内容正文:
专题五 热化学方程式与盖斯定律的应用
1.了解焓变与反应热的含义,会利用键能计算焓变。
2.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
3.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关焓变的计算。
考点一 焓变(ΔH)的计算
1.反应热的计算
(1)根据(相对)能量计算ΔH:ΔH=H(生成物)-H(反应物)
(2)根据键能计算ΔH:ΔH=∑E(反应物键能)-∑E(生成物键能)
【归纳总结】常见1 mol物质中化学键数目
物质
金刚石
硅
SiO2
化学键
C—C
Si—Si
Si—O
化学键数
2NA
2NA
4NA
物质
CO2
CH4
S8
化学键
C==O
C—H
S—S
化学键数
2NA
4NA
8NA
(3)根据活化能计算ΔH:ΔH=正反应活化能-逆反应活化能
2.活化能与焓变的关系
(1)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小及平衡转化率。
(2)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2,活化能大小影响反应速率。
(3)起点、终点能量高低判断反应的ΔH,并且物质的能量越低,物质越稳定。
3.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。
4.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,在稀溶液中,强酸和强碱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。
5.燃烧热和中和热的理解
(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)中和反应的实质是H+和OH-反应生成H2O。
①若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质,难电离物质等),这部分反应热不在中和反应反应热之内。
②若用浓溶液或固体,还有溶解热,放出热量增多。
③若用弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱),由于弱酸或弱碱电离要吸热,则放出热量减小。
(3)对于中和反应反应热、燃烧热,由于它们的反应放热是确定的,所以描述中不带“-”,但焓变为负值。
(4)当用热化学方程式表示中和反应反应热时,生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol,当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1 mol。
(5)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)。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)对于SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1,增大压强,平衡右移,放出的热量增大,ΔH减小。
(2)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1和2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2中2ΔH1=ΔH2。
(3)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。
(4)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。
(5)S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1(燃烧热)(ΔH的数值正确)。
(6)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)。
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(1)根据图1数据计算反应的_______。
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