内容正文:
1.2.2 反应热的计算
学习目标
重难点
1.能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
2.能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
3.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析和解决实际问题。
重点:反应热的相关计算。
难点:利用热化学方程式直接或间接运算反应热。
知识01 反应热的计算
1.依据热化学方程式:反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比,依据热化学方程式中的ΔH求反应热,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。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
则。
2.依据盖斯定律:根据盖斯定律,可以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,同时反应热也作相应的改变。
3.依据反应物断键吸收热量Q吸与生成物成键放出热量Q放进行计算:ΔH=Q吸-Q放。
4.依据反应物的总能量E反应物和生成物的总能量E生成物进行计算:ΔH=E生成物-E反应物。
5.依据物质的燃烧热ΔH计算:Q放=n可燃物×|ΔH|。 6.依据比热公式计算:Q=cmΔt。
解题注意事项
(1)热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减,所求之和为其代数和。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”号必须随之改变。
知识02 反应热(ΔH)的ΔH大小比较方法
1.如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要 加倍
例如,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其中ΔH2<ΔH1<0,且b=2a。
2.同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)>E(l)>E(s),可知反应热大小亦不相同。
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
3.晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同
如C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
4.根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
(5)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)
调计量数:化学计量数相同,不用调整,则Ⅰ-Ⅱ即为运算式。所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)己知:正丁烷(g)=异丁烷(g) △H<0,则正丁烷比异丁烷稳定( )
(2)已知:S(g)+O2(g)==SO2(g) △H1;S(s)+O2(g)==SO2(g) △H2,则△H1>△H2( )
(3)Br2(g)+H2(g)=2HBr(g) ΔH1,Br2(l)+H2(g)=2HBr(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2( )
(4)2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1,2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2,则有ΔH1>ΔH2( )
(5)4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2( )
(6)C(s)+O2(g)=CO2(g)