高考化学最后冲刺专题十:反应热

考纲要求解析:

一、掌握热化学方程式的含义:注意:1.热化学方程式必须标出能量变化。2.热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态,因为反应热除跟物质的量有关外,还与反应物和生成物的聚集状态有关。3.热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量,因此可以用分数,但要注意反应热也发生相应变化。
  二、能正确书写化学方程式:
   1.△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边,并用“;”隔开。放热反应,△ H为“-”,吸热反应△H为“+”,△H的单位一般为KJ?mol-1
   2.反应热△H的测定与条件有关。绝大多数△H是在25℃、101KPa下测定的。书写时可不注明温度和压强。
  3.热化学方程式中的热量数据,是与各化学计量数为物质的量时相对应的,不是几分子反应的热效应。因此式中的计量数可是整数,也可以是分数。一般出现分数时是以某反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的,不能随便都写分数。
  4.必须注明聚集状态,用s、l、g分别表示固体、液体、气体。  

5.无论热化学方程式中化学计量数为多少,△H的单位总是KJ?mol-1,但△H的数值与反应式中的系数有关。

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三、了解化学反应中的吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。

1、中和热w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

(1)概念:在101kPa时,1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。

(2)注意:燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点。

① 规定是在101 kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压强不同,反应热有所不同。

② 规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此,表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数常出现分数。例如,C8H18的燃烧热为5518kJ/mol,用热化学方程式表示则为

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C8H18(l)+O2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol

③ 规定生成物为稳定的氧化物.例如C→ CO2、H →H2O(l)、S →SO2等。

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C(s)+O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ/mol

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C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/mol

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C的燃烧热为393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。

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④ 叙述燃烧热时,用正值,在热化学方程式中用△H表示时取负值。例如,CH4的燃烧热为890.3kJ/mol,而△H=-890.3kJ/mol。必须以1mol可燃物燃烧为标准。

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3. 表示的意义:例如C的燃烧热为393.5kJ/mol,表示在101kPa时,1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

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2、中和热w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

(1)概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O,这时的反应热叫中和热。

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(2)中和热的表示:H(aq)+OH(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol。

(3)注意:

① 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H)≤1mol/L,碱溶液中的c(OH)≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。

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②强酸与强碱的中和反应其实质是H和OH反应(即与酸、碱的种类无关),通过许多次实验测定,1molH和1molOH反应生成1molH2O时,放出热量57.3kJ。其热化学方程式为

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H(aq)+OH(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol

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因此,下列中和反应的△H相同,都为-57.3kJ/mol。

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③ 中和热是以生成1molH2O为基准,因为表示中和热的热化学方程式中,水的化学计量数为1,其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数.必须以生成1mol水为标准;中和反应对象为稀溶液;强酸与强碱中和时生成1mol H2O均放热57.3kJ,弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。

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    典型例题剖析:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

题型一:有关热化学反应方程式的的含义及书写

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1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量,写出其热化学反应方程式。

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例1、将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________。又已知:H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。

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解析:0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量,则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为:因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为:。由于1mol水汽化需吸热44kJ,则3mol液态水全部汽化应吸热:,所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热:,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是:

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变式练习1、(2005全国理综Ⅰ?13).已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是                                      

A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);  ΔH=-2b kJ / mol

B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l);  ΔH=2b kJ / mol

C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);  ΔH=-4b kJ / mol

D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);  ΔHb kJ / mol

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解析:以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确;该反应放热,△H应为负值;生成1mol二氧化碳气体,放出热量 bkJ,则又生成4mol二氧化碳气体,放出热量4bkJ 。 答案:A。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

2、有关反应热的计算

(1)盖斯定律及其应用

化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的,这就是盖斯定律。

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例如:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

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可以通过两种途径来完成。如上图表:已知:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

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H2(g)+O2(g)= H2O(g);△H1=-241.8kJ/mol

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H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ/mol

根据盖斯定律,则

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△H=△H1+△H2=-241.8kJ/mol+(-44.0kJ/mol)=-285.8kJ/mol

其数值与用量热计测得的数据相同。

例2、科学家盖斯曾提出:“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

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    (1)(s,白磷)+

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    (2)

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    则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下,能量较低的是_________;白磷的稳定性比红磷___________(填“高”或“低”)。

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解析:依题意求:可设计如下反应过程:;据盖斯定律有=(-2983.2+4×738.5)kJ/mol=-29.2kJ/mol,即。白磷转化为红磷是放热反应,稳定性比红磷低(能量越低越稳定)。

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变式练习2、(2005广东22?4) 由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及到的步骤为::

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TiO2TiCl4Ti

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    已知:① C(s)+O2(g)=CO2(g);         DH=-393.5 kJ?mol-1

    ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);            DH=-566 kJ?mol-1

    ③ TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g);   DH=+141 kJ?mol-1

    则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的DH                

答案:-80 kJ?mol-1

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(2) 根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式),进行有关反应热的计算或比较大小。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

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例3、已知:

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欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为

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A. 2:3.25       B. 12:3.25    C. 1:1     D. 393.5:241.8

解析:由题意可列得方程

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   答案: B

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例4、在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是

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A.      

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B.           

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C.         

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D.       

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解析:反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关,与反应物物质的量的多少有关,与反应物和生成物的聚集状态有关,还与反应时的外界条件有关。A选项:生成物的状态不同,由于从气态水到液态水会放热,所以生成液态水比生成气态水放出的热多即;B选项:反应物的状态不同,由于从固态硫到气态硫要吸热,所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多,即;C选项:生成物的种类不同,由于CO与O2反应生成CO2要放出热量,故;D选项:反应物的物质的量不同,前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍,故,即。答案选A、C。

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变式练习3、(2005江苏4)氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:

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H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);             △H=-285.8kJ/mol

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CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);            △H=-283.0kJ/mol

C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol

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CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);    △H=-89.3kJ/mol

相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是

A  H2(g)    B  CO(g)    C  C8H18(l)    D  CH4(g)

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(3)利用键能计算反应热
  方法:ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差
  通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示,单位是kJ/mol
  例题5.CH3―CH3→CH2=CH2+H2;有关化学键的键能如下。
  化学键          C-H   C=C   C-C   H-H
  键能(kJ/mol) 414.4   615.3  347.4   435.3

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试计算该反应的反应热
  解析:ΔH =[6E(C-H)+E(C-C)]-[E(C=C)+4E(C-H)+E(H-H)]=(6×414.4+347.4)kJ/mol-(615.3+4×414.4+435.3)kJ/mol=+125.6 kJ/mol
  这表明,上述反应是吸热的,吸收的热量为125.6 kJ/mol
    题型三:燃烧热、中和热的判断、求算及测量

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例6、下列说法正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

A. 在101kPa时,1mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热

B. 酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热

C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一

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D. 在稀溶液中,1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ

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解析:本题旨在考查对燃烧热、中和热的定义的理解,特别是两概念中应注意的问题,故不难确定答案为C

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    例7、在101kPa时,H2与1.00mol O2完全燃烧,生成2.00mol液态水,放出571.6kJ的热量,表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为____________

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解析:燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量据2H2(g)+O2(g)= 2H2O(1)知燃烧1molH2应放出285.8kJ热量,即燃烧的热方程式为:

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H2(g)+O2(g)= H2O(l);△H=-285.8kJ/mol

 

 

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w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

 

 

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w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

 

 

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