内容正文:
第11课 化学反应与能量变化
《范汝广说化学》编写
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核心知识点一 反应热与焓变
核心知识点二 热化学方程式
核心知识点三 中和热和燃烧热
核心知识点四 盖斯定律
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核心知识点一 反应热与焓变
1.反应热和焓变
(1) 反应热:化学反应过程中吸收或放出的能量。
(2) 焓变:恒压条件下的反应热,称之为焓变,符号为 ,单位为
。
2.从微观的角度说,是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热
量的差值。
反应物的键能总和-生成物的键能总和
3.从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物的能量差值。
生成物具有的总能量-反应物具有的总能量
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例1(1)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
键能/ 436 463
热化学方程式
则的 为___。
D
A. B.
C. D.
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[解析] 反应的 反应物的总键能-生成物的总键能,则有
,
解得 ,2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能
量,因此的 。
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(2)甲烷燃烧时的能量变化如图所示,下列有关描述错误的是___。
C
A.反应①和反应②均为放热反应
B.等物质的量时,具有的能量比 低
C.由图像可以推得:
D.反应②的热化学方程式为
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[解析] 由图像可知,反应①为
,反应②为
,根据盖斯定
律,反应①-反应②得到 ,
所以,的能量比 的低,B正确,C错误。
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例2 甲酸在一定条件下可分解为和 ,在无、有催
化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说
法正确的是___。
D
A.该反应的活化能为甲酸分子的键能之和
B.其他条件不变,按途径Ⅰ进行的反应热效应更大
C.中键能之和比
中键能之和大
D.途径Ⅱ的控速步骤为放热过程
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[解析] 活化能是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差,与反应物
的键能无直接关系,A错误;途径Ⅰ和途径Ⅱ的起点、终点一样,反应的热效应
也是相同的,B错误;由图可知,该反应为放热反应,所以反应物总键能小于
生成物总键能,C错误;途径Ⅱ的第二步的活化能最大,即途径Ⅱ的控速步骤为
第二步,图像显示第二步反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热过程,
D正确。
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核心知识点二 热化学方程式
1.概念:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量
变化。例如: ,表示在
和下,和反应生成 液态水时
放出 的热量。
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例3 工业生产硫酸过程中,在接触室中被催化氧化为 气体,已知该反应
为放热反应。现将、 充入一密闭容器充分反应后,放出热量
,此时测得的转化率为 ,则下列热化学方程式正确的是___。
C
A.
B.
C.
D.
[解析] 、之间的反应达平衡后,的转化率为 ,则
参与反应的为,为,放出热量, 正确。
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例4 根据信息书写热化学方程式。
(1)化合物和单质在一定条件下反应可生成化合物。已知 的熔
点和沸点分别为和,的熔点为。室温时与气体
反应生成,放出热量 。该反应的热化学方程式为_________
_______________________________________。
[解析] 根据熔点和沸点,在通常状况下,呈液态, 呈固态,书写热化
学方程式时要注意各物质的状态。
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(2)在、下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 ,其
燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得 沉淀,则乙醇燃烧的
热化学方程式为______________________________________________________
_______。
[解析] 由“沉淀”知,乙醇燃烧生成的为 ,据此可进行计算。
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(3)在一定条件下,将和 充入一密闭容器中发生反应生成
氨气,达到平衡时的转化率为,放出的热量,写出与 反应的
热化学方程式为_____________________________________________。
[解析] 发生反应的为,此时放热为 ,据此可
进行书写。
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(4)用肼 作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。
已知:
则气态肼和 反应的热化学方程式为:________________________________
________________________________。
[解析] 根据盖斯定律, 得:
。
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核心知识点三 中和热和燃烧热
1.中和热
(1) 概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 液态水,
这时的反应热叫做中和热。
(2) 计算方法: 。
—中和反应放出的热量, —反应混合液的比热容,
—反应混合液的质量, —反应前后溶液温度的差值。
2.燃烧热:在指定温度和时, 纯物质完全燃烧生成稳定产物
时所放出的热量叫做该物质的燃烧焓,习惯上又称为该物质的燃烧热。
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例5 下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是___。
B
A.和反应的中和热,则和 反
应的中和热
B.的燃烧热是,则 反应的
C.氢气的燃烧热为 ,则电解水的热化学方程式为
D. 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
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[解析] 中和热是以生成液态 为基准的,A错误;氢气的燃烧热为
,则电解水生成吸热为, 项中的吸热应为
, 错误;选项D中的水应为液态,D错误。
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例6 中和热测定实验中,用 盐酸和
进行实验,下列说法正确的是_____。(双选)
AD
A.改用盐酸和 溶液反应,求
得中和热数值和原来相同
B.改用盐酸和 进行实验,
测得中和热的数值是原来的2倍
C.酸碱混合时,量筒中 溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出,再用环
形玻璃搅拌棒搅拌
D.测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度,否则中和热绝对值偏小
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[解析] 中和热是强酸和强碱反应生成 水时放出的热,与酸碱的用量无关,
A正确,B错误;量筒中 溶液慢慢倒入小烧杯中,会造成热量的散失,导
致反应后的温度低,中和热测定数据偏低,故C错误;测了酸后的温度计应用
水清洗再去测碱的温度,否则碱液的起始温度偏高,从而导致中和热数值偏小,
D正确。
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核心知识点四 盖斯定律
不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热相同,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。
例7 (1) 黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为
。
已知:① 碳的燃烧热 ;
② ;
③ 。
则 为___。
A
A. B. C. D.
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[解析] 已知碳的燃烧热为 ,则碳燃烧的热化学方程式为
,结合黑火药爆炸的热化学方
程式,根据盖斯定律,可得,即,
正确。
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例8 金属钠和 氯气反应的能量关系如图所示,下列说法正确的是
_____。(双选)
AD
A.原子失电子为吸热过程,相同条件下, 的
的
B.的值在数值上和 共价键的键能不相等
C.
D. 是放热反应
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[解析] 原子失电子为吸热过程,相同条件下,与 同一主族,从上到下,金
属键减弱,电离能减小,的的 ,A正
确;断裂化学键吸收能量,则的值在数值上和 共价键的键能是相等
的,B错误;由盖斯定律可知,反应一步完成和分步完成的能量相同,则
,则
,C错误;钠在氯气中可以燃
烧,为放热反应,D正确。
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