选修4课时突破:
——热化学方程式 中和反应反应热的测定
【要点导学】
一、热化学方程式 1.概念
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2.意义
(1)热化学方程式既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。
1
(2)对于热化学方程式H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8
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kJ·mol,表示在25 ℃、101 kPa时,1 mol H2与 mol O2完全反
2
-1
应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。
3.书写原则
(1)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数,可以用整数也可以用分数。
(2)必须注明物质的聚集状态、ΔH的“+、-”和单位。 (3)对于相同反应,ΔH的数值必须与化学计量数对应。 4.实例
8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445 kJ的热量,该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1。
1
1.1 g氢气在氧气中燃烧生成液态水,放出142.9 kJ的热量,表示该反应的热化学方程式是( )
1
A.H2(g)+O2(g)===H2O(l)
2
ΔH=-285.8 kJ·mol-1 1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(g)
2
ΔH=-285.8 kJ·mol-1 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ 1
D.H2+O2===H2O ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2
解析:选A 由1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量可知,1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量,则ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
2.对热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1最准确的理解是( )
A.1 mol碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2,同时吸收131.3 kJ热量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol CO和1 mol H2,同时放出131.3 kJ热量
C.固体碳和水蒸气反应吸收131.3 kJ热量 D.1个碳原子和1个水分子反应,吸热131.3 kJ
解析:选A 该热化学方程式表示的意义为1 mol碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2,同时吸收131.3 kJ热量,A项正确;该反应是吸热反应,B项错误;未指明物质的量和聚集状态,
2
C项错误;热化学方程式的化学计量数表示物质的量,D项错误。
3.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)N2(g)与H2(g)反应,生成1 mol NH3(g)时放出46.1 kJ的热量
:
________________________________________________________________________。
(2)2 mol N2(g)与2 mol O2(g)充分反应,生成NO(g)并吸收136 kJ
的
热
量
:
________________________________________________________________________。
(3)卫星发射可用肼(N2H4)作燃料,2 mol N2H4(g)在足量O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l)并放出1 244 kJ的热量:____________________________________________________。
解析:(1)N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g),放出46.1 kJ的热量,则该反应的热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)ΔH=-92.2 kJ·mol-1。
(2)2 mol N2(g)与2 mol O2(g)充分反应,生成NO(g)吸收136 kJ的热量,该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+68 kJ·mol-1。
(3)2 mol N2H4(g)在足量O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l)放出1 244 kJ的热量,该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622 kJ·mol-1。
答案:(1)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.2 kJ·mol-1
2NH3(g)
(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+68 kJ·mol-1 (3)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622 kJ·mol-1
3
[方法技巧]
热化学方程式的书写步骤与注意事项 1.书写“三”步骤
(1)写出配平的化学方程式。 (2)注明物质的聚集状态。 (3)写出ΔH的数值、单位及符号。 2.注意“五”事项
(1)要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态,水溶液中的溶质则用aq表示。
(2)ΔH的单位是kJ·mol-1。
(3)根据焓的性质,对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH的数值也加倍。
(4)热化学方程式中不用“↑”“↓”,“===”上不用标明反应条件。 (5)必须标明ΔH的符号,放热反应ΔH为“-”,吸热反应ΔH为“+”,正负号不可省略。
二、中和反应反应热的测定 1.中和反应反应热(简称中和热)
(1)概念:在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1_mol 水所放出的热量。
(2)表示方法:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3_kJ·mol-1。
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2.中和反应反应热的测定 (1)实验用品
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)仪器 两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒 试剂 0.50 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液 (2)实验装置 设计实验装置如下图:
(3)测定步骤
(4)数据处理
m1+m2·c·t2-t1×10-3
ΔH=-kJ·mol-1其中(m1+m2)
nH2O
表示溶液质量,c为比热容,c=4.8 J·(g·℃)-1。
(5)注意事项
①实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)。
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