内容正文:
第2讲 反应热的计算
[复习目标] 1.了解燃烧热的概念及能源利用的意义。2.了解中和反应反应热测定的方法。3.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
一、燃烧热 中和反应的反应热 能源
1.燃烧热
(1)101 kPa时,1_mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,单位:kJ·mol-1。
(2)C的燃烧热为393.5 kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa条件下,1_mol C完全燃烧生成CO2放出393.5 kJ的热量,用热化学方程式表示为C(s)+O2(g)===CO2(g)__ΔH=-393.5_kJ·mol-1。
(3)物质燃烧一定放热,故物质燃烧的ΔH一定为负值。
[强调]
(1)有关燃烧热的判断,一看是否以1 mol可燃物为标准,二看是否生成指定产物。
(2)物质完全燃烧生成的指定产物示例:H―→H2O(l),C―→CO2(g),S―→SO2(g),N―→N2(g)。
2.中和反应的反应热及测定
(1)测定原理
ΔH=-
c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·mL-1进行计算。
(2)实验装置
(3)注意事项
①为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍稍过量(0.5 mol·L-1 HCl、0.55 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合)。
②实验时不能用铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器。
(4)结论:25 ℃、101 kPa下,强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐和1_mol_H2O(l)时,放出57.3 kJ的热量,热化学方程式可表示为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)__ΔH=-57.3_kJ·mol-1。
3.能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。
②开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。
(1)H2燃烧过程中热能转化为化学能。(×)
错因:应为化学能转化为热能。
(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。(√)
错因:________________________________________________________
(3)开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖,可以降低空气中PM2.5的含量。(√)
错因:________________________________________________________
(4)根据2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571 kJ·mol-1可知氢气的燃烧热为571 kJ·mol-1。(×)
错因:燃烧热是以1_mol可燃物为标准。
(5)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。(×)
错因:醋酸电离要吸收热量,放出的热量小于57.3_kJ。
(6)S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1(燃烧热)(ΔH的数值正确)。(×)
错因:硫的指定产物是SO2。
(7)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)。(×)
错因:该反应生成BaSO4沉淀也有热效应。
二、盖斯定律及其应用
1.盖斯定律
(1)内容
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
(2)意义
间接计算某些反应的反应热。
(3)应用
转化关系
反应热间的关系
aAB、AB
ΔH1=aΔH2
AB
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
2.反应热大小的比较
(1)根据化学计量数比较反应焓变大小
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多,因此放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
①C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
反应②中,C完全燃烧,放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
①S(g)+O2(g)===SO2(g)