第1章 化学反应的热效应(知识清单)化学沪科版选择性必修1
2026-08-31
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摘要:
该高中化学知识清单系统梳理“化学反应的热效应”单元内容,涵盖系统内能、焓变、反应热测量计算及燃料合理利用等核心范畴,搭建从基础概念定义到公式推导、实验原理再到综合应用的递进式学习支架。
清单通过“易错点分类辨析”和“实验-计算结合”呈现知识体系,如将“反应热与焓变关系”“键能与能量关系”设为易错点并配【错因辨析】和【对点训练】,培养科学思维。设计“反应热与焓变对比表”“盖斯定律加合法步骤”等实用工具,助力学生系统掌握,教师可据此精准教学,提升学习效率。
内容正文:
第一章 化学反应的热效应
1.1 化学反应与能量变化
一、系统的内能
1.系统与环境
在自然科学研究中,被研究的对象称为 。系统以外的,与系统相关的其他部分称为 。例如,研究盐酸与氢氧化钠溶液的反应,溶液就是系统,而盛溶液的烧杯和溶液周围的空气等便是环境。
体系分类
敞开体系
(又叫开放体系)
封闭体系
隔离体系
(又叫孤立体系)
示例
与环境的交换
既有能量交换,
又有物质交换。
只有能量交换,
没有物质交换。
没有能量交换,
没有物质交换。
2.内能及内能的变化
(1)内能:是体系内物质的各种能量的总和,用符号 表示,
(2)内能的变化:系统内能的变化用符号 来表示。
(3)化学反应的内能变化
热(因温度不同而传递的能量,用Q表示)
化学反应体系与环境间能量交换的形式
功(除热以外的其他能量形式,用W表示)
根据能量守恒定律, 。
二、化学反应的焓变
1.反应热
在一定温度下,化学反应过程中吸收或释放的热称为 ,也称 ,用符号Q 表示。系统从环境 ,则 ;系统对环境 ,则 。
2.焓:是一种与 有关的物理量,常用符号 表示。
3.焓变:一个化学反应在等压条件下由生成物和反应物的焓的差值叫焓变,常用符号 表示,单位: 。
4.焓变的计算表达式
(1)ΔH =生成物的总能量-反应物的总能量
(2)ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和
5.反应热与焓变的比较
反应热
焓变
概念
在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量
在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量
符号
Q
ΔH
单位
kJ
kJ·mol-1
与能量变化的关系
Q 0,反应放出热量
Q 0,反应吸收热量
ΔH 0,反应吸收热量
ΔH 0,反应放出热量
相互关系
在恒压条件下的反应热即是焓变
三、化学反应中能量变化的原因
1. 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示:
当反应物的总能量大于生成物的总能量,该化学反应就会放出能量;当生成物的总能量大于反应物的总能量,该化学反应就会吸收能量。
2. 从反应热的量化参数——键能的角度分析
当反应物中化学键的断裂所吸收的能量大于形成生成物中的化学键所释放的能量时,该反应就要吸收能量;反之,该化学反应就会释放能量。
1.2 反应热的测量和计算
一 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1.实验原理
,这时的反应热叫做中和热。
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l);ΔH= kJ·mol-1
2.计算方法:Q =
其中 Q—中和反应放出的热量,c—反应混合液的比热容,
m—反应混合液的质量,ΔT—反应前后溶液温度的差值
二、热化学方程式
1.概念
能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义
(1)热化学方程式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。
(2)热化学方程式中物质的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
三、盖斯定律
1.盖斯定律
1840年,俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上,总结出一条规律:“一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是 的。”这个规律被称为盖斯定律。
2.盖斯定律的应用
设计路径法求反应热
则ΔH=ΔH1+ΔH2 = ΔH3+ΔH4 +ΔH5。
2.利用加合法求反应热
若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。 运算规则:根据目标方程式,确定要保留的物质和要消去的物质,运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式(调整位置和系数)。
目标物质
方程式数学运算
反应热
小技巧
调位置
加减
同时相加减
将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但 。
调系数
乘除某数
同时相乘除某数
3.盖斯定律的意义
间接得到某些反应的反应热。对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯的反应(有副反应发生),测定其反应热比较困难,如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
四、反应焓变的计算
1.根据热化学方程式
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成 。例如,
aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则====
2.根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式。
1.3 燃料的合理利用
一、燃烧热
1.燃烧热的概念:在指定温度和100 kPa 时,1 mol纯物质 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,单位是 。
2.正确理解“燃烧热”
(1)物质的燃烧热用焓变表示时都为负值,通常可以通过实验测得。
(2)反应条件:100 kPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)。
(3)可燃物的用量:1mol纯物质。
(4)反应程度及产物:完全燃烧时,不同元素对应的指定产物:C → ;H → ;S → ;N → 。
(5)燃烧环境:没有特别说明,一般是在氧气中进行,因此并非所有的燃烧放出的热量都叫燃烧热,如H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。
二、燃料的充分燃烧和利用
1.常用的燃料
(1)城市管道燃气的主要成分: ;
(2)液化石油气的主要成分: ;
(3)车用汽油的主要成分: 。
2.热值
100 kPa 时,单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。热值是燃料质量优劣的重要参数。
3.提高燃料的利用率
工业上常把固体燃料粉碎,把液体燃料喷成雾状,以增加燃料跟空气的接触面积,使燃料尽可能充分燃烧。
可以通过热量的充分利用来提高燃料的利用率,如改进设备、利用余热、防止热损失等。使用热交换器是充分利用能源的一种方法(如图)。
4.在能源危机面前,一方面需要在绿色环保的前提下对传统能源物尽其用,另一方面我们需要不断开发新能源、绿色可再生能源,实现可持续发展。
易错点01 反应热与焓变的关系
【错因辨析】
1.反应热是某一反应过程中吸收或者放出的热量。
2.在等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变,因此常用ΔH表示反应热。
3.焓变与吸热反应和放热反应的关系
(1)放热反应:反应体系向环境释放能量,反应体系的焓减小,ΔH为负值,即ΔH<0。
(2)吸热反应:反应体系从环境中吸收能量,反应体系的焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0。
【对点训练】
1.下列说法正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于反应热
B.同温同压下, 在光照和点燃条件下的焓变不同
C.已知 ΔH则反应过程中断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
D.吸热反应都需要加热才能进行
2.下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
B.任何条件下,焓变完全等于反应热
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH<0
易错点02 反应热与键能、物质能量的关系
【错因辨析】
1.反应的反应热=反应物总键能-生成物总键能
2.物质键能越大,越稳定。
3.反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,表明为吸热反应。反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,表明为放热反应。
【对点训练】
1.汽车发动机工作时会引发和反应生成,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.三种分子中最稳定的是NO
B.氧原子(O)结合生成氧气时释放498能量
C.该反应的热化学方程式为
D.反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和
2.已知转化为和分两步进行:
① ;
② 。
上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.比稳定
B.
C.生成吸收能量
D.断裂中化学键吸收的能量大于形成中化学键所放出的能量
易错点03 热化学方程式的书写
【错因辨析】
1. ΔH 与物质的聚集状态有关,因为物质的聚集状态变化时会发生焓变,故应标明物质的聚集状态。通常用英文字母 s、l、g 分别表示固态、液态和气态,用 aq 表示水溶液,通常指稀溶液。
2. ΔH 要注明反应的温度和压强,一般不注明时,表示的反应温度为 298 K、压强为 100 kPa。
3. ΔH 的单位一般是 kJ· mol-1。在相同条件下正向反应和逆向反应的ΔH 数值相同,符号相反。另外,ΔH的数值也与化学方程式的书写形式有关。
【对点训练】
1.下列热化学方程式的相关分析不正确的是
A.由P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-29.2 kJ·mol-1可知,红磷比白磷稳定
B.H2(g)燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.由S(s)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1,知硫的燃烧热为-315 kJ·mol-1
D.500℃、30MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,热化学方程式:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
2.肼又称联氨,在航空航天方面应用广泛,可用作火箭燃料。已知键、键键能分别为,与反应的能量变化如图所示:
(1)中键的键能为 。
(2)一定条件下,与反应的热化学方程式为: 。
易错点04 盖斯定律的应用
【错因辨析】
1.可通过“设计路径法”或“加合法”处理热化学方程式。
2.热化学方程式同乘某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。
3.热化学方程式相加减时(目的是消去某物质),反应热也随之相加减(带符号)。
【对点训练】
1.以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过以下步骤制备。
已知:①
②
③
则的
A. B.
C. D.
2.在Haber-Bosch工艺开发前,Frank于1908年开发了一种通过碳化钙合成氨的方法。
(1)写出以、和C为原料合成的反应热化学方程式 。
(2)根据热化学方程式,说明碳化钙合成氨的方法的缺点 。
易错点05 燃烧热与反应热、中和热的区别
【错因辨析】
燃烧热
反应热
能量的变化
放热
放热或吸热
ΔH的大小
ΔH<0
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
反应物的量
1 mol纯物质
不限
生成物
稳定的氧化物
无要求
燃烧热
中和热
相同点
能量变化ΔH及其单位
放热反应
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
标准燃烧热为akJ·mol-1或ΔH=-akJ·mol-1
中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【对点训练】
1.下列热化学方程式书写正确的是
A. kJ·mol-1(反应热)
B. kJ⋅mol-1(反应热)
C. kJ⋅mol-1(燃烧热)
D. kJ⋅mol-1(中和反应反应热)
2.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知 ,则含稀溶液和含稀溶液充分反应放出热量
B.甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 ,则的燃烧热为
C.的燃烧热是,则
D.葡萄糖的燃烧热是,则
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第一章 化学反应的热效应
1.1 化学反应与能量变化
一、系统的内能
1.系统与环境
在自然科学研究中,被研究的对象称为 系统 。系统以外的,与系统相关的其他部分称为 环境 。例如,研究盐酸与氢氧化钠溶液的反应,溶液就是系统,而盛溶液的烧杯和溶液周围的空气等便是环境。
体系分类
敞开体系
(又叫开放体系)
封闭体系
隔离体系
(又叫孤立体系)
示例
与环境的交换
既有能量交换,
又有物质交换。
只有能量交换,
没有物质交换。
没有能量交换,
没有物质交换。
2.内能及内能的变化
(1)内能:是体系内物质的各种能量的总和,用符号 U 表示,
(2)内能的变化:系统内能的变化用符号 ΔU 来表示。
(3)化学反应的内能变化
热(因温度不同而传递的能量,用Q表示)
化学反应体系与环境间能量交换的形式
功(除热以外的其他能量形式,用W表示)
根据能量守恒定律, ΔU = Q + W 。
二、化学反应的焓变
1.反应热
在一定温度下,化学反应过程中吸收或释放的热称为 化学反应的热效应 ,也称 反应热 ,用符号Q 表示。系统从环境 吸热 ,则 Q>0 ;系统对环境 放热 ,则 Q<0 。
2.焓:是一种与内能有关的物理量,常用符号H表示。
3.焓变:一个化学反应在等压条件下由生成物和反应物的焓的差值叫焓变,常用符号 ΔH表示,单位:kJ·mol-1。
4.焓变的计算表达式
(1)ΔH =生成物的总能量-反应物的总能量
(2)ΔH =反应物的键能总和-生成物的键能总和
5.反应热与焓变的比较
反应热
焓变
概念
在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量
在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量
符号
Q
ΔH
单位
kJ
kJ·mol-1
与能量变化的关系
Q>0,反应放出热量
Q<0,反应吸收热量
ΔH>0,反应吸收热量
ΔH<0,反应放出热量
相互关系
在恒压条件下的反应热即是焓变
三、化学反应中能量变化的原因
1. 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示:
当反应物的总能量大于生成物的总能量,该化学反应就会放出能量;当生成物的总能量大于反应物的总能量,该化学反应就会吸收能量。
2. 从反应热的量化参数——键能的角度分析
当反应物中化学键的断裂所吸收的能量大于形成生成物中的化学键所释放的能量时,该反应就要吸收能量;反之,该化学反应就会释放能量。
1.2 反应热的测量和计算
一 反应热的测量——用简易热量计测定中和反应的反应热
1.实验原理
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol液态水,这时的反应热叫做中和热。
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l);ΔH=-57.3 kJ·mol-1
2.计算方法:Q = cmΔT
其中 Q—中和反应放出的热量,c—反应混合液的比热容,
m—反应混合液的质量,ΔT—反应前后溶液温度的差值
二、热化学方程式
1.概念
能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义
(1)热化学方程式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。
(2)热化学方程式中物质的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
三、盖斯定律
1.盖斯定律
1840年,俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上,总结出一条规律:“一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相等的。”这个规律被称为盖斯定律。
2.盖斯定律的应用
设计路径法求反应热
则ΔH=ΔH1+ΔH2 = ΔH3+ΔH4 +ΔH5。
2.利用加合法求反应热
若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。 运算规则:根据目标方程式,确定要保留的物质和要消去的物质,运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式(调整位置和系数)。
目标物质
方程式数学运算
反应热
小技巧
调位置
加减
同时相加减
将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
调系数
乘除某数
同时相乘除某数
3.盖斯定律的意义
间接得到某些反应的反应热。对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯的反应(有副反应发生),测定其反应热比较困难,如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
四、反应焓变的计算
1.根据热化学方程式
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如,
aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则====
2.根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式。
1.3 燃料的合理利用
一、燃烧热
1.燃烧热的概念:在指定温度和100 kPa 时,1 mol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,单位是 kJ · mol-1。
2.正确理解“燃烧热”
(1)物质的燃烧热用焓变表示时都为负值,通常可以通过实验测得。
(2)反应条件:100 kPa(书中给出的燃烧热数据均在此条件下测得)。
(3)可燃物的用量:1mol纯物质。
(4)反应程度及产物:完全燃烧时,不同元素对应的指定产物:C → CO2(g);H →H2O(l);S → SO2(g);N → N2(g)。
(5)燃烧环境:没有特别说明,一般是在氧气中进行,因此并非所有的燃烧放出的热量都叫燃烧热,如H2在Cl2中燃烧放出的热量不是燃烧热。
二、燃料的充分燃烧和利用
1.常用的燃料
(1)城市管道燃气的主要成分:CO或CH4;
(2)液化石油气的主要成分:丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10);
(3)车用汽油的主要成分:异辛烷(C8H18)。
2.热值
100 kPa 时,单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量叫做该燃料的热值。热值是燃料质量优劣的重要参数。
3.提高燃料的利用率
工业上常把固体燃料粉碎,把液体燃料喷成雾状,以增加燃料跟空气的接触面积,使燃料尽可能充分燃烧。
可以通过热量的充分利用来提高燃料的利用率,如改进设备、利用余热、防止热损失等。使用热交换器是充分利用能源的一种方法(如图)。
4.在能源危机面前,一方面需要在绿色环保的前提下对传统能源物尽其用,另一方面我们需要不断开发新能源、绿色可再生能源,实现可持续发展。
易错点01 反应热与焓变的关系
【错因辨析】
1.反应热是某一反应过程中吸收或者放出的热量。
2.在等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变,因此常用ΔH表示反应热。
3.焓变与吸热反应和放热反应的关系
(1)放热反应:反应体系向环境释放能量,反应体系的焓减小,ΔH为负值,即ΔH<0。
(2)吸热反应:反应体系从环境中吸收能量,反应体系的焓增大,ΔH为正值,即ΔH>0。
【对点训练】
1.下列说法正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于反应热
B.同温同压下, 在光照和点燃条件下的焓变不同
C.已知 ΔH则反应过程中断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
D.吸热反应都需要加热才能进行
【答案】C
【解析】A.在恒压条件下,化学反应的焓变等于化学反应的反应热,A错误;
B.焓变与反应的始态、终态有关,与反应条件无关,所以反应H2(g)+Cl2 (g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,B错误;
C.反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和;该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量,C正确;
D.吸热反应不一定都需要加热才能进行,例如氢氧化钡晶体和氯化铵的反应自发反应,D错误;
故选C。
2.下列关于反应热和焓变的说法正确的是
A.放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0
B.任何条件下,焓变完全等于反应热
C.所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得
D.生成物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH<0
【答案】A
【解析】A.生成物的总能量小于反应物时,反应向外释放能量,反应为放热反应,ΔH<0;生成物的总能量高于反应物时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0, A正确;
B.在恒压条件下,化学反应的焓变(ΔH)数值上等于恒压反应热,B错误;
C.有些反应的反应热不能通过实验直接测定,如碳不完全燃烧生成CO,C错误;
D.当生成物的总焓高于反应物总焓时,反应需外界提供能量,反应为吸热反应,ΔH>0,D错误;
故答案为:A。
易错点02 反应热与键能、物质能量的关系
【错因辨析】
1.反应的反应热=反应物总键能-生成物总键能
2.物质键能越大,越稳定。
3.反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,表明为吸热反应。反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,表明为放热反应。
【对点训练】
1.汽车发动机工作时会引发和反应生成,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.三种分子中最稳定的是NO
B.氧原子(O)结合生成氧气时释放498能量
C.该反应的热化学方程式为
D.反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和
【答案】C
【分析】该反应的反应热=反应物总键能-生成物总键能=,为吸热反应,据此分析;
【解析】A.键的键能最大,N2最稳定,A错误;
B.2molO原子结合生成1molO2(g)时需要放出498kJ能量,氧原子(O)结合生成氧气时释放249能量,B错误;
C.根据分析可知,,,C正确;
D.该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,D错误;
故选C。
2.已知转化为和分两步进行:
① ;
② 。
上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.比稳定
B.
C.生成吸收能量
D.断裂中化学键吸收的能量大于形成中化学键所放出的能量
【答案】D
【解析】A.根据图示,总能量大于,可知能量比大,能量越低越稳定,比稳定,A错误;
B.根据图像,,则,B错误;
C.方程式①+②可得:,生成吸收能量,C错误;
D.根据图示,断裂可知中化学键吸收的能量大于形成和中化学键所放出的能量,D正确;
故选D。
易错点03 热化学方程式的书写
【错因辨析】
1. ΔH 与物质的聚集状态有关,因为物质的聚集状态变化时会发生焓变,故应标明物质的聚集状态。通常用英文字母 s、l、g 分别表示固态、液态和气态,用 aq 表示水溶液,通常指稀溶液。
2. ΔH 要注明反应的温度和压强,一般不注明时,表示的反应温度为 298 K、压强为 100 kPa。
3. ΔH 的单位一般是 kJ· mol-1。在相同条件下正向反应和逆向反应的ΔH 数值相同,符号相反。另外,ΔH的数值也与化学方程式的书写形式有关。
【对点训练】
1.下列热化学方程式的相关分析不正确的是
A.由P4(白磷,s)=4P(红磷,s) ΔH=-29.2 kJ·mol-1可知,红磷比白磷稳定
B.H2(g)燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.由S(s)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1,知硫的燃烧热为-315 kJ·mol-1
D.500℃、30MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,热化学方程式:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
【答案】CD
【解析】A.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。根据热化学方程式可知:白磷转化为红磷时放出热量,说明白磷比红磷含有的能量高,故红磷比白磷更稳定,A正确;
B.H2(g)燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,表示1 mol氢气与O2(g)完全燃烧产生液体水时放出热量是-285.8 kJ,则表示氢气燃烧的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,B正确;
C.S燃烧反应产生SO2气体,因此不能根据该热化学方程式判断硫的燃烧热数值是多少,C错误;
D.N2(g)和H2(g)反应产生NH3(g)的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此不能根据500℃、30MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,来判断其反应热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1,D错误;
故合理选项是CD。
2.肼又称联氨,在航空航天方面应用广泛,可用作火箭燃料。已知键、键键能分别为,与反应的能量变化如图所示:
(1)中键的键能为 。
(2)一定条件下,与反应的热化学方程式为: 。
【答案】(1)157
(2)
【解析】(1)从键能角度,反应物断键吸收能量,则假设键能为x,,解得x=157;
(2)如图,联氨与氧气反应热化学方程式:。
易错点04 盖斯定律的应用
【错因辨析】
1.可通过“设计路径法”或“加合法”处理热化学方程式。
2.热化学方程式同乘某一个数时,反应热数值也必须乘上该数。
3.热化学方程式相加减时(目的是消去某物质),反应热也随之相加减(带符号)。
【对点训练】
1.以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过以下步骤制备。
已知:①
②
③
则的
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由盖斯定律可知,反应①+反应②×—反应③×=目标反应,则反应ΔH═,故选C。
2.在Haber-Bosch工艺开发前,Frank于1908年开发了一种通过碳化钙合成氨的方法。
(1)写出以、和C为原料合成的反应热化学方程式 。
(2)根据热化学方程式,说明碳化钙合成氨的方法的缺点 。
【答案】(1)ΔH=+175.2kJ/mol
(2)该反应为吸热反应,能耗高
【解析】(1)将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应①+②+③得到反应,则反应△H=(+557.8kJ/mol)+(—288.4 kJ/mol)+(—94.2 kJ/mol)=+ 175.2kJ/mol,则反应的化学方程式为ΔH=+175.2kJ/mol,故答案为:ΔH=+175.2kJ/mol;
(2)由热化学方程式可知,与合成氨反应相比,碳化钙合成氨的方法的缺点是该反应是吸热反应,耗能大,故答案为:该反应为吸热反应,能耗高。
易错点05 燃烧热与反应热、中和热的区别
【错因辨析】
燃烧热
反应热
能量的变化
放热
放热或吸热
ΔH的大小
ΔH<0
放热时,ΔH<0;
吸热时,ΔH>0
反应物的量
1 mol纯物质
不限
生成物
稳定的氧化物
无要求
燃烧热
中和热
相同点
能量变化ΔH及其单位
放热反应
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
标准燃烧热为akJ·mol-1或ΔH=-akJ·mol-1
中和热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【对点训练】
1.下列热化学方程式书写正确的是
A. kJ·mol-1(反应热)
B. kJ⋅mol-1(反应热)
C. kJ⋅mol-1(燃烧热)
D. kJ⋅mol-1(中和反应反应热)
【答案】B
【解析】A.热化学方程式要注明各物质在反应时的状态,A项不正确;
B.该热化学方程式书写正确,B项正确;
C.燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol,且得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态应为液态,C项不正确;
D.NaOH固体溶解时放出热量,则放热大于57.3kJ,ΔH应小于-57.3kJ /mol,D项不正确;
答案选B;
2.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知 ,则含稀溶液和含稀溶液充分反应放出热量
B.甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 ,则的燃烧热为
C.的燃烧热是,则
D.葡萄糖的燃烧热是,则
【答案】D
【解析】A.中和热是指稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O(l)所放出的热量,含和含的稀溶液充分反应除了生成水之外,生成硫酸钡也会放热,因此反应放出的热量大于114.6kJ,A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,即甲醇燃烧生成的指定产物是二氧化碳和液态水而不是氢气,B错误;
C.的燃烧热是285.8kJ/mol,则 ,则分解水为吸热过程,热化学方程式为 ,C错误;
D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量,葡萄糖的燃烧热是,则 ,则 ,D正确;
故选:D。
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