内容正文:
一、化学反应中能量变化的原因
二、热化学方程式
三、化学反应的热效应
反应类型
项目
放热反应(以H2和O2反应生成H2O为例)
吸热反应(以CO2和C反应生成CO为例)
体系与环境间的热交换
体系向环境放出能量
体系从环境吸收能量
体系内能变化的主要原因
断裂H2和O2中化学键吸收能量小于形成H2O中化学键释放能量
断裂CO2和C中化学键吸收能量大于形成CO中化学键释放能量
符号表征(ΔH)
ΔH<0
ΔH>0
热点一 比较ΔH的大小
1.根据反应物的本性比较
等物质的量的不同物质与同一种物质反应时,性质不同,其反应热不同。如等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应,金属或非金属越活泼,反应越容易发生,放出的热量就越多,ΔH越小。
(双选)下列各项对ΔH的比较正确的是( )
A.2K(s)+2H2O(l)===2KOH(aq)+H2(g) ΔH1,2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.Mg(s)+2HCl(aq)===MgCl2(aq)+H2(g) ΔH1,Ca(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+H2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
C.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1,H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.2Fe(s)+3Br2(g)===2FeBr3(s) ΔH1,2Fe(s)+3Cl2(g)===2FeCl3(s) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
BD [金属或非金属越活泼,与同一种物质反应越容易,放出的热量越多,ΔH越小。]
2.根据反应进行的程度比较
(1)对于多步进行的放热反应,反应越完全,则放出的热量越多,ΔH越小。对于可逆反应,若正反应是放热反应,反应程度越大,反应放出的热量越多;若正反应是吸热反应,反应程度越大,反应吸收的热量越多。
(2)对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1 ,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)发生上述反应,达到平衡后放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1 。
3.根据反应规律和影响ΔH大小的因素直接比较
依据规律、经验和常识可直接判断不同反应的ΔH的大小。
(1)吸热反应的ΔH肯定比放热反应的ΔH大(前者大于0,后者小于0)。
(2)同一个放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参加反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,ΔH越小(越大)。如2 mol H2完全燃烧放出的热量肯定比1 mol H2完全燃烧放出的热量多。
(3)对于燃料的燃烧反应,其他条件相同时,燃烧产物越稳定,放出的热量越多,ΔH越小。如等量的碳完全燃烧生成CO2放出的热量肯定比不完全燃烧生成CO放出的热量多。
(4)生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱(或强酸和弱碱)的稀溶液反应放出的热量多。
ΔH的符号、数值和单位属于一个整体,不能随意分割,在比较两个热化学方程式中ΔH的大小时,比的不仅是数值,要带正、负号和单位进行比较;在比较两个反应放出或吸收的热量多少时,比的是ΔH的绝对值,应去掉正、负号进行比较。
4.盖斯定律法
依据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应始态和终态有关,而与反应进行的具体途径无关。热化学方程式像代数式一样,可进行移项、合并项和加、减、乘、除等数学运算。
(2021·山东郓城高二检测)已知有关甲烷燃烧的三个热化学方程式如下:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
③CO2(g)+H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1 CH4(g)+O2(g)===
下列判断正确的是( )
A.甲烷的燃烧热为|a| kJ·mol-1
B.b>a
C.b=2c
D.a>c
C [表示CH4燃烧热的热化学方程式中,水应为液态,故|b| kJ·mol-1 为燃烧热,A项错误;因a、b均为负值,放出的热量越多,值越小,故b<a,B项错误;热化学方程式中ΔH的大小与化学计量数成正比,故b=2c,C项正确;无法比较a、c的大小,D项错误。]
热点二 “四角度”突破反应热的计算
1.运用盖斯定律计算
计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式,然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热,此时可应用盖斯定律进行计算。
2.根据热化学方