内容正文:
微专题1
反应热的计算和ΔH的大小比较
一、反应热的计算
1.根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。注:Q表示吸收或放出的能量。例如,
aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
例1 已知由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气时放出60.45 kJ的热量。
(1)写出H2燃烧的热化学方程式。
答案 已知生成4.5 g(0.25 mol)水蒸气放出60.45 kJ的热量,则有
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH
2 mol 1 mol 2 mol |ΔH|
0.25 mol 60.45 kJ
由于反应放热,所以ΔH=-483.6 kJ·mol-1,
故热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。
(2)计算该条件下50 g H2燃烧放出的热量。
2.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)。
例2 根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH=________________。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol-1) 414 489 565 155
-1 940 kJ·mol-1
解析 ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和)=(4×414+4×155-4×489-4×565) kJ·mol-1=-1 940 kJ·mol-1。
3.根据物质的标准燃烧热数值计算
Q放=n(可燃物)×|ΔH|(标准燃烧热)。
例3 已知丙烷的标准燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为
A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ
解析 丙烷分子式是C3H8,标准燃烧热为-2 215 kJ·mol-1,则1 mol丙烷完全燃烧会生成4 mol水,放热2 215 kJ,1.8 g水的物质的量为0.1 mol,则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量为0.025 mol×
2 215 kJ·mol-1=55.375 kJ,则放出的热量约为55 kJ。
√
4.根据图像计算
例4 根据如图写出反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的反应热ΔH=_____________。
解析 由图知:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的反应热ΔH=(419-510)kJ·mol-1=-91 kJ·mol-1。
-91 kJ·mol-1
5.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
例5 CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)===CH4(g)
ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH=_____ kJ·mol-1。
247
解析 将题给三个反应依次编号为①②③:
C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1 ①
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1 ②
C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律,由③×2-①-②可得
CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)
ΔH=247 kJ·mol-1。
1.已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH=-2 804 kJ·mol-1,当它氧化生成1 g水时放出的热量是
A.26.0 kJ B.51.9 kJ
C.155.8 kJ D.467.3 kJ
1
2
3
4
跟踪训练
解析 葡萄糖标准燃烧热的热化学方程式:C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804 kJ·mol-1,由此可知,生成6 mol×18 g·mol-1=108 g水放出2 804 kJ热量,则生成1 g水时放出的热量为 ≈26.0 kJ。
√
2.(2020·合肥一中模拟)已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·
mol-1,CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·m