热化学方程式

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  一、放热反应、吸热反应判断
  (一)根据具体化学反应实例判断:
  1.常见的放热反应:所有可燃物的燃烧、所有金属与酸的反应、所有中和反应、绝大多数化合反应、少数分解反应、多数置换反应、某些复分解反应。
  2.常见的吸热反应:极个别的化合反应(CO2和C的反应)、绝大多数的分解反应、少数置换反应[C+H2O(g)、Fe+H2O(g)]、某些复分解反应(铵盐与强碱的反应),盐类的水解。
  (二)根据反应物和生成物的相对稳定性判断:
  由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应,反之为释放能量的反应。
  (三)根据反应条件判断:
  凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应,反之,一般为释放能量的反应。
  (四)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断:
  若反应物的总能量大于生成物的总能量,反应时释放能量,否则吸收能量。
  (五)溶解热:浓硫酸、强碱、强碱的碱性氧化物溶于水时放热,铵盐溶于水吸热。
  二、燃烧热、中和熱、反应热的关系
  (一)弄清燃烧热的含义
  在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热,例如:C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.5KJ/mol,碳的燃烧热是393.5kJ/mol。
  (二)弄清中和热的含义
  中和热是在稀溶液中,强酸强碱中和反应生成1mol水时放出的热量,中和热为57.3kJ/mol,反应热为ΔH=-57.3kJ/mol。
  (三)反应热随反应物的物质的量变化而变化
  一个“可逆的”化学反应,它的正反应和逆反应的晗变大小相等符号相反。
  (四)三者既有联系又有区别
  燃烧热和中和热都是正值,并且都是定值,反应热既有正值又有负值,符号不表示大小而表示吸热或放热,反应热随反应物的物质的量变化而变化。
  三、结合热化学方程式进行定量描述
  (一)等质量的碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳时放出的热量多,ΔH越小;
  (二)等质量的气态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量比固态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量多,ΔH越小;
  (三)等质量的氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量比完全燃烧生成气态水时放出的热量多,ΔH越小;
  (四)都生成气态水或都生成液态水的前提下:同一含氢燃料(N2H4、CH4、C3H8)完全燃烧,燃料的质量越大,放出的热量越多,ΔH越小;
  (五)都生成气态水或都生成液态水的前提下:同一含氢燃料(N2H4、CH4、C3H8)完全燃烧的比不完全燃烧的放出的热量多,ΔH越小。
  例题1:下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
  A.碳酸钙受热分解
  B.乙醇燃烧
  C.铝粉与氧化铁粉末反应
  D.氧化钙溶于水
  解题思路:首先判断四个选项的反应是放热反应还是吸热反应,然后回忆相关理论:放热反应、吸热反应中反应物和生成物能量的大小关系,结合选项做出判断。
  答案:A。
  分析:碳酸钙受热分解是吸热反应,乙醇燃烧、铝粉与氧化铁粉末反应、氧化钙溶于水都是放热反应。在热化学反应里,能量的变化以热量的形式体现,当反应物总能量高于生成物总能量(生成物总能量低于反应物总能量)时,反应物能量的亏损主要是以热量的形式散发,表现为放热反应;当反应物总能量低于生成物总能量(生成物总能量高于反应物总能量)时,生成物能量的增加主要是以热量的形式吸收,表现为吸热反应。本题中生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应,选A。
  例题2: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(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH1
  C(s)+O2(g)=CO(g);ΔH2
  ②S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH3
  S(g)+O2(g)=SO2(g);ΔH4
  ③H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH5
  H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH6
  ④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s);ΔH7
  CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s);ΔH8
  A.① B.④ C.②③④ D.①②③
  答案:C。
  解题思路:
  (1)弄清ΔH的意义:ΔH<0,代表的反应是放热反应,放热越多,ΔH越小;ΔH>0,代表的反应是吸热反应,吸热越多,ΔH越大。
  (2)弄清几个不同:①注意物质的聚集状态不同:水是液态还是气态,硫是固态还是气态;②比较反应物的物质的量多少不同;③分析可燃物完全燃烧还是不完全燃烧的不同;④判断反应是放热还是吸热的不同。
  (3)如果是放热(ΔH<0),Δ→H1=2ΔH2,ΔH1<ΔH2;
  如果是吸热(ΔH>0),ΔH1=2ΔH2,ΔH1>ΔH2。
  分析:
  ①碳的燃烧反应是放热反应,ΔH<0;等质量的碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳时放出的热量多,放热越多,ΔH越小,ΔH1<ΔH2。
  ②等质量的气态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量比固态硫单质完全燃烧生成二氧化硫时放出的热量多,放出的热量越多,ΔH越小,ΔH4<ΔH3。
  ③都生成液态水的前提下,氢气的质量越大,放出的热量越多,ΔH越小,ΔH6<ΔH5。   ④碳酸钙受热分解是吸热反应,ΔH>0;氧化钙溶于水是放热反应,ΔH<0,ΔH8<ΔH7。综上所述:选择②③④。
  典题训练
  1.已知葡萄糖的燃烧热是2804KJ/
  mol,当它氧化生成1g水时放出的热量是( )
  A.26.0kJ
  B.51.9kJ
  C.155.8kJ
  D.467.3kJ
  2.已知在1*105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
  A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);
  ΔH=+242kJ/mol
  B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);
  ΔH=-484kJ/mol
  C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);
  ΔH=+242kJ/mol
  D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);
  ΔH=+484kJ/mol
  3.已知25℃,101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:C(石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-393.51kJ/mol,C(金刚石)+O2(g)=CO2(g);ΔH=-395.41kJ/mol,据此判断下列说法正确的是( )
  A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石低。
  B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石高。
  C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石低。
  D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石高。
  4.(2007年高考广东化学卷)灰锡和白锡是锡的两种同素异形体。
  已知:
  ①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);H1
  ②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);H2
  ③Sn(s、灰) Sn(s、白);△H3=+2.1kJ/mol
  下列说法正确的是( )
  A.△H1>△H2。
  B.锡在常温下以灰锡状态存在。
  C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应。
  D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏。
  5.(2007年高考海南化学卷)已知:
  (1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s);H=-348.3kJ/mol
  (2)2Ag(s)+1/2O2(g)=Ag2O(s);H=-31.0kJ/mol,則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的H等于( )
  A.-317.3kJ/mol B.-379.3kJ/mol
  C.-332.8kJ/mol D.317.3kJ/mol
  训练答案:
  1.A 2.A 3.A 4.D 5.A
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