【《反应热》考点点击】反应热的定义

时间:2019-01-20 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  考点一   化学键与反应热   反应热的本质从微观的角度说,是断裂旧化学键吸收的热量与形成新化学键放出的热量的差值;从宏观的角度说,是反应物的总能量与生成物的总能量差值。
  【例1】化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是()
  A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(1)ΔH=2(a-b-c)kJ/mol
  B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=2(b-a)kJ/mol
  C.0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(1)ΔH=(b+c-a)kJ/mol
  D.0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(g)ΔH=(a+b)kJ/mol
  
  【解析】由图可以看出,0.5molN2(g)+1.5molH2(g)的能量比1molNH3(g)能量高(b-a)kJ,故该反应为放热反应,热化学方程式为:0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(g)ΔH=-(b-a)kJ/mol;0.5molN2(g)+1.5molH2(g)的能量比1molNH3(l)能量高(b-a+c)kJ,热化学方程式为:0.5N2(g)+1.5H2(g)=NH3(l)ΔH=-(b-a+c)kJ/mol,即N2(g)+3H2(g)=2NH3(1)ΔH=-2(b-a+c)kJ/mol。
  【答案】A
  【点拨】反应热(ΔH)=生成物总能量-反应物总能量。
  【例2】(2011重庆)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为()
  A.-1780kJ/mol
  B.-1220kJ/mol
  C.-450kJ/mol
  D.+430kJ/mol
  【解析】化学反应中断键需要吸热,形成新的化学键放热。由题意知1molS(s)形成S原子吸热280kJ,断裂3molF2(g)中的F-F键需要吸收热量3×160kJ=480kJ,共需吸热760kJ。而生成1molSF6(g)时形成6molS-F键,共放热6×330kJ=1980kJ,因此该反应共放热1980kJ-760kJ=1220kJ,所以该反应的反应热ΔH=-1220kJ/mol。
  【答案】B
  【点拨】反应热(ΔH)=反应物键能总和-生成物键能总和。但是需要注意1mol物质中共价键的数目。如1mol金刚石含2molC-C键、1mol晶体Si含2molSi-Si键、1molSiO2含4molSi-O键、1mol白磷(P4)含6molP-P键、1molC2H5OH含5molC-H键、1molC-C键、1molC-O键、1molO-H键。
  考点二
  燃烧热与中和热
  燃烧热指298K、101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,关键词有:1mol可燃物、完全燃烧(C→CO2)、稳定的氧化物(H2O为液态);中和热是指稀溶液中强酸和强碱生成1molH2O时放出的热量,关键词有:稀溶液、强酸强碱、1molH2O,表示中和热的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol。
  【例3】已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol;
  ②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol。下列结论正确的是()
  A.C的燃烧热大于110.5kJ/mol
  B.20gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.65kJ的热量
  C.H+(aq)+0.5SO42-(aq)+0.5Ba2+(aq)+OH-(aq)=0.5BaSO4(s)+H2O(1)ΔH=57.3kJ/mol
  D.KOH(aq)+0.5H2SO4(aq)=0.5K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=57.3kJ/mol
  【解析】C的燃烧热是指1molC(s)完全燃烧生成CO2放出的热量,由于1molC不完全燃烧生成CO放出的热量为110.5kJ,所以1molC完全燃烧生成CO2放出的热量多于110.5kJ。C的燃烧热大于110.5kJ/mol,A正确;20gNaOH固体为0.5mol,与稀盐酸完全中和应放出28.65kJ热量,但固体NaOH溶于H2O也放热,所以放出的总热量大于28.65kJ,B错误;H2SO4和Ba(OH)2分别是强酸强碱,生成1molH2O放热57.3kJ,但Ba2+、SO42-形成BaSO4也要放热,故ΔH0,D中缺少物质的聚集状态,D错误;C正确。
  【答案】C
  【点评】判断热化学方程式正误,要全面考虑,任何一面都不能遗漏。
  考点四
  比较反应热的大小
  比较反应热先要看清是放热反应还是吸热反应,然后比较ΔH的绝对值,最后要连同正负号一起比较。有时借助于盖斯定律可快速解题。
  【例5】下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是()
  ①C(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH1C(g)+0.5O2(g)=CO(g)ΔH2
  ②S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH2
  ③H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l)ΔH12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2
  ④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH1CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH2
  ⑤2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)|ΔH1|2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)|ΔH2|
  A.①B.④C.②③④⑤D.②③
  【解析】本题主要考查“ΔH”的理解,要明确“ΔH”既有“+”、“-”,又有数值大小。
  ①前者表示C完全燃烧,后者表示C不完全燃烧,等物质的量C燃烧生成CO2放热多,|ΔH1|>|ΔH2|,因ΔH1、ΔH2均小于0,故ΔH1ΔH2;或者由盖斯定律,将二式相减得:S(s)=S(g)ΔH=ΔH1-ΔH2,该式表示S由固态转变成气态,需要吸热,ΔH=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2;
  ③分别表示1molH2和2molH2分别燃烧生成液态H2O,2ΔH1=ΔH2ΔH2;或者由盖斯定律,二式相减得:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l)ΔH=ΔH2-ΔH1,该反应表示H2燃烧,反应放热,ΔH=ΔH2-ΔH1ΔH2;
  ④前者表示CaCO3分解的反应,反应吸热,ΔH1>0;后者表示CaO和H2O化合,反应放热,ΔH2ΔH2;
  ⑤2molH2O(l)的能量比2molH2O(g)的能量低,因此液态H2O分解吸收的热量更多,|ΔH2|>|ΔH1|。
  【答案】C
  【点评】比较反应热时,一定要注意考虑其正、负号。
  考点五
  盖斯定律的应用及反应热的计算
  1.观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式,若目标热化学方程式中的某种反应物(或生成物)在某个已知热化学方程式中作生成物(或反应物),把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒,相应的ΔH改变符号;
  2.在每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致,ΔH也进行相应的换算;
  3.将处理过的热化学方程式叠加,ΔH也进行叠加。
  【例6】已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+489.0kJ/mol①
  CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ/mol②
  C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol③
  则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH=_____kJ/mol
  【解析】观察目标方程式,左边为4Fe(s),右边为2Fe2O3(s),O2可以暂不考虑,因②③左边都有O2。
  ①式两边同乘以2,并将反应物生成物对调,得:
  4Fe(s)+6CO(g)=2Fe2O3(s)+6C(石墨)ΔH=-489.0×2kJ/mol④
  ②式两边同乘以6,并将反应物生成物对调,得:
  6CO2(g)=6CO(g)+3O2(g)ΔH=+283.0×6kJ/mol⑤
  ③式两边同乘以6,得:
  6C(石墨)+6O2(g)=6CO2(g)ΔH=-393.5×6kJ/mol⑥
  ④+⑤+⑥得:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH=-1641kJ/mol
  【答案】-1641
  【点评】应用盖斯定律进行简单计算时注意:
  (1)反应式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”、“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算;
  (2)反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热,反之会放热。
  (3)如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。当反应向逆向进行时,ΔH改变符号,但绝对值不变。
  考点六
  化学键键能、反应热、热能的综合考查
  【例7】CH3OH质子交换膜燃料电池中将CH3OH蒸气转化为H2的两种反应原理是:
  ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);ΔH=+49.0kJ/mol
  ②CH3OH(g)+0.5O2(g)=CO2(g)+2H2(g);ΔH=-192.9kJ/mol
  下列说法正确的是()
  A.1molCH3OH完全燃烧放出的热量为192.9kJ/mol
  B.反应①中的能量变化如下图所示
  C.CH3OH转变为H2的过程一定要吸收能量
  D.根据②推知反应:
  CH3OH(l)+0.5O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH>-192.9kJ/mol
  【解析】CH3OH的燃烧热是指1molCH3OH完全燃烧生成气态CO2和液态H2O时所放出的热量,并不是生成CO2和H2时所放出的热量,A错误;反应①是吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,B错误;①②都是CH3OH转变成H2的反应,①是吸热反应,②是放热反应,C错误;因CH3OH(g)转化为CH3OH(l)要放出热量,放出热量越多,ΔH越小,D正确。
  【答案】D
  【点评】本题将化学反应过程中的能量变化与图像有机结合在一起,较好地考查热化学反应的相关问题。根据能量守恒,放热反应中,反应物的总能量一定高于生成物的总能量;吸热反应中,反应物的总能量一定低于生成物的总能量。
  【例8】已知下列四个反应:
  ①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-akJ/mol②H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH=-bkJ/mol
  ③I2(g)+H2(g)2HI(g)ΔH=-9.48kJ/mol④I2(s)+H2(g)2HI(g)ΔH=+26.48kJ/mol
  下列说法:⑴a>b>9.48⑵生成1molHCl放热akJ⑶1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量⑷1molI2(s)与1molI2(g)所含的能量相差17kJ⑸③的产物比④的产物稳定⑹
  反应④的反应物总能量比反应③的反应物总能量低⑺同温同压下,①在光照和点燃条件下ΔH不同。正确的有_________________。
  【解析】非金属性越强,与H2反应放出的热量越多,⑴正确;由热化学方程式可知,生成2molHCl放出的热量才是akJ,⑵错;物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时具有的能量,⑶正确;利用盖斯定律可得出1molI2(s)与1molI2(g)所含的能量相差35.96kJ,⑷错误;同一种物质的能量在相同条件下,能量一样多,⑸错误;同样利用盖斯定律可得出选项⑹正确或者观察④的反应物和反应③的反应物不同的是I2的状态,可知⑹正确;根据=生成物的焓-反应物的焓可知,焓变与反应条件无关,⑺错误。
  【答案】⑴⑶⑹
  【点评】本题从多方面考查了能量变化中的诸多问题,要学会灵活运用盖斯定律。

标签:考点 点击