内容正文:
章末总结与提升
第一章
化学反应的热效应
焓变与反应热
一、焓变与反应热
1.焓变
(1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应。
(2)符号:ΔH
(3)单位:kJ·mol-1或kJ/mol
重点难点:
1.反应热的概念及计算;
2.燃烧热的概念;
3.热化学方程式的书写;
4.运用盖斯定律计算反应热。
4. 图像在化学反应能量变化中的应用
①过程A→B:ΔH>0;属于吸热反应。
②过程B→C:ΔH<0;属于放热反应。
焓变与反应热
【思考】1.A、B、C哪个状态的物质最稳定?
物质的能量越低,该物质越稳定
2.图中有几个基元反应?
一个过渡态对应一个基元反应
(1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的,可不注明。
(2)注明物质状态:常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。
(3)注意符号单位:ΔH应包括“+”或“-”、数字和单位(kJ/mol)。
(4)注意守恒关系:①原子守恒和得失电子守恒;②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)
【交流讨论】书写热化学方程式的方法及应注意的问题。
热化学方程式的书写与判断
【练习】写出下列反应的热化学方程式。
SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______________________
SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2 kJ·mol-1
1.检查ΔH符号的正误
2.检查是否注明物质的聚集状态
3.检查ΔH的数值与化学计量数是否对应
4.特殊反应热
(1)书写表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数为1;产物应为完全燃烧生成稳定的化合物,如C燃烧应生成CO2而不是CO,H2燃烧生成的是H2O(l),而不是H2O(g)。
(2)书写表示中和热的热化学方程式时,H2O的化学计量数为1,并以此配平其余物质的化学计量数。
【交流讨论】进行热化学方程式正误的判断要注意哪些问题?
热化学方程式的书写与判断
5
下列热化学方程式或叙述正确的是( )
A.1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642 kJ的热量:
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=+642 kJ·mol-1
B.12 g石墨转化为CO时,放出110.5 kJ的热量:
2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
C.已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1,
则:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) 的ΔH=+572 kJ·mol-1
D.已知N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量
热化学方程式的书写与判断
【例】
A.CO(g)的燃烧热283.0kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0kJ·mol-1
B.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
C.反应热有正负之分,燃烧热ΔH全部是正值
D.1mol甲烷燃烧生成二氧化碳所和气态水放出的热量是甲烷的燃烧热
下列关于反应热的描述中正确的是( )
【例题分析】
两类重要反应热——燃烧热、中和热
【练习】
盖斯定律的应用
比较“反应热”或ΔH的大小时,必须带“+”“-”符号;比较“燃烧热”“中和热”时,只需比较数值大小即可。
已知:
①
②
则 和 的大小关系是: _____ (填“>”、“<”或“=”)
【练习】氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1
3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为_____kJ·mol-1。
+114
盖斯定律的应用
【练习】氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8
在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。
反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH=________ kJ·mol-1。
+90.8
第二章
化学反应速率与化学平衡
章末总结与提升
化学反应速率
2、表达式:
v=
∆c
∆t
v=
∆n
V·∆t
注意:①一般不用固体或纯液体(其浓度是常数, ∆c = 0 )表示化学反应速率,可用其质量等物理量表示;
②一段时间内的平均速率,而不是指瞬时速率
衡量化学反应过程进行的快慢程度
1、定义:
4、关系
对于反应 aA + bB == cC + dD来说有:
速率之比=∆n之比=∆c之比=计量数之比
3、常用单位:
mol/(L·s) 或 mol·L-1·s-1 或 mol/(L·min) 或 mol·L-1·min-1
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若单位不统一,则要换算成相同的单位
比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),
则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率
v(A)
a
v(B)
b
>
5、应用:
(1)比较大小【比值法】
化学反应速率
(2)利用三段式计算
“三段式”计算一般步骤:
2) 写出各物质的起始量、变化量、某时刻量
化学反应速率
化学反应速率
将 4 mol A 和 6 mol B 混合于 2 L 密闭容器中,发生如下反应:
5 min 后反应达到平衡状态,生成 2 mol D 和 3 mol C,则下列结论中不正确的是( )
A. x 值等于 3
B. 平衡时 A 的浓度为
C. 该温度下反应的化学平衡常数为 0.56
D. 平衡时 B 的转化率为 33.3%
在一定温度下的密闭容器中,B是红棕色气体,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明下述反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达到平衡状态 。
①混合气体的压强
②混合气体的密度
③混合气体的颜色
④气体的总物质的量
②③
化学平衡
(一)化学平衡状态判断
1.正逆相等
一正一逆,互成比例
2.各组分浓度不变
3.变量不变
mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g)
c为平衡浓度
c为任一时刻浓度
化学平衡常数:
浓度商:
K=
(二)化学平衡常数
化学平衡
关系
(1)方程式系数扩大 倍, 变为原来的 次方。
(2)逆反应的
(3)多个方程式相加,总反应的 。
影响因素
(1)唯一变量是温度,浓度、压强、催化剂均不改变 值。
(2)升高温度, 增大
说明正反应吸热
(3)升高温度, 减小
说明正反应放热
一定温度下,向 2L 恒容密闭容器中充入 和 ,发生反应:
反应在 2 min 时达到平衡状态,此时 的浓度为 。下列有关说法不正确的是( )
0~2 min 内, 的物质的量减少了
B. 若升高反应温度,则反应达到平衡所需的时间小于 2 min
C. 0~2 min 内,生成 的质量为
D.若使用催化剂,则平衡时 的浓度大于
化学平衡
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某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图
以 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 为例
t
A的转化率
T1
T2
T1 T2
△H____0
>
>
T↑,α(A)_____,平衡______
增大
正移
先出现拐点的反应则先达到平衡
百分含量(或转化率)—压强或温度图像
在恒容密闭容器中发生反应:
起始时充入一定量的X(g),X(g)的平衡转化率()与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。
请回答下列问题:
① ______ 0(填“>”或“<”),判断的理由为 __________。
②图中压强 、 的大小关系为 ______
③ 平衡常数: ______ ______
T
X的
转化率
“定一议二”
m
n
q
合成氨工艺条件的选择
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ/mol
【练习】(1)未反应气循环的目的?
提高原料利用率,降低成本。
(2) 合成塔为何选 400~500℃ 高温?升温可以提高产率吗?
加快反应速率;催化剂活性最大。
(3) 加压和冷凝分离液氨,如何提高产率?
① 加压:平衡向气体减少方向移动;
② 冷凝:减小生成物浓度,平衡正移。
(4) 在合成塔中新加和回收的冷热N2和H2会出现热交换,这样设计的好处是什么?
预热原料气,节约能源。
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