高考化学第一轮复习
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高考化学第一轮复习 — 化学反应中的能量变化 PowerPoint PPT Presentation


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高考化学第一轮复习 — 化学反应中的能量变化. 温州中学 郑大西. 2NO 2 N 2 O 4 △H <0 2SO 2 +O 2 2SO 3 △H <0 N 2 +3H 2 2NH 3 △H <0 4NH 3 +5O 2 ====4NO+6H 2 O △H <0. 催化剂. ∆. 催化剂. 高温高压. 催化剂. ∆. 化学反应除发生质与量的变化外,都同时伴随着能量变化. 常见的放热反应.

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高考化学第一轮复习 — 化学反应中的能量变化

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高考化学第一轮复习 — 化学反应中的能量变化

温州中学 郑大西


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2NO2 N2O4 △H <0

2SO2+O2 2SO3 △H <0

N2+3H2 2NH3 △H <0

4NH3+5O2====4NO+6H2O △H <0

催化剂

催化剂

高温高压

催化剂

化学反应除发生质与量的变化外,都同时伴随着能量变化

常见的放热反应

燃烧、酸碱中和、活泼金属与水或酸反应、铝热反应、原电池反应、多数化合反应、原子结合为分子等


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高温

C+CO2 2CO

高温

C+H2O(g) CO+H2

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O

放电

N2+O2 2NO

常见的吸热反应

多数分解反应、电解反应、盐类的水解反应、金属的冶炼(铝热除外)、分子拆成原子等。


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1.化学反应的焓变

反应热:在化学反应过程中,当反应物和生成物具

有相同温度时,所放出或吸收的热量

焓变:在恒温恒压的条件下,化学反应过程中所放

出或吸收的热量

符号:

△H

单位:

kJ·mol-1


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化学反应过程中能量变化示意图

旧键断裂吸收的能量<新键形成放出的能量

放热反应△H<0

反应物具有的总能量>生成物具有的总能量

旧键断裂吸收的能量>新键形成放出的能量

吸热反应△H>0

反应物具有的总能量<生成物具有的总能量


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H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g);△H=-183 kJ·mol-1


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思考1.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:

P-P akJ·mol-1、P-O bkJ·mol-1、P=O ckJ·mol-1、O=O dkJ·mol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H,其中正确的是

A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1

B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1

C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1

D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1


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2.热化学方程式

(1)热化学方程式的书写方法:

①写出配平的化学方程式

②注明反应物、生成物的聚集状态

③写出焓变 (△H)的

符号“+、-”、数值、单位(kJ·mol-1)


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思考2.有关键能的数据如下

写出晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式

________________________________

思考 3.将0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧,生成固态三氧化二硼和气态水,放出376kJ的热量,写出该反应的热化学方程式___________________________________________.


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思考4.已知一定温度下合成氨反应:

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H =-92.4kJ·mol-1,在恒温恒压的密闭容器中进行下列反应,通入1molN2和3molH2,达到平衡时放出的热量为QkJ,则Q____92.4(填>,<或=),理由是_____________________________________.

92.4表示1molN2和3molH2完全反应放出的热量,Q表示1molN2和3molH2反应达到平衡时放出的热量,因此Q<92.4


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思考5.已知298 K时,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-197kJ/mol.在相同的温度和压强下,向密闭容器中通入2mol SO2和1mol O2,达到平衡时放出热量为Q1,向另一个体积相同的容器中通入1mol SO2、0.5mol O2和1molSO3,达到平衡时放出热量为Q2,则下列关系正确的是

A.2Q2< Q1<197kJ B.2Q2=Q1=197kJ

C.Q1< 2Q2<197kJ D. Q2= Q1<197kJ


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(2)注意事项

①热化学方程式中各物质前的计量系数表示物质的量,不表示分子个数,因此在必要时可以是分数。

②当化学计量系数变化时, △H 也发生相应变化

(即△H 与计量系数成正比)

③ △H 的含义:

△H表示每个单位量进程反应放出或吸收的热量,与反应是否可逆无关


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3.盖斯定律及其应用

 化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其总的反应热是相同的

 化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,与反应的途径无关

 因此热化学方程式具有数学运算的性质(热化学方程式可以加减运算)

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热很难测得或无法直接测得,利用盖斯定律就可间接计算求得。如:碳燃烧生成CO,同素异形体的相互转化等。


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思考6:同素异形体相互转化的反应热相当小且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。

P4(白磷,s)+ 5O2 (g) = P4O10 (s);△H =- 2983.2kJ·mol-1

P(红磷,s)+ 5/4O2 (g) = 1/4P4O10(s);△H = -738.5kJ·mol-1

则白磷转化为红磷的热化学方程式为:

____________________________________________

白磷比红磷____________(填“稳定”还是“不稳定”)

P4(白磷,s)==4 P(红磷,s); △H =- 29.2kJ·mol-1

不稳定


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思考7.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ,又知胆矾分解的热化学方程式为

CuSO4•5H2O(s) ==CuSO4(s)+5H2O(l);

△H=+Q2 kJ·mol1 则Q1、Q2的关系为

A.Q1<Q2 B.Q1>Q2

C.Q1=Q2 D.无法确定


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4.标准燃烧热和中和热

标准燃烧热:

在101kPa下,1mol物质完全燃烧的反应热

注意

(1)可燃物为1mol

(2)完全燃烧是指物质在氧气中燃烧,氮元素转化为

N2(g),氢元素转化为H2O(l),碳元素转化为CO2(g)

(3)热化学方程式应以可燃物的计量系数为1进行配平

思考8.已知0.4molC2H2完全燃烧生成液态水时放出520kJ的热量,写出该反应的热化学方程式_____________________________。

乙炔的标准燃烧热是_______________


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热值:1g物质完全燃烧的反应热 单位kJ·g-1

思考9.已知下列四种物质燃烧的热化学方程式

2H2(g)+O2(g)==2H2O(l); △H=-571.6kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)==2CO2(g); △H=-566kJ·mol-1

CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l); △H=-893.0kJ·mol-1

2C2H2(g)+5O2(g)== 4CO2(g)+2H2O(l); △H=-2599.2kJ·mol-1

其中热值最高的是__________,热值最低的是_____________


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在稀溶液中,酸和碱中和生成1molH2O的反应热

中和热:

注意

(1)酸碱均为稀溶液

(2)酸碱都指强酸和强碱

(3) △H=-57.3kJ·mol-1

(4)热化学方程式应以H2O的计量系数为1进行配平

思考10.写出稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式____________________________________


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5.反应热的测量

温度计

环形玻璃搅拌棒

保温层

实验时所用盐酸及NaOH溶液的浓度均为0.5mol·L-1,体积均为50mL,各溶液密度均为1g/mL,生成溶液的比热容c=4.18J•g-1•℃-1,实验起始温度为t1℃,终止温度为t2℃。试推断中和热的计算式△H=_______________.


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6.能源的充分利用

传统能源

煤、石油、天然气、热力、电力等

能源

太阳能、核能、风能、生物质能、地

热能、海洋能、氢能、天然气水合物

新 能 源

新能源具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点

提高煤的燃烧效率,目前常用的方法主要有三种:

(1)将煤制成蜂窝状,以增加与空气的接触面积

(2)通过一定的方法将煤转化为液体燃料(如甲醇)

(3)通过一定的方法将煤转化为气体燃料(如煤气)


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