内容正文:
素养一 辨析两个易混概念——燃烧热和中和热
一、燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
二、反应热答题规范指导
(1)描述反应热时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
(2)由于中和反应和燃烧反应均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
1.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 ( )
A.氢气的燃烧热为285.5 kJ/mol,则水电解的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ/mol
B.1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量,它的热化学方程式为CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ/mol
C.已知2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,则C(s)的燃烧热为110.5 kJ/mol
D.HF与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
解析 根据燃烧热的定义,水电解的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571 kJ/mol,故A错误;1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890 kJ,则0.5 mol CH4完全燃烧放出的热量为(890×0.5)kJ=445 kJ,热化学方程式为CH4(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445 kJ/mol,故B正确;C燃烧生成的稳定氧化物为CO2,故C错误;HF为弱酸,与NaOH反应生成1 mol H2O,放出的热量小于57.3 kJ,且HF应写成化学式形式,故D错误。
答案 B
2.(双选)下列说法正确的是 ( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,则2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
D.31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ,则P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ·mol-1
解析 已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应除生成2倍的水,还生成硫酸钡,则其反应热ΔH不等于2×(-57.3)kJ·mol-1,A项错误;H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,生成的水为液体水,则2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1,B项正确;燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式
是CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,CH3OH(g)的燃烧热为1 mol甲醇完全燃烧生成指定产物释放的能量,不是生成氢气,C项错误;31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ,由白磷生成红磷为放热反应,P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-4b kJ·mol-1,D项正确。
答案 BD
素养二 突破一个高考热点——盖斯定律的应用
根据盖斯定律,通过计算反应热,可以书写新的热化学方程式;比较反应热的大小,判断物质的稳定性(同素异形体稳定性比较)。运用盖斯定律分析解题的关键:设计出合理的反应过程,利用热化学方程式进行适当的加减等“运算”。盖斯定律应用于反应热计算的流程如图所示:
先确定待求的反应方程式⇒找出待求的方程式中各物质在已知方程式中的位置⇒根据待求的方程式中各物质的计量数和位置对已知方程式进行处理,得到变形后的新方程式⇒将新得到的方程式进行加减(反应热也需要相应加减)⇒写出待求的热化学方程式⇒根据焓变确定反应热
3.科学家研究利用某种催化剂,成功实现将空气中碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气