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知识讲解_热化学方程式和反应热计算(基础)

高考总复习热化学方程式和反应热的计算【考试目标】1.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。

2.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

【考点梳理】要点一、热化学方程式1.定义:表示参加反应物质的量与反应热关系的化学方程式,叫做热化学方程式。

要点诠释:热化学方程式既体现化学反应的物质变化,同时又体现反应的能量变化,还体现了参加反应的反应物的物质的量与反应热关系。

如:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ;ΔH1=-241.8kJ/mol2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g);ΔH2=-483.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ;ΔH3=-285.8kJ/mol2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l);ΔH4=-571.6kJ/mol2.书写热化学方程式的注意事项:(1)需注明反应的温度和压强;因反应的温度和压强不同时,其△H不同。

不注明的指101kPa 和25℃时的数据。

(2) 要注明反应物和生成物的状态(不同状态,物质中贮存的能量不同)。

如:H2 (g)+12O2 (g)==H2O (g) ΔH=-241.8 kJ/molH2 (g)+12O2 (g)==H2O (1) ΔH=-285.8 kJ/mol(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,表示物质的量,它可以是整数也可以是分数。

对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH成比例变化。

如:H2 (g)+Cl2 (g)==2HCl (g) ΔH=-184.6 kJ/mol1 2H2 (g)+12Cl2 (g)==HCl (g) ΔH=-92.3 kJ/mol(4)△H的单位kJ/mol,表示每mol反应所吸放热量,△H和相应的计量数要对应。

(5)比较△H大小时要带着“﹢”、“﹣”进行比较。

(6)表示反应已完成的热量,可逆反应N2(g) +3H2(g) 2NH3 (g);△H=- 92.4kJ/mol,是指当1molN2(g)和3molH2(g)完全反应,生成2 mol NH3(g)时放出的热量92.4kJ;2 mol NH3(g)分解生成1molN2(g)和3molH2(g)时吸收热量92.4kJ,即逆反应的△H=+92.4kJ/mol。

3.热化学方程式与化学方程式的比较:化学方程式热化学方程式相似点都能表明化学反应的物质变化,都遵循质量守恒定律。

要点二、盖斯定律和反应热的计算。

1.盖斯定律的定义不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。

即化学反应的反应热与反应途径无关,只与反应体系的始态和终态有关。

2.反应热的计算(1).根据反应物和生成物的总能量计算△H=生成物的总能量-反应物的总能量(2).根据键能计算ΔH=反应物键能总和―生成物键能总和(3).利用热化学方程式进行相关量的求解先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。

(4).利用盖斯定律求反应热适当加减已知的热化学方程式,得出待求的热化学方程式,反应热也要进行相应的加减运算,从而得出待求热化学方程式的反应热。

【典型例题】类型一:热化学方程式的意义及书写例1、(2014 安徽高考)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体.在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗1mol CuCl(s),放热44.4kJ,该反应的热化学方程式是。

【思路点拨】黑色固体为CuO;反应条件为常温常压可以略去。

【答案】4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)△H=﹣177.6kJ/mol;【解析】该反应每消耗1mol CuCl(s),放热44.4kJ,消耗4mol CuCl(s),则放热44.4kJ×4=177.6kJ,根据热化学方程式的书写方法,可以写出该反应的热化学方程式为:4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)△H=﹣177.6kJ/mol。

【总结升华】书写热化学方程式,要注意各物质的状态、ΔH的正负及单位。

举一反三:【变式1】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A.2C2H2 (g)+5O2 (g)==4CO2 (g)+2H2O (l);ΔH=―2b kJ·mol―1B.C2H2 (g)+52O2 (g)==2CO2 (g)+H2O (l);ΔH=2b kJ·mol―1C.2C2H2 (g)+5O2 (g)==4CO2 (g)+2H2O (l);ΔH=―4b kJ·mol―1D.2C2H2 (g)+5O2 (g)==4CO2 (g)+2H2O (l);ΔH=+b kJ·mol―1【答案】C【变式2】在25℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出48.40 kJ的热量,表示上述反应的热化学方程式正确的是()A.C8H18 (l)+252O2 (g)==8CO2 (g)+9H2O (g);ΔH=―48.40 kJ·mol―1B.C8H18 (l)+252O2 (g)==8CO2 (g)+9H2O (l);ΔH=―5517.60 kJ·mol―1C.C8H18 (l)+252O2 (g)==8CO2 (g)+9H2O (l);ΔH=+5517.60 kJ·mol―1D.2C8H18 (l)+25O2 (g)==16CO2 (g)+18H2O (l);ΔH=―96.80 kJ·mol―1【答案】B【解析】1 g辛烷的物质的量为1114mol,则1 mol C8H18完全燃烧放出的热量为48.40×114=5517.60 kJ,注意燃烧是放热反应,ΔH<0,并注意各物质的聚集状态。

类型二:有关反应热的计算例2、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△H为A. -1780kJ/molB. -1220 kJ/molC.-450 kJ/molD. +430 kJ/mol【答案】B【解析】由题意的1mol S(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ=760 kJ。

而生成1mol SF6(g)时需形成6molS-F键,共放出6×330kJ=1980 kJ,因此该反应共放出的热量为1980 kJ-760 kJ=1220kJ,所以该反应的反应热△H=-1220 kJ/mol,选项B正确。

【总结升华】本题考查反应热的有关计算。

在化学反应中断键需要吸热,而形成新的化学键需要放热。

举一反三:【变式1】在反应H2+Cl2=2HCl中,已知H-H键能为436kJ,Cl-Cl键能为247kJ,H-Cl键能为431kJ,判断该反应是()A. 吸热反应B. 放热反应C. 吸收179kJ热量D.放出179kJ热量【答案】BD【变式2】氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ,形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。

下列关系式中正确的是()A. 2Q1+ Q2 > 4Q3B. 2Q1+ Q2 < 4Q3C. Q1+ Q2 < Q3D. Q1+ Q2 = Q3【答案】B例3、已知1 g氢气在氧气中完全燃烧,生成气态水放出120.9kJ的热量,试计算1000L标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。

【答案】1000L标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为1.08×104 kJ【解析】设氢气燃烧的热化学反应的反应热△H=-Q kJ/ molH2 (g)+12O2 (g)H2O (g)△H =-Q kJ/ mol2 g Q kJ1 g120.9 kJQ =241.8△H =-241.8 kJ/ mol又设1000L标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q1H2 (g)+12O2 (g)H2O (g)△H =-241.8 kJ/ mol22.4 L241.8kJ1000 L Q1Q1 =1.08×104 kJ举一反三:【变式1】.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。

葡萄糖燃烧的热化学方程式为:C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ;ΔH=-2 800 kJ/mol。

葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。

计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。

【答案】1556kJ【解析】根据题意,葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol。

100 g葡萄糖的物质的量为:n(C6H12O6)= m(C6H12O6)/M(C6H12O6) =100g/180g·mol-1=0.556mol。

1mol C6H12O6完全燃烧放出2 800 kJ的热量,0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为:0.5556 mol×2800 kJ/mol=1556kJ。

类型三:盖斯定律的应用例4、已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s);△H1=-701.0kJ·mol-12Hg(l)+O2(g)=2HgO(s);△H2=-181.6kJ·mol-1则反应Zn (s )+ HgO (s )=ZnO (s )+ Hg (l )的△H 为A. +519.4kJ ·mol -1B. +259.7 kJ ·mol -1C. -259.7 kJ ·mol -1D. -519.4kJ ·mol -1【答案】C【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。

即△H =(△H 1-△H 2)/2=-259.7 kJ ·mol -1。

【总结升华】本题考查盖斯定律。

题中两负数相减易出错,此外系数除以2时,焓值也要除2。

举一反三:【变式1】已知下列反应的热化学方程式为 :(1)C(s)+O 2(g)===CO 2(g);ΔH 1=-393.5 kJ/mol(2)CH 3COOH(l)+2O 2(g) →2CO 2(g)+2H 2O(l);ΔH 2=-870.3 kJ/mol(3)H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l);ΔH 3=-285.8 kJ/mol 则2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)===CH 3COOH(l)的反应热(焓变)为( ) A .488.3 kJ/mol B .-488.3 kJ/molC .-244.15kJ/molD .244.15kJ/mol 【答案】B【解析】据盖斯定律知(1)×2+(3)×2-(2)即得2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)===CH 3COOH(l)ΔH =(-393.5 kJ/mol)×2+(-285.8 kJ/mol)×2-(-870.3 kJ/mol)=-488.3 kJ/mol【变式2】(2015 银川一中高三三模)研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。

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