浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第5單元第19講 化學(xué)反應(yīng)中的熱量課件 新課標(biāo)

一、化學(xué)反應(yīng)的焓變一、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(shí)，所吸收或放出的熱量稱(chēng)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(guò)程中吸收或釋放的熱量稱(chēng)為反應(yīng)的焓變。 (2)表示符號(hào)：DH。 (3)單位：通常采用kJmol-1或Jmol-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(kāi)始是否需要加熱無(wú)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)28H2O與NH4Cl。 (2)同一個(gè)反應(yīng)向正反兩個(gè)方向進(jìn)行時(shí)，一個(gè)釋放能量，另一個(gè)必然吸收能量，但能量的絕對(duì)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(lái)，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(chǔ)存”起來(lái)的過(guò)程。 點(diǎn)燃 二、中和熱與燃燒熱二、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1 mol H2O(l)時(shí)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=57.3 kJ mol-1。 2燃燒熱 (1)概念：在101 kPa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kJmol-1。 (2)表示的意義：如CH4(g)+O2(g) =CO2(g)+2H2O(l) DH=890.31 kJmol-1，表示在25 、101 kPa的條件下，1 molCH4氣體完全燃燒生成氣態(tài)CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出的熱量為890.31 kJ。 三、熱化學(xué)方程式三、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(shū)寫(xiě) (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(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量，因此，有時(shí)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(wú)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(shū)寫(xiě)與正誤判斷 例例1 熱下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(DH的絕對(duì)值均正確)() AC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) DH=1367.0 kJmol-1(燃燒熱) BNaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) DH=+57.3 kJmol-1(中和熱) CS(s)+O2(g)=SO2(g) DH=269 kJmol-1(反應(yīng)熱) D2NO2=O2+2NO DH=+116.2 kJmol-1(反應(yīng)熱)C 【解析】本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)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(hào)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(duì)應(yīng)。 考點(diǎn)二 焓變與物質(zhì)鍵能、物質(zhì)能量的關(guān)系 例例 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：PP：a kJmol-1、PO：b kJmol-1、P=O：c kJmol-1、O=O：d kJmol-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) kJmol-1 B(4c+12b-6a-5d) kJmol-1 C(4c+12b-4a-5d) kJmol-1 D(4a+5d-4c-12b) kJmol-1A 【解析】DH=反應(yīng)物的鍵能之和生成物的鍵能之和=6(PP) 5(O=O) 12(PO) 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(shí)要注意鍵的數(shù)目，不能數(shù)錯(cuò)，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 例例3 已知：Fe2O3(s)+ C(s)= CO2(g)+2Fe(s)DH=+234.1 kJmol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g)DH=-393.5 kJmol-1 則2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的DH是() A-824.4 kJmol-1 B-627.6 kJmol-1 C-744.7 kJmol-1 D-169.4 kJmol-13232A 【解析】 (方程式2) (方程式1)，得：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)， 所以：DH= DH2DH1= (-393.5 kJmol-1) (+234.1 kJmol-1)=-824.4 kJ/ mol。3232 【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(lèi)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(shí)，要注意反應(yīng)熱的符號(hào)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。32考點(diǎn)四 中和熱的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 例例4 實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50 molL-1鹽酸、50 mL 0.55 molL-1NaOH溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)，得到表中的數(shù)據(jù)： 試完成下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)(或輕輕攪動(dòng)) 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(cè)得的中和熱DH=_鹽酸和NaOH溶液的密度按1 gcm-3計(jì)算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18 J (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(cè)得中和熱為DH1，則DH1與DH的關(guān)系為：DH1_DH(填“”“”或“=”)，理由是_。-56.8 kJmol-1 NH3H2O電離吸熱 【解析】 (1)對(duì)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(gè)方面，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒上下攪動(dòng)，以防將溫度計(jì)損壞。做好保溫工作是減小誤差的另一個(gè)重要方面。所以選用玻璃棒，而不用銅絲。 (2)DH=100 g4.1810-3 kJ(g)-13.4 0.025 mol=56.8 kJmol-1。 (3)因弱電解質(zhì)的電離過(guò)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DH1DH。 【方法技巧點(diǎn)撥】測(cè)定中和熱時(shí)可通過(guò)測(cè)定一定量的稀的強(qiáng)酸和稀的強(qiáng)堿反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)來(lái)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是如何提高中和熱測(cè)定的準(zhǔn)確性及計(jì)算原理。實(shí)驗(yàn)過(guò)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(cè)定的裝置、步驟是否合理時(shí)，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) DH1 C(s)+O2(g)=CO(g) DH2 S(s)+O2(g)=SO2(g) DH3 S(g)+O2(g)=SO2(g) DH4 H2(g)+O2(g)=H2O(l) DH5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) DH6 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) DH7 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)DH8A B C DC 【解析】碳與氧氣反應(yīng)放熱，即DH10，DH20，CO再與O2作用時(shí)又放熱，前者放出熱量多，所以DH1DH2；等量的固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫蒸氣時(shí)吸收熱量，故在與O2作用產(chǎn)生同樣多的SO2時(shí)，氣態(tài)硫放出的熱量多，即DH3DH4；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DH5DH6；碳酸鈣分解吸收熱量，DH70，CaO與H2O反應(yīng)放出熱量，DH80，顯然DH7DH8。 2.(20112.(2011重慶重慶) )一定條件下，下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)符合題圖的是() ACO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)DH0 CCH3CH2OH(g) CH2=CH2(g)+H2O(g)DH0 D2C6H5CH2CH3(g)+O2(g) 2C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g) DH0 A 【解析】本題考查外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響及有關(guān)圖象的分析和識(shí)別。溫度越高，反應(yīng)越快，到達(dá)平衡的時(shí)間就越少，因此T2T1；同理壓強(qiáng)越大，反應(yīng)越快，到達(dá)平衡的時(shí)間就越少，因此P1P2；反應(yīng)A是一個(gè)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(dòng)，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(dòng)，增大水蒸氣的含量，所以A正確；反應(yīng)B是一個(gè)體積不變的、吸熱的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)水蒸氣的含量不影響；升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，增大水蒸氣的含量，因此均不符合；反應(yīng)C是一個(gè)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(gè)體積增大的、放熱的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)不符合。 3.(2011海南海南)已知： 2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)DH1=-701.0 kJmol-1 2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)DH2=-181.6 kJmol-1 則反應(yīng)Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的DH為() A+519.4 kJmol-1 B+259.7 kJmol-1 C-259.7 kJmol-1 D-519.4 kJmol-1C 【解析】反應(yīng)的焓值由蓋斯定律直接求出。即(DH1DH2)/2=259.7 kJmol-1。 4.(2011河南省開(kāi)封市質(zhì)量檢測(cè)河南省開(kāi)封市質(zhì)量檢測(cè))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= -566 kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) DH= -890 kJmol-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44 kJ/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() A2CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+CO(g)+4H2O(l)DH= -1214 kJmol-1 B2CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+CO(g)+4H2O(g)DH= -1038kJmol-1 C3CH4(g)+5O2(g)=CO2(g)+2CO(g)+6H2O(l)DH= -1538 kJmol-1 D3CH4(g)+5O2(g)=CO2(g)+2CO(g)+6H2O(g)DH= -1840 kJmol-1 【解析】若2 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水可放出熱量890 kJ2=1780 kJ，扣除生成CO少放出的熱量566 kJ2=283 kJ，此時(shí)DH= -(1780283)kJmol-1= -1497 kJmol-1，生成氣態(tài)水再扣除44 kJ4=176 kJ，此時(shí)DH= -(1497176)kJmol-1=-1321 kJmol-1；若3 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水可放出熱量890 kJ3=2670 kJ，扣除生成CO少放出的熱量566 kJ，此時(shí)DH= -(2670566)kJmol-1= -2104 kJmol-1，若生成氣態(tài)水再扣除44 kJ6=264 kJ，此時(shí)DH=-(2104264)kJmol-1= -1840 kJmol-1。故選D?！敬鸢浮緿 5.(2011浙江浙江)下列說(shuō)法不正確的是() A已知冰的熔化熱為6.0 kJ/mol，冰中氫鍵鍵能為20 kJ/mol，假設(shè)1 mol冰中有2 mol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(dòng)，a減小，Ka變小 C實(shí)驗(yàn)測(cè)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-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol和-3265 kJ/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=+489.0 kJ/mol CO(g)+O2(g)=CO2(g)DH= -283.0 kJ/mol C(石墨)+O2(g)=CO2(g)DH= -393.5 kJ/mol 則4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) DH= -1641.0 kJ/mol 【解析】A.正確，熔化熱只相當(dāng)于0.3 mol氫鍵。 B錯(cuò)誤。Ka只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。 C正確。環(huán)己烯(l)與環(huán)己烷(l)相比，形成一個(gè)雙鍵，能量降低169 kJ/mol，苯(l)與環(huán)己烷(l)相比，能量降低691 kJ/mol，大于1693，說(shuō)明苯環(huán)有特殊穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 D正確。熱方程式=()32，DH也成立?！敬鸢浮?BD 6.(2011珠海二模珠海二模)下列化學(xué)用語(yǔ)正確的是() A表示乙炔“燃燒熱”對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式： C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) DH= -1256 kJ/mol BNa2O2的電子式：Na 2- C電解氫氧化鈉溶液鐵作電極，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3 D表示中和熱的熱化學(xué)方程式： NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)DH= -57.3 kJ/mol52 【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(kāi)寫(xiě)。C項(xiàng)中鐵電解作陽(yáng)極只能失去2個(gè)電子。所以選D項(xiàng)正確。 7.CO、CH4均為常見(jiàn)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101 kPa時(shí)，CO的燃燒熱為283 kJmol-1。相同條件下，若2 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為1 mol CO完全燃燒放出熱量的6.30倍，C H4完 全 燃 燒 反 應(yīng) 的 熱 化 學(xué) 方 程 式 是_。14 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)DH= -891 kJmol-1 .已知：在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(298 K、1.01105 Pa)下，由穩(wěn)定的單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成1 mol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(wèn)題： (1)寫(xiě)出氧族元素中含有18e-的兩種氫化物的電子式_。 (2)請(qǐng)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)1 mol CH4燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為： =891 kJ，所以熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)DH= -891 kJmol-1。 .一般來(lái)說(shuō)：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(duì)應(yīng)的氫化物分別為：碲化氫、硒化氫、硫化氫和水。