歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第19講化學(xué)反應(yīng)中的熱量 一 化學(xué)反應(yīng)的焓變1 反應(yīng)熱 在化學(xué)反應(yīng)中 當(dāng)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 2 焓變 1 定義 在恒溫 恒壓的條件下 化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)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(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱還是放熱 與反應(yīng)開始是否需要加熱無關(guān) 需要加熱才發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng) 如C O2 CO2 吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行 如Ba OH 2 8H2O與NH4Cl 2 同一個反應(yīng)向正反兩個方向進(jìn)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(xué)反應(yīng)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(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量 化學(xué)能 被 儲存 起來的過程 點(diǎn)燃 二 中和熱與燃燒熱1 中和熱 1 概念 在稀溶液中 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O l 時所釋放的熱量 2 中學(xué)階段只討論強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的中和熱 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)是H 和OH 反應(yīng) 其熱化學(xué)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(qiáng)下 1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)方程式1 概念 能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式叫熱化學(xué)方程式 2 書寫 1 熱化學(xué)方程式必須標(biāo)有熱量變化 2 熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 因?yàn)榉磻?yīng)熱除跟物質(zhì)的量有關(guān)外 還與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān) 3 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示各物質(zhì)對應(yīng)的物質(zhì)的量 因此 有時可用分?jǐn)?shù)表示 但要注意反應(yīng)熱也發(fā)生相應(yīng)變化 4 無論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為多少 DH的單位總是kJ mol 但DH的數(shù)值與反應(yīng)式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān) 考點(diǎn)一熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷 例1熱下列熱化學(xué)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(yīng)熱 D 2NO2 O2 2NODH 116 2kJ mol 1 反應(yīng)熱 C 解析 本題考查熱化學(xué)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(yīng)為放熱反應(yīng) 故B中DH應(yīng)為負(fù)值 D中熱化學(xué)方程式?jīng)]有標(biāo)明各物質(zhì)的聚集狀態(tài) 即正確答案是C 方法技巧點(diǎn)撥 判斷熱化學(xué)方程式的正誤主要是 四看 一看 化學(xué)反應(yīng)原理是否正確 如燃燒熱和中和熱的熱化學(xué)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(biāo)明 三看 反應(yīng)熱DH的符號是否正確 四看 反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對應(yīng) 考點(diǎn)二焓變與物質(zhì)鍵能 物質(zhì)能量的關(guān)系 例2白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng) P4 5O2 P4O10 已知斷裂下列化學(xué)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(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)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(yīng)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(xiàng)A正確 方法技巧點(diǎn)撥 利用鍵能計(jì)算焓變時要注意鍵的數(shù)目 不能數(shù)錯 利用公式DH 反應(yīng)物的鍵能之和 生成物的鍵能之和計(jì)算 不能與焓變和物質(zhì)能量的公式混淆 考點(diǎn)三反應(yīng)熱的計(jì)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(diǎn)撥 蓋斯定律是能量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中的必然反映 解這類題目的關(guān)鍵是善于設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)途徑 列出方程 組 適當(dāng)加減已知方程式的反應(yīng)熱 進(jìn)行求算 在進(jìn)行化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)運(yùn)算時 要注意反應(yīng)熱的符號以及反應(yīng)熱與化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比例有關(guān)系 考點(diǎn)四中和熱的實(shí)驗(yàn)測定 例4實(shí)驗(yàn)室用50mL0 50mol L 1鹽酸 50mL0 55mol L 1NaOH溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn) 得到表中的數(shù)據(jù) 試完成下列問題 1 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測得的中和熱DH 鹽酸和NaOH溶液的密度按1g cm 3計(jì)算 反應(yīng)后混合溶液的比熱容 c 按4 18J g 1計(jì)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(guān)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(shí)驗(yàn) 讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應(yīng)是減小誤差的一個方面 所以實(shí)驗(yàn)時用環(huán)形玻璃棒上下攪動 以防將溫度計(jì)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(yīng)后放出的熱量少 所以DH1 DH 方法技巧點(diǎn)撥 測定中和熱時可通過測定一定量的稀的強(qiáng)酸和稀的強(qiáng)堿反應(yīng)時的熱效應(yīng)來進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是如何提高中和熱測定的準(zhǔn)確性及計(jì)算原理 實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)盡量減少熱量的損失以減少實(shí)驗(yàn)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(yīng)進(jìn)行完全的角度考慮 1 下列各組熱化學(xué)方程式中 化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(yīng) 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(yīng)放出熱量 DH8 0 顯然DH7 DH8 2 2011 重慶 一定條件下 下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)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(xué)平衡的影響及有關(guān)圖象的分析和識別 溫度越高 反應(yīng)越快 到達(dá)平衡的時間就越少 因此T2 T1 同理壓強(qiáng)越大 反應(yīng)越快 到達(dá)平衡的時間就越少 因此P1 P2 反應(yīng)A是一個體積減小的 放熱的可逆反應(yīng) 因此升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動 降低水蒸氣的含量 而增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動 增大水蒸氣的含量 所以A正確 反應(yīng)B是一個體積不變的 吸熱的可逆反應(yīng) 壓強(qiáng)對水蒸氣的含量不影響 升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動 增大水蒸氣的含量 因此均不符合 反應(yīng)C是一個體積增大的 吸熱的可逆反應(yīng) 同樣分析也均不符合 反應(yīng)D是一個體積增大的 放熱的可逆反應(yīng) 壓強(qiáng)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(yīng)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(xué)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(shè)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(shí)驗(yàn)測得環(huán)己烷 l 環(huán)己烯 l 和苯 l 的標(biāo)準(zhǔn)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(dú)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(dāng)于0 3mol氫鍵 B 錯誤 Ka只與溫度有關(guān) 與濃度無關(guān) 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(jié)構(gòu) 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(xué)用語正確的是 A 表示乙炔 燃燒熱 對應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)式為 Fe 3e 3OH Fe OH 3D 表示中和熱的熱化學(xué)方程式 NaOH aq H2SO4 aq Na2SO4 aq H2O l DH 57 3kJ mol 解析 A項(xiàng)中的水應(yīng)該為液態(tài) B項(xiàng)中的鈉離子不能合并 要分開寫 C項(xiàng)中鐵電解作陽極只能失去2個電子 所以選D項(xiàng)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(zhuǎn)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(yīng)的熱化學(xué)方程式是 1 4 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 891kJ mol 1 已知 在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 298K 1 01 105Pa 下 由穩(wěn)定的單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成1mol化合物的反應(yīng)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(yīng)熱DH的關(guān)系 解析 1 CO和CH4充分燃燒 轉(zhuǎn)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(xué)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(yīng)的氫化物分別為 碲化氫 硒化氫 硫化氫和水 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全