高考化学复习课件：第5单元第19讲化学反应中的热量

欢迎进入化学课堂 第19讲化学反应中的热量 一 化学反应的焓变1 反应热 在化学反应中 当反应物和生成物具有相同的温度时 所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热 2 焓变 1 定义 在恒温 恒压的条件下 化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变 2 表示符号 DH 3 单位 通常采用kJ mol 1或J mol 1 特别提醒 1 化学反应表现为吸热还是放热 与反应开始是否需要加热无关 需要加热才发生的反应不一定是吸热反应 如C O2 CO2 吸热反应也能自发进行 如Ba OH 2 8H2O与NH4Cl 2 同一个反应向正反两个方向进行时 一个释放能量 另一个必然吸收能量 但能量的绝对值相等 3 化学反应中的能量变化 主要表现为热量变化 但并不完全是热量变化 还有光能等释放出来 或者是热能 电能或光能转化为物质内部的能量 化学能 被 储存 起来的过程 点燃 二 中和热与燃烧热1 中和热 1 概念 在稀溶液中 强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O l 时所释放的热量 2 中学阶段只讨论强酸和强碱的中和热 强酸与强碱的中和反应实质是H 和OH 反应 其热化学方程式为H aq OH aq H2O l DH 57 3kJ mol 1 2 燃烧热 1 概念 在101kPa的压强下 1mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热 单位为kJ mol 1 2 表示的意义 如CH4 g O2 g CO2 g 2H2O l DH 890 31kJ mol 1 表示在25 101kPa的条件下 1molCH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O时放出的热量为890 31kJ 三 热化学方程式1 概念 能够表示反应热的化学方程式叫热化学方程式 2 书写 1 热化学方程式必须标有热量变化 2 热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态 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 热化学方程式中各物质的化学计量数只表示各物质对应的物质的量 因此 有时可用分数表示 但要注意反应热也发生相应变化 4 无论热化学方程式中化学计量数为多少 DH的单位总是kJ mol 但DH的数值与反应式中的化学计量数有关 考点一热化学方程式的书写与正误判断 例1热下列热化学方程式书写正确的是 DH的绝对值均正确 A C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g DH 1367 0kJ mol 1 燃烧热 B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l DH 57 3kJ mol 1 中和热 C S s O2 g SO2 g DH 269kJ mol 1 反应热 D 2NO2 O2 2NODH 116 2kJ mol 1 反应热 C 解析 本题考查热化学方程式的书写与判断 A中生成的水不是液态水 故A中DH不能表示燃烧热 中和反应为放热反应 故B中DH应为负值 D中热化学方程式没有标明各物质的聚集状态 即正确答案是C 方法技巧点拨 判断热化学方程式的正误主要是 四看 一看 化学反应原理是否正确 如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念 二看 状态是否标明 三看 反应热DH的符号是否正确 四看 反应热的数值与化学计量数是否对应 考点二焓变与物质键能 物质能量的关系 例2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DH 其中正确的是 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 反应物的键能之和 生成物的键能之和 6 P P 5 O O 12 P O 4 P O 代入数据可得选项A正确 方法技巧点拨 利用键能计算焓变时要注意键的数目 不能数错 利用公式DH 反应物的键能之和 生成物的键能之和计算 不能与焓变和物质能量的公式混淆 考点三反应热的计算与大小比较 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则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 方法技巧点拨 盖斯定律是能量守恒定律在化学反应中的必然反映 解这类题目的关键是善于设计合理的反应途径 列出方程 组 适当加减已知方程式的反应热 进行求算 在进行化学方程式的数学运算时 要注意反应热的符号以及反应热与化学方程式中化学计量数的比例有关系 考点四中和热的实验测定 例4实验室用50mL0 50mol L 1盐酸 50mL0 55mol L 1NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验 得到表中的数据 试完成下列问题 1 实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是 不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是 上下搅动 或轻轻搅动 Cu传热快 防止热量损失 2 经数据处理 t2 t1 3 4 则该实验测得的中和热DH 盐酸和NaOH溶液的密度按1g cm 3计算 反应后混合溶液的比热容 c 按4 18J g 1计算 3 若将NaOH溶液改为相同体积 相同浓度的氨水 测得中和热为DH1 则DH1与DH的关系为 DH1 DH 填 或 理由是 56 8kJ mol 1 NH3 H2O电离吸热 解析 1 对于本实验 让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面 所以实验时用环形玻璃棒上下搅动 以防将温度计损坏 做好保温工作是减小误差的另一个重要方面 所以选用玻璃棒 而不用铜丝 2 DH 100g 4 18 10 3kJ g 1 3 4 0 025mol 56 8kJ mol 1 3 因弱电解质的电离过程是吸热的 将NaOH溶液改为相同体积 相同浓度的氨水反应后放出的热量少 所以DH1 DH 方法技巧点拨 测定中和热时可通过测定一定量的稀的强酸和稀的强碱反应时的热效应来进行 实验的关键是如何提高中和热测定的准确性及计算原理 实验过程中应尽量减少热量的损失以减少实验误差 所以在判断中和热测定的装置 步骤是否合理时 要本着从尽量减少热量损失 并使反应进行完全的角度考虑 1 下列各组热化学方程式中 化学反应的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 碳与氧气反应放热 即DH1 0 DH2 0 CO再与O2作用时又放热 前者放出热量多 所以DH1 DH2 等量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量 故在与O2作用产生同样多的SO2时 气态硫放出的热量多 即DH3 DH4 发生同样的燃烧反应 物质的量越多 放出的热量越多 故DH5 DH6 碳酸钙分解吸收热量 DH7 0 CaO与H2O反应放出热量 DH8 0 显然DH7 DH8 2 2011 重庆 一定条件下 下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是 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 本题考查外界条件对化学平衡的影响及有关图象的分析和识别 温度越高 反应越快 到达平衡的时间就越少 因此T2 T1 同理压强越大 反应越快 到达平衡的时间就越少 因此P1 P2 反应A是一个体积减小的 放热的可逆反应 因此升高温度平衡向逆反应方向移动 降低水蒸气的含量 而增大压强平衡向正反应方向移动 增大水蒸气的含量 所以A正确 反应B是一个体积不变的 吸热的可逆反应 压强对水蒸气的含量不影响 升高温度平衡向正反应方向移动 增大水蒸气的含量 因此均不符合 反应C是一个体积增大的 吸热的可逆反应 同样分析也均不符合 反应D是一个体积增大的 放热的可逆反应 压强不符合 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则反应Zn s HgO s ZnO s Hg l 的DH为 A 519 4kJ mol 1B 259 7kJ mol 1C 259 7kJ mol 1D 519 4kJ mol 1 C 解析 反应的焓值由盖斯定律直接求出 即 DH1 DH2 2 259 7kJ mol 1 4 2011 河南省开封市质量检测 在一定条件下 CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为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与O2反应生成液态H2O比生成气态H2O多放出44kJ mol的热量 则CH4气体在空气中不完全燃烧热化学方程式正确的是 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完全燃烧生成液态水可放出热量890kJ 2 1780kJ 扣除生成CO少放出的热量566kJ 2 283kJ 此时DH 1780 283 kJ mol 1 1497kJ mol 1 生成气态水再扣除44kJ 4 176kJ 此时DH 1497 176 kJ mol 1 1321kJ mol 1 若3molCH4完全燃烧生成液态水可放出热量890kJ 3 2670kJ 扣除生成CO少放出的热量566kJ 此时DH 2670 566 kJ mol 1 2104kJ mol 1 若生成气态水再扣除44kJ 6 264kJ 此时DH 2104 264 kJ mol 1 1840kJ mol 1 故选D 答案 D 5 2011 浙江 下列说法不正确的是 A 已知冰的熔化热为6 0kJ mol 冰中氢键键能为20kJ mol 假设1mol冰中有2mol氢键 且熔化热完全用于破坏冰的氢键 则最多只能破坏冰中15 的氢键B 已知一定温度下 醋酸溶液的物质的量浓度为c 电离度为a Ka 若加入少量醋酸钠固体 则CH3COOH CH3COO H 向左移动 a减小 Ka变小 C 实验测得环己烷 l 环己烯 l 和苯 l 的标准燃烧热分别为 3916kJ mol 3747kJ mol和 3265kJ mol 可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键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则4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s DH 1641 0kJ mol 解析 A 正确 熔化热只相当于0 3mol氢键 B 错误 Ka只与温度有关 与浓度无关 C 正确 环己烯 l 与环己烷 l 相比 形成一个双键 能量降低169kJ mol 苯 l 与环己烷 l 相比 能量降低691kJ mol 大于169 3 说明苯环有特殊稳定结构 D 正确 热方程式 3 2 DH也成立 答案 B D 6 2011 珠海二模 下列化学用语正确的是 A 表示乙炔 燃烧热 对应的热化学方程式 C2H2 g O2 g 2CO2 g H2O g DH 1256kJ molB Na2O2的电子式 Na 2 C 电解氢氧化钠溶液铁作电极 阳极的电极反应式为 Fe 3e 3OH Fe OH 3D 表示中和热的热化学方程式 NaOH aq H2SO4 aq Na2SO4 aq H2O l DH 57 3kJ mol 解析 A项中的水应该为液态 B项中的钠离子不能合并 要分开写 C项中铁电解作阳极只能失去2个电子 所以选D项正确 7 CO CH4均为常见的可燃性气体 1 等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧 转移的电子数之比是 2 已知在101kPa时 CO的燃烧热为283kJ mol 1 相同条件下 若2molCH4完全燃烧生成液态水 所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6 30倍 CH4完全燃烧反应的热化学方程式是 1 4 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 891kJ mol 1 已知 在热力学标准态 298K 1 01 105Pa 下 由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热 DH 下图为氧族元素氢化物a b c d的生成热数据示意图 试完成下列问题 1 写出氧族元素中含有18e 的两种氢化物的电子式 2 请你归纳 非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的反应热DH的关系 解析 1 CO和CH4充分燃烧 转移电子数之比为2 8 即1 4 2 1molCH4燃烧生成液态水 放出的热量为 891kJ 所以热化学方程式为 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 891kJ mol 1 一般来说 物质本身具有的能量越低 物质越稳定 换言之 相同状况下 生成一定量的某物质放出的热量越多 物质越稳定 所以 DH越小 非金属元素氢化物越稳定 a b c d对应的氢化物分别为 碲化氢 硒化氢 硫化氢和水 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全