内容正文:
化学反应一般都有反应热
H2(g) + Cl2 (g) ==2HCl(g)
ΔH =
-184.6 kJ/mol
物质变化
能量变化
1、定义:能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
2、意义:热化学方程式不仅表示了物质变化,也表示了能量变化,还表示反应热与参加反应物质的量的关系。
含义:1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl, 放出184.6kJ 的热量。
一、热化学方程式
3、热化学方程式的书写
①必须在化学方程式的右边标明反应热ΔH的符号、数值和单位
② 注明反应时的温度和压强,因为焓变与测定条件(温度、压强等)有关
不注明指的是:25℃(298K) 101kPa
③ 注明反应体系中反应物和生成物的聚集状态,不用写点燃、加热、↑、↓
气态(g)、固态(s)、液态(l)、溶液(aq)
④热化学方程式中各物质的化学计量数只表示参加反应的各物质的物质的量,因此可以写成分数或整数,其∆H与系数对应成比例,系数加倍,∆H值也加倍。
注:热化学方程式中ΔH 的单位mol-1是指 “每摩尔反应”。
⑤书写步骤
⑥对于可逆反应,正逆反应的反应热ΔH数值相等,符号相反
无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。
如2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g) ΔH=−196.64 kJ•mol−1,ΔH是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。
若在相同的温度和压强下,向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡时放出的能量为Q,因反应不能完全转化为SO3(g),故Q<196.64 kJ。
可逆反应的ΔH 是指物质完全反应时的热效应。
例如:
⑦、反应热大小的比较:
① 同一反应生成物状态不同时
如:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) H1 ; 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H2
② 同一反应反应物状态不同时
如:S(g)+O2(g) = SO2(g) H1 ; S(s)+O2(g) =SO2(g) H2
因为气体变液体会放热,故: H1< H2
因为固体变气体会吸热,故: H1< H2
③两个相联系的不同反应比较
如: C(s)+O2(g) = CO2(g) H1 ; C(s)+1/2O2(g) =CO(g) H2
可以设计成:C(s) —CO(g)—CO2(g) ,故: H1<H2
二、燃烧热
1、燃烧热:在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,单位为 kJ/mol
2、意义:25 ℃、101 kPa时甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,
表示的意义:
25 ℃、101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体
和液态H2O时放出890.3 kJ的热量
以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物
例:H2(g)、C(s) 和CH4(g)的燃烧热分别为285.8 kJ/mol 、393.5 kJ/mol和890.3 kJ/mol,请写出其燃烧热的热化学方程式。
C(s) + O2(g) === CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) +2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ/mol
H2(g) + O2(g)===H2O(l) ∆H= -285.8 kJ·mol -1
例如在101 kPa下,汽油的成分之一辛烷(C8H18)燃烧的热化学方程式为
2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1。
则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
①燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1;其余物质系数可以是分数
②完全燃烧,生成指定产物
③燃烧热热化学方程是唯一的
④燃烧热通常是由实验测得的
3、燃烧热的热化学方程式
注意
4、燃烧热和中和热比较
燃烧热 中和热
定义
ΔH
标准
表述
方法
在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。
在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量。
放热反应,ΔH<0,单位 kJ/mol
1 mol可燃物
1 mol产物水
燃烧热为a kJ·mol-1或
ΔH=-a kJ·mol-1
中和热为57.3 kJ·mol-1或
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:写燃烧热的热化学方程式时,可燃物前面的系数为1;写中和热的热化学方程式时,产物水前面的系数为1 。
典例 1、下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( )
A.乙烷的燃烧热为1559 kJ/mo1,则乙烷燃烧热的热化学方程式为:
2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(1) △H= – 3118 kJ/mo1
B.1mol甲醇(l)完全燃烧生成CO2和H2O(1)时放出726 kJ热量,则其燃烧的热化学方程式为
2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(1) △H= – 1452 kJ/mol
C.已知2C(s) +O2(g) = 2CO(g) △H=-221kJ·mol-1,则C的燃烧热为110.5kJ/mo1
D.稀醋酸与NaOH溶液反应:H+(aq) + OH—(aq) = H2O(1) △H= – 57.3kJ/mol
弱酸
B
典例2、下列热化学方程式中,ΔH 能正确表示物质的燃烧热的是( )
A. CH4(g)+O2(g) = CO(g)+2H2O(l) ΔH=-607.3 kJ·mol-1
B. H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
C.CO(g)+ O2(g) = CO2(g)ΔH=-283.0 kJ·mol-1
D.2C8H18(l)+25O2(g) = 16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=-11036 kJ·mol-1
C
产物应为CO2(g)
H2的燃烧热是指生成液态H2O的燃烧反应所放出的热量
燃烧热的热化学方程式
燃料C8H18应为1 mol
典例3、我国的长征运载火箭燃料之一为偏二甲肼(C2H8N2),已知:
1.5 g偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。
(1) 计算偏二甲肼的燃烧热时,碳、氮元素产生的指定产物是_____、____。
(2)根据材料中所给信息计算偏二甲肼的燃烧热为______________。
(3)下列表示偏二甲肼燃烧的热化学方程式正确的是______(填字母,下同),
其中表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为______。
A.C2H8N2(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g)+N2(g) ΔH=-2 000 kJ·mol-1
B. C2H8N2(l)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)+N2(g) ΔH=-1 000 kJ·mol-1
C.C2H8N2(l)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)+N2(g) ΔH=-2 000 kJ·mol-1
CO2
N2
2 000 kJ·mol-1
BC
C
课堂小结
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