内容正文:
微专题2 反应热(ΔH)的比较
第一章 化学反应的热效应
1.ΔH大小比较时的注意事项
ΔH是有符号“+”“-”的,比较时要带着符号比较。
(1)吸热反应的ΔH为“+”,放热反应的ΔH为“-”,所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。
(2)放热反应的ΔH为“-”,所以放热越多,ΔH越小。
2.常见的几种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
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
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
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)。
例题 下列各组热化学方程式中,ΔH1<ΔH2的是( )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
A
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH1
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A.① B.②③④
C.④ D.①②③
【解析】 碳不完全燃烧放热少,焓变比较大小时考虑负号,所以ΔH1<ΔH2,故①符合;固体硫变为气态硫需要吸收热量,焓变比较大小时考虑负号,所以ΔH1>ΔH2,故②不符合;相同条件下物质的量少的反应放热少,焓变比较大小时考虑负号,1 mol氢气燃烧放热少于2 mol氢气燃烧放热,所以ΔH1>ΔH2,故③不符合;碳酸钙分解吸热,焓变为正值,氧化钙和水反应是化合反应,放热,焓变是负值,所以ΔH1>ΔH2,故④不符合;故选A。
1.下列两组热化学方程式中,有关ΔH的比较正确的是( )
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH2
NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1>ΔH2;ΔH3>ΔH4 B.ΔH1>ΔH2;ΔH3<ΔH4
C.ΔH1=ΔH2;ΔH3<ΔH4 D.ΔH1<ΔH2;ΔH3>ΔH4
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B
【解析】 ①中两个反应都是放热反应,后者生成液态水,所以放出的热量大于前者,而放热反应ΔH小于0,放热越多,焓变越小,故ΔH1>ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和,都是放热反应,两个反应生成水的物质的量都是1 mol,但是浓硫酸稀释时会放热,CH3COOH是弱酸,电离过程吸收一部分热量,所以后者放出的热量少,ΔH3<ΔH4,故选B。
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2.已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
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下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
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B
3.CH3COOH和氨水反应的能量循环体系如图所示,下列说法正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
B.ΔH1+ΔH4>ΔH2+ΔH3
C.ΔH4>0
D.ΔH3<0
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A
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[章末知识体系构建]
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例如,H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑,或者从三种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。
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。
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+结合生成BaSO4沉淀会放热)。
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2
②NaOH(aq)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH3
③2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
④2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
⑤2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5
【解析】 反应③为放热反应,故ΔH3<0,A错误;反应⑤为放热反应,ΔH5<0,根据盖斯定律有④-③=⑤,故ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,则ΔH4<ΔH3,B正确、D错误;根据盖斯定律有①=(②+③)×,故ΔH1=(ΔH2+ΔH3)×,C错误。
【解析】 由图可知①CH3COOH(aq)+NH3·H2O(aq)===CH3COO-(aq)+NH(aq)+H2O(l) ΔH1;②CH3COOH(aq)⥫⥬CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH2;③NH3·H2O(aq)===OH-(aq)+NH(aq) ΔH3;④OH-(aq)+H+(aq) ===H2O(l) ΔH4。由以上得②+③+④=①,即ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH1,A正确;由ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH1得ΔH1+ΔH4=ΔH2+ΔH3+2ΔH4,中和反应是放热反应,故ΔH4<0,所以ΔH1+ΔH4<ΔH2+ΔH3,B错误;中和反应是放热过程,所以ΔH4<0,C错误;NH3·H2O是弱碱,NH3·H2O的电离是吸热过程,所以ΔH3>0,D错误。
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