内容正文:
专题一 反应热的计算方法汇总
1.利用热化学方程式进行相关量的求解
先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热。其注意事项有:
(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比,因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热数值需同时做相同倍数的改变。
(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。
(3)正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。
2.根据反应物和生成物的能量计算
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,即ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
3.根据化学键变化时吸收或放出的热量计算
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的总能量-生成物的化学键形成所释放的总能量,即ΔH=E反应物-E生成物。
4.根据标准燃烧热、热值或中和反应反应热计算
|ΔH|=n(燃料)×燃料的标准燃烧热;
|ΔH|=m(燃料)×燃料的热值;
|ΔH|=n(H2O)×中和反应反应热。
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进行加、减、乘、除运算,得到一个新的热化学方程式。
6.根据比热容公式计算
计算中和反应反应热时,会利用比热容公式Q=cmΔT计算中和反应放出的热量。
例1 依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为 。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
(3)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
(4)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。火法还原CuO可制得Cu2O。已知:1 g C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2 kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如图所示,请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式为 。
[解析] (1)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1427.2 kJ,故热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2 kJ·mol-1。
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=(946+436×3-391×6)kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1。
(3)根据C原子守恒有C2H5OH~2CO2~2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀,则乙醇为0.5 mol,据此可写出反应的热化学方程式。
(4)1 mol C燃烧全部生成CO放出的热量为12 g×9.2 kJ·g-1=110.4 kJ,C与O2反应生成CO的热化学方程式为2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220.8 kJ·mol-1;由图可知,Cu2O与O2反应的热化学方程式为2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s) ΔH=-292 kJ·mol-1;第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式,然后除以2,即得热化学方程式:2CuO(s)+C(s)===CO(g)+Cu2O(s) ΔH=35.6 kJ·mol-1。
[答案] (1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2 kJ·mol-1
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92 kJ·mol-1
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1
(4)2CuO(s)+C(s)===CO(g)+Cu2O(s) ΔH=35.6 kJ·mol-1
CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示:
回答下列问题:
(1)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)该反应的焓变ΔH= 。
答案 (1)放热 (2)-41 kJ·mol-1
已知一些化学键的键能数据如表所示:
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/ (kJ·mol-1)
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