内容正文:
2023版化学·选择性必修1
第一章 化学反应的热效应
学科素养微专题(一) “四根据”
破解热化学方程式的书写
一、根据反应释放或吸收的热量书写热化学方程式
根据题中一定量反应物(或生成物)反应(或生成)时对应的热量变化,求出1 mol反应物(或生成物)反应(或生成)时对应的热量变化,标明该反应的ΔH。
[典例1]下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-a kJ·mol-1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2充分反应后,放出热量98.3 kJ
SO2(g)+ eq \f(1,2) O2(g) SO3(g)
ΔH=-98.3 kJ·mol-1
选项
已知条件
热化学方程式
C
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(s)===4P(s) ΔH=-4b kJ·mol-1
解析:选D。HCl不是氧化物,不符合燃烧热的概念要求,A错误;SO2(g)+ eq \f(1,2) O2(g) SO3(g)的ΔH表示1 mol SO2(g)与0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol SO3(g)时放出的热量,但该反应为可逆反应,反应物不能完全转化,所以1 mol SO2与
0.5 mol O2完全反应放出的热量应大于98.3 kJ,B错误;反应过程中除了氢离子和氢氧根离子反应放热,硫酸钡沉淀的生成也伴随有热量的变化,C错误;31 g白磷的物质的量为 eq \f(31 g,124 g/mol) =0.25 mol,比31 g红磷能量多b kJ,则1 mol白磷(P4)生成4 mol红磷(P),放出4b kJ热量,所以热化学方程式为P4(s)===4P(s) ΔH=-4b kJ·mol-1,D正确。
二、根据化学键键能书写热化学方程式
利用键能书写热化学方程式的步骤:
(1)明确每个反应物和生成物分子中的化学键数目。
(2)根据化学方程式中各物质的化学计量数,计算反应物的总键能和生成物的总键能。
(3)依据“ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能”计算反应热。
(4)写出热化学方程式。
[典例2]已知1 mol下列物质分解为气态原子时,消耗的能量与热化学方程式信息如下表:
物质
NO
CO
N2
能量/(kJ·mol-1)
632
1 076
946
热化学方程式
2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-742 kJ/mol
则CO2中C===O的键能为( )
A.-1 606 kJ/mol
B.1 606 kJ/mol
C.803 kJ/mol
D.-803 kJ/mol
解析:选C。1 mol某物质分解为气态原子时消耗的能量即该物质的键能,设CO2中C===O的键能为x,由ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(2×632+2×1 076)-(946+2×2x)=-742,解得x=803。
三、根据能量图像书写热化学方程式
将化学反应中的能量变化过程通过图像的方式呈现出来是这类题目最大的特点。解答这类题目的关键:
(1)读懂图像,明确图像所提供的信息。
(2)根据图像提供的信息综合运用相关知识,分析、判断、计算。
[典例3]科学家结合实验和计算机模拟结果,研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中,1 mol CO分子还原NO的能量变化与反应历程,如图所示。下列说法错误的是( )
A.使用催化剂,不能改变反应的焓变
B.决定整个反应速率快慢的是反应①
C.B物质比反应物和生成物都稳定
D.该反应的热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=(Ed-Ea) kJ·mol-1
解析:选D。催化剂只能改变反应历程,不能改变焓变,A正确;活化能越大,反应速率越慢,①的活化能最大,是决定整个反应速率快慢的步骤,B正确;能量越低越稳定,由于B物质的能量最低,所以B物质比反应物和生成物都稳定,C正确;图示过程表示1 mol CO分子还原NO的能量变化,为|Ed-Ea| kJ,2 mol CO参加反应时的能量变化应为2|Ed-Ea| kJ,D错误。
四、根据盖斯定律书写热化学方程式
该题型主要通过盖斯定律,利用加合法进行计算。其步骤如下:
(1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利