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(2)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___。
(3)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________。
(4)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得
100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为
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【解析】 (1)23 g NO2的物质的量为0.5 mol,则生成2 mol NO2吸收的热量为67.8 kJ。吸热反应ΔH为正值,故反应的热化学方程式为N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol1。
(2)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ,故热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol1。
(3)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=(946+436×3-391×6)kJ·mol1=-92 kJ·mol1。
(4)根据C原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀,则乙醇为0.5 mol,据此可写出反应的热化学方程式。
【答案】 (1)N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol1
(2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol1
(3)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol1 (4)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol1
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考点2| 盖斯定律 反应热的测量与计算(加试要求)
[基础知识自查]
1.盖斯定律
(1)内容:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
(2)意义:间接计算某些反应的反应热。
(3)应用
方程式 ΔH1ΔH21aA――→B、A――→B aΔH1AΔH2B ΔH1=-ΔH2 反应热间的关系 ΔH1=aΔH2 ΔH=ΔH1+ΔH2 2.反应热的测量
(1)原理:中和反应的反应热ΔH=-cmΔt/n(H2O)
①c:为体系的比热容,指单位质量的物质温度升高1_℃所需吸收的能量。 ②Δt:反应后与反应前的温度差。 ③n(H2O):生成水的物质的量。 (2)仪器——量热计
3.标准燃烧热和热值
(1)人们通常用标准燃烧热或热值来衡量燃料燃烧放出热量的大小。
(2)标准燃烧热:在101_kPa的压强下,1_mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。 (3)热值:1_g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。 4.反应热的计算
(1)根据热化学方程式计算。 (2)利用盖斯定律计算。
如下图所示:反应物A转化为生成物D,可以有两种途径:①由A直接转化成D,反应热为ΔH;②
由A经过B转化成C,再由C转化成D,每步反应热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系为ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
[核心要点提升]
1.根据方程式、标准燃烧热概念或键能计算反应热 (1)利用热化学方程式进行有关计算。
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应焓变当作“产物”,计算反应的反应热。
(2)依据标准燃烧热数据,利用公式直接计算反应热。 反应热=标准燃烧热×n(可燃物的物质的量) (3)根据图示中能量变化来确定焓变。 ΔH=H(生成物)-H(反应物)
如图Ⅰ:ΔH=H1-H2<0,该反应为放热反应; 图Ⅱ:ΔH=H2-H1>0,该反应为吸热反应。
(4)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热。
如反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。 2.利用盖斯定律计算反应热
利用盖斯定律计算反应热时应注意以下4点:
(1)首先要明确所求反应的始态和终态,各物质化学计量数;判断该反应是吸热还是放热。 (2)不同途径对应的最终结果应一样。
(3)叠加各反应式时,有的反应要逆向写,ΔH>0或ΔH<0也要作相应改变,有的反应式要扩大或减小倍数,ΔH也要相应扩大或减小相同倍数。
(4)不要忽视弱电解质的电离、水解反应吸热,浓硫酸的稀释、氢氧化钠固体的溶解放热,都对反应热有影响。
3.中和反应反应热测量
(1)实验步骤
(2)几个注意问题
①酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液,因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱,它们电离时要吸收一部分热量。
②不可将温度计当搅拌棒使用,也不可用金属条代替玻璃搅拌棒,因金属导热性好,误差大。 ③测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数,测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温度。
④溶液混合要迅速,尽量减少热量的散失。
⑤为保证实验结果的准确性,重复实验2~3次,取其平均值。
⑥计算时一定要注意所求热量是生成1 mol液态H2O时放出的热量。要注意单位的运用和换算,这是经常忽视的地方。
[典型例题讲解]
黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化
学方程式为:
S(s)+2NO3(s)+3C(s)===2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol1
已知:碳的标准燃烧热ΔH1=a kJ·mol1
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