吸熱的可逆反應 壓強對水蒸氣的含量不影響 升高溫度平衡向正反應方向移動 增大水蒸氣的含量 因此均不符合 反應C是一個體積增大的 吸熱的可逆反應 同樣分析也均不符合 反應D是一個體積增大的 放熱的可逆反應 壓強不符合 3 2011 海南 已知 2Zn s O2 g 2ZnO s DH1 701 0kJ mol 12Hg l O2 g 2HgO s DH2 181 6kJ mol 1則反應Zn s HgO s ZnO s Hg l 的DH為 A 519 4kJ mol 1B 259 7kJ mol 1C 259 7kJ mol 1D 519 4kJ mol 1 C 解析 反應的焓值由蓋斯定律直接求出 即 DH1 DH2 2 259 7kJ mol 1 4 2011 河南省開封市質(zhì)量檢測 在一定條件下 CO和CH4燃燒的熱化學方程式分別為2CO g O2 g 2CO2 g DH 566kJ mol 1CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 890kJ mol 1又知由H2與O2反應生成液態(tài)H2O比生成氣態(tài)H2O多放出44kJ mol的熱量 則CH4氣體在空氣中不完全燃燒熱化學方程式正確的是 A 2CH4 g O2 g CO2 g CO g 4H2O l DH 1214kJ mol 1B 2CH4 g O2 g CO2 g CO g 4H2O g DH 1038kJ mol 1C 3CH4 g 5O2 g CO2 g 2CO g 6H2O l DH 1538kJ mol 1D 3CH4 g 5O2 g CO2 g 2CO g 6H2O g DH 1840kJ mol 1 解析 若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)水可放出熱量890kJ 2 1780kJ 扣除生成CO少放出的熱量566kJ 2 283kJ 此時DH 1780 283 kJ mol 1 1497kJ mol 1 生成氣態(tài)水再扣除44kJ 4 176kJ 此時DH 1497 176 kJ mol 1 1321kJ mol 1 若3molCH4完全燃燒生成液態(tài)水可放出熱量890kJ 3 2670kJ 扣除生成CO少放出的熱量566kJ 此時DH 2670 566 kJ mol 1 2104kJ mol 1 若生成氣態(tài)水再扣除44kJ 6 264kJ 此時DH 2104 264 kJ mol 1 1840kJ mol 1 故選D 答案 D 5 2011 浙江 下列說法不正確的是 A 已知冰的熔化熱為6 0kJ mol 冰中氫鍵鍵能為20kJ mol 假設1mol冰中有2mol氫鍵 且熔化熱完全用于破壞冰的氫鍵 則最多只能破壞冰中15 的氫鍵B 已知一定溫度下 醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c 電離度為a Ka 若加入少量醋酸鈉固體 則CH3COOH CH3COO H 向左移動 a減小 Ka變小 C 實驗測得環(huán)己烷 l 環(huán)己烯 l 和苯 l 的標準燃燒熱分別為 3916kJ mol 3747kJ mol和 3265kJ mol 可以證明在苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵D 已知 Fe2O3 s 3C 石墨 2Fe s 3CO g DH 489 0kJ molCO g O2 g CO2 g DH 283 0kJ molC 石墨 O2 g CO2 g DH 393 5kJ mol則4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s DH 1641 0kJ mol 解析 A 正確 熔化熱只相當于0 3mol氫鍵 B 錯誤 Ka只與溫度有關 與濃度無關 C 正確 環(huán)己烯 l 與環(huán)己烷 l 相比 形成一個雙鍵 能量降低169kJ mol 苯 l 與環(huán)己烷 l 相比 能量降低691kJ mol 大于169 3 說明苯環(huán)有特殊穩(wěn)定結構 D 正確 熱方程式 3 2 DH也成立 答案 B D 6 2011 珠海二模 下列化學用語正確的是 A 表示乙炔 燃燒熱 對應的熱化學方程式 C2H2 g O2 g 2CO2 g H2O g DH 1256kJ molB Na2O2的電子式 Na 2 C 電解氫氧化鈉溶液鐵作電極 陽極的電極反應式為 Fe 3e 3OH Fe OH 3D 表示中和熱的熱化學方程式 NaOH aq H2SO4 aq Na2SO4 aq H2O l DH 57 3kJ mol 解析 A項中的水應該為液態(tài) B項中的鈉離子不能合并 要分開寫 C項中鐵電解作陽極只能失去2個電子 所以選D項正確 7 CO CH4均為常見的可燃性氣體 1 等體積的CO和CH4在相同條件下分別完全燃燒 轉移的電子數(shù)之比是 2 已知在101kPa時 CO的燃燒熱為283kJ mol 1 相同條件下 若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)水 所放出的熱量為1molCO完全燃燒放出熱量的6 30倍 CH4完全燃燒反應的熱化學方程式是 1 4 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 891kJ mol 1 已知 在熱力學標準態(tài) 298K 1 01 105Pa 下 由穩(wěn)定的單質(zhì)發(fā)生反應生成1mol化合物的反應熱叫該化合物的生成熱 DH 下圖為氧族元素氫化物a b c d的生成熱數(shù)據(jù)示意圖 試完成下列問題 1 寫出氧族元素中含有18e 的兩種氫化物的電子式 2 請你歸納 非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性與氫化物的反應熱DH的關系 解析 1 CO和CH4充分燃燒 轉移電子數(shù)之比為2 8 即1 4 2 1molCH4燃燒生成液態(tài)水 放出的熱量為 891kJ 所以熱化學方程式為 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 891kJ mol 1 一般來說 物質(zhì)本身具有的能量越低 物質(zhì)越穩(wěn)定 換言之 相同狀況下 生成一定量的某物質(zhì)放出的熱量越多 物質(zhì)越穩(wěn)定 所以 DH越小 非金屬元素氫化物越穩(wěn)定 a b c d對應的氫化物分別為 碲化氫 硒化氫 硫化氫和水 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全