内容正文:
专题一 反应热的计算方法汇总
[专题突破]
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。
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。
7.根据图像计算
例1 依据事实,回答下列问题。
(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)(2022·全国乙卷节选)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036 kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g)===3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=94 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=-484 kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)的ΔH4=________ kJ·mol-1。
(4)(2022·广东高考节选)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,X(g)―→Y(g)过程的焓变为__________________________(列式表示)。
[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)根据盖斯定律,(①+②)×-③即得到2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)的ΔH4=(-1036+94) kJ·mol-1×+484 kJ·mol-1=170 kJ·mol-1。
(4)设反应过程中第一步的产物为M,第二步的产物为N,则X―→M ΔH1=(E1-E2),M―→N ΔH2=ΔH,N―→Y ΔH3=(E3-E4),根据盖斯定律可知,X(g)―→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)。
[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)170
(4)(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
[专题演练]
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
2.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)
414
489
565
155
请根据键能数据估算CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式:______________________________________________________________。
答案 CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g)ΔH=-1940 kJ·mo