热化学方程式
1.热化学方程式的概念
表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2.热化学方程式的意义
表明了化学反应中的物质变化和能量变化,如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol表示25 ℃、101 kPa时,2__mol氢气和1__mol氧气反应生成2__mol 液态水时放出 571.6__kJ的热量。
3.热化学方程式的书写 (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
物质所处的状态不同,ΔH值不同。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应包括符号[放热反应为“-”,吸热反应为“+”(可省略)]、数字和单位(kJ/mol)。
(4)注意热化学方程式的化学计量数
热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数,且化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。
(5)与普通化学方程式的区别
一般不标注“↑”“↓”以及反应条件,如“点燃”“加热”等。
题组一热化学方程式的正误判断
1.(2020·嘉兴月考)已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O,放出890.3 kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·mol
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
-1-1
-1
5
ΔH=890.3 kJ·mol
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol 答案:B
2.(2020·杭州二中选考模拟)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇[CH3OH(l)]燃烧生成CO2
和液态水时放热22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是( )
3
A.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
2ΔH =725.8 kJ·mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol
C.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH =-725.8 kJ·mol D.2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O ΔH =-1 452 kJ·mol
解析:选B。因甲醇燃烧为放热反应,ΔH<0,故A项错误;热化学方程式中必须标明各物质的状态,故D项错误;1 mol甲醇的质量为32 g,由1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,可得1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ×32≈725.8 kJ。故只有B项正确。
判断热化学方程式正误可用的“五看”法
(1)看方程式是否配平;
(2)看各物质的聚集状态是否正确;
(3)看ΔH变化的“+”“-”是否正确(“+”号可省略); (4)看反应热的单位是否为kJ·mol; (5)看反应热的数值与化学计量数是否相对应。 题组二依据能量图像书写热化学方程式
3.(2016·浙江10月选考,T19)根据能量变化示意图,下列热化学方程式正确的是( )
-1
-1-1-1-1-1
-1
6
A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-(b-a) kJ·mol B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-(a-b) kJ·mol C.2NH3(l)===N2(g)+3H2(g) ΔH=2(a+b-c) kJ·mol D.2NH3(l)===N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a) kJ·mol 答案:D
4.氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量,氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列有关判断正确的是( )
-1-1-1-1
A.碳[C(s)]的标准燃烧热为-110.4 kJ·mol B.氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应
C.氧化亚铜与氧气反应的活化能为292 kJ·mol D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为 C(s)+2CuO(s)===Cu2O(s)+CO(g) ΔH=35.6 kJ·mol
解析:选D。标准燃烧热指在101 kPa下,1 mol物质完全燃烧的反应热,而该题中C(s)燃烧的生成物为CO,故通过ΔH=-9.2 kJ·g×12 g·mol=-110.4 kJ·mol计算所得的结果不是碳[C(s)]的标准燃烧热,A项错误。由题给图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应放热,B项错误。由题给图像可知,氧化亚铜与氧气反应的活化能为348 kJ·mol,C项错误。根据题给信息可得热化学方程式:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1=-220.8 kJ·mol①;根据题给图像可得热化学方程式:2Cu2O(s)+O2(g) ===4CuO(s) ΔH2=-292 kJ·mol
-1-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1-1
②;足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)+2CuO(s)
11
===Cu2O(s)+CO(g) ΔH③;根据盖斯定律,由×(①-②)可得③,则ΔH=(ΔH1-ΔH2)
22=35.6 kJ·mol,D项正确。
标准燃烧热、中和热和能源
-1
7
1.标准燃烧热
(1)概念:在101 kPa下,1__mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫作该物质的标准燃烧热。标准燃烧热的单位一般用kJ·mol表示。
标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。
(2)表示的意义:如C的标准燃烧热为393.5 kJ·mol,表示在101 kPa时,1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。
(3)书写热化学方程式:标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。25-1
例如:C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol,即C8H18的标准燃
2烧热为5 518 kJ·mol。
2.热值的概念
1__g物质完全燃烧所放出的热量叫作该物质的热值。 3.中和热测定
(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1__mol__液态H2O时的反应热叫中和热。
(2)注意几个限定词:①稀溶液;②产物是1 mol液态H2O;③用离子方程式可表示为OH(aq)+H(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol。
(3)中和热的测定 ①测定原理
(m酸+m碱)·c·(t终-t始)ΔH=
-
+
-1
-1
-1-1
nc=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
②装置如图(在横线上填出仪器的名称)
4.合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法 (1)化石燃料主要包括煤、石油、天然气。
(2)可燃物燃烧的条件是与O2接触、温度达到其着火点。 (3)充分燃烧的必要条件是O2要充足,与O2的接触面积要大。
8
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