6、已知反應(yīng):
①101kPa時(shí),2C(s)+O2(g)=2CO(g);ΔH=-221kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);ΔH=-57.3kJ/mol
下列結(jié)論正確的是
A.碳的燃燒熱大于110.5kJ/mol B.①的反應(yīng)熱為221kJ/mol
C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為-57.3kJ/mol
D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水,放出57.3kJ熱量
5、氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的熱化學(xué)方程式分別為:
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l);△H= -285.8 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g);△H= -283.0 kJ/mol
C8H18(l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9 H2O(l);△H= -5518 kJ/mol
CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l);△H= -890.3 kJ/mol
相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時(shí),放出熱量最少的是
A.H2(g) B.CO(g) C.C8H18(l) D.CH4(g)
1、熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);△H =+131.3kJ/mol表示( ) A.碳和水反應(yīng)吸收131.3kJ能量 B.1mol碳和1mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量 C.1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w和氫氣,并吸熱131.3kJ D.1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.1kJ 2、已知甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為55.625kJ·g-1。下列熱化學(xué)方程式中不正確的是( ) A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H =-890kJ/mol B.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l);△H =-445kJ/mol C. D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-55.625kJ/mol 3、在烴分子中去掉2個(gè)氫原子形成一個(gè)雙鍵是吸熱反應(yīng),大約需117kJ/mol-125KJ/mol的熱量,但1,3-環(huán)己二烯失去2個(gè)氫原子變成苯是放熱反應(yīng),△H =-23.4kJ/mol,以上事實(shí)表明( ) A.1,3-環(huán)己二烯加氫是吸熱反應(yīng) B.苯加氫生成環(huán)己烷是吸熱反應(yīng) C.1,3-環(huán)己二烯比苯穩(wěn)定 D.苯比1,3-環(huán)己二烯穩(wěn)定 4、X、Y二元素的原子,當(dāng)它們分別獲得兩個(gè)電子形成稀有氣體元素原子層結(jié)構(gòu)時(shí),X放出的熱量大于Y放出的熱量;Z、W兩元素的原子,當(dāng)它們分別失去一個(gè)電子形成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)時(shí),吸收能量W大于Z。則X、Y和Z、W分別形成的化合物中,離子化合物可能性最大的是( ) A.Z2X B.Z2Y C.W2X D.W2Y
2. 據(jù)蓋斯定律計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變
進(jìn)行反應(yīng)的焓變計(jì)算應(yīng)注意的問題
(1) 由于△H與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān),因此熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與△H相對(duì)應(yīng)。如化學(xué)計(jì)量數(shù)成倍減少或增加,則△H也要成倍的減少或成倍的增加。當(dāng)反應(yīng)向逆向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,正負(fù)號(hào)相反。
在使用蓋斯定律時(shí),伴隨著兩個(gè)或多個(gè)方程式的加減處理時(shí),△H的計(jì)算一定要帶上
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[例1](2010江蘇卷,17)
下表列出了3種燃煤煙氣脫硫方法的原理。
(1) 方法Ⅰ中氨水吸收燃煤煙氣中的化學(xué)反應(yīng)為:
能提高燃煤煙氣中去除率的措施有 ▲ (填字母)。
A.增大氨水濃度
B.升高反應(yīng)溫度
C.使燃煤煙氣與氨水充分接觸
D. 通入空氣使轉(zhuǎn)化為
采用方法Ⅰ脫硫,并不需要預(yù)先除去燃煤煙氣中大量的,原因是▲(用離子方程式表示)。
(2) 方法Ⅱ重要發(fā)生了下列反應(yīng):
與反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式為 。
(3) 方法Ⅲ中用惰性電極電解溶液的裝置
如右圖所示。陽極區(qū)放出氣體的成分為 。
(填化學(xué)式)
[答案]
(1)AC
(2)S(g)+O2(g)= S O2(g) H=-574.0kJmol-1
(3) O2 SO2
[解析]本題考察的知識(shí)比較散,涉及到環(huán)境保護(hù),一道題考察了幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)。覆蓋面比較多。但蓋斯定律、熱化學(xué)方程式、離子方程式、點(diǎn)擊方程式都是重點(diǎn)內(nèi)容(1)提高SO2的轉(zhuǎn)化率,可以增大氨水的濃度、與氨水充分接觸;不需要通入CO2的原因是因?yàn)镠CO3+SO2=CO2+HSO3而產(chǎn)生CO2 (2)主要考察蓋斯定律的靈活運(yùn)用。適當(dāng)變形,注意反應(yīng)熱的計(jì)算。不要忽視熱化學(xué)方程式的書寫的注意事項(xiàng)。(3)陰極的電極產(chǎn)生的氣體為O2和SO2.
[例2](2010廣東理綜卷,9)
在298K、100kPa時(shí),已知:2 ⊿
⊿
⊿
則⊿與⊿和⊿間的關(guān)系正確的是
A .⊿=⊿+2⊿ B ⊿=⊿+⊿
C. ⊿=⊿-2⊿ D. ⊿=⊿- ⊿
解析:第三個(gè)方程式可由第二個(gè)方程式乘以2與第一個(gè)方程式相加,有蓋斯定律可知
答案:A
[例3](2010天津卷,10)二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對(duì)臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。
請(qǐng)回答下列問題:
⑴ 煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:___________________________。
⑵ 煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:________________________________________。
⑶ 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1
總反應(yīng):3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ___________;
一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是__________(填字母代號(hào))。
a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度
d.增加CO的濃度 e.分離出二甲醚
⑷ 已知反應(yīng)②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400 。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH ,反應(yīng)到某時(shí)刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
濃度/(mol·L-1) |
0.44 |
0.6 |
0.6 |
① 比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大。v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CH3OH后,經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)c(CH3OH) = _________;該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) = __________。
解析:(1)煤生成水煤氣的反應(yīng)為C+H2OCO+H2。
(2)既然生成兩種酸式鹽,應(yīng)是NaHCO3和NaHS,故方程式為:
Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS。
(3)觀察目標(biāo)方程式,應(yīng)是①×2+②+③,故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ· mol -1。
正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡左移,CO轉(zhuǎn)化率減;加入催化劑,平衡不移動(dòng),轉(zhuǎn)化率不變;減少CO2的濃度、分離出二甲醚,平衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大;增大CO濃度,平衡右移,但CO轉(zhuǎn)化率降低;故選c、e。
(4)此時(shí)的濃度商Q==1.86<400,反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),向正反應(yīng)方向移動(dòng),故正>逆;設(shè)平衡時(shí)生成物的濃度為0.6+x,則甲醇的濃度為(0.44-2x)有:400=,解得x=0.2 mol·L-1,故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1。
由表可知,甲醇的起始濃度度為(0.44+1.2) mol·L-1=1.64 mol·L-1,其平衡濃度為0.04 mol·L-1,
10min變化的濃度為1.6 mol·L-1,故(CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1。
答案:(1) C+H2OCO+H2。
(2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS
(3) -246.4kJ· mol -1 c、e
(4) ①> ②0.04 mol·L-1 0.16 mol·L-1·min-1
命題立意:本題是化學(xué)反應(yīng)原理的綜合性試題,考查了化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)原理,和利用濃度商和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷平衡移動(dòng)的方向、平衡常數(shù)和速率的計(jì)算等。
反應(yīng)熱單元測試
1. 蓋斯定律:對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)焓(熱量)變是一樣的。
2.書寫熱化學(xué)方程式時(shí)明確以下問題:
(1)反應(yīng)放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強(qiáng)有關(guān),需要注明,未特別注明的指101kPa和25℃時(shí)的數(shù)據(jù)。
(2)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)吸收和放出的熱量不同,因此要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)。
(3)熱化學(xué)方程式中的熱量數(shù)據(jù),是與各化學(xué)計(jì)量數(shù)為物質(zhì)的量時(shí)相對(duì)應(yīng)的,不是幾個(gè)分子反應(yīng)的熱效應(yīng)。因此式中化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)。一般出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)是以某一反應(yīng)物或生成物為“1mol”時(shí)其它物質(zhì)才出現(xiàn)的。
(4)無論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為多少,△H的單位總是KJ/mol,但△H的數(shù)值與反應(yīng)式中的系數(shù)有關(guān)。
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[例1](2010浙江卷,12)下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中,正確的是:
A.甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
B. 500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:
△H=-38.6kJ·mol-1
C. 氯化鎂溶液與氨水反應(yīng):
D. 氧化鋁溶于NaOH溶液:
試題解析:
本題考查熱化學(xué)方程式與離子方程式的書寫。A、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的定義,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)方出的熱量(標(biāo)準(zhǔn)指298K,1atm)。水液態(tài)穩(wěn)定,方程式系數(shù)就是物質(zhì)的量,故A錯(cuò)。B、根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義,與對(duì)應(yīng)的熱量是1mol氮?dú)馔耆磻?yīng)時(shí)的熱量,但次反應(yīng)為可逆反應(yīng)故,投入0.5mol的氮?dú),最終參加反應(yīng)的氮?dú)庖欢ㄐ∮?.5mol。所以△H的值大于38.6。B錯(cuò)。D、氫氧化鋁沉淀沒有沉淀符號(hào)。
本題答案:C
教與學(xué)提示:
化學(xué)用語的教學(xué)是化學(xué)學(xué)科技術(shù)規(guī)范,強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確性,強(qiáng)調(diào)正確理解與應(yīng)用。特別重視熱化學(xué)方程式的系數(shù)與反應(yīng)熱的對(duì)應(yīng)關(guān)系。重視離子方程式的拆與不拆的問題。熱化學(xué)方程式的書寫問題由:聚集狀態(tài)、系數(shù)、系數(shù)與反應(yīng)熱數(shù)值對(duì)應(yīng)、反應(yīng)熱單位、可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱等內(nèi)容構(gòu)成。離子方程式的書寫問題由:強(qiáng)弱電解質(zhì)、最簡整數(shù)比、定組成規(guī)律、離子方程式正誤判斷、守恒、定量離子方程式等內(nèi)容組成。
[例2](2010安徽卷,25)
X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四種常見元素,其相關(guān)信息如下表:
元素 |
相關(guān)信息 |
X |
X的基態(tài)原子核外3個(gè)能級(jí)上有電子,且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等 |
Y |
常溫常壓下,Y單質(zhì)是淡黃色固體,常在火山口附近沉積 |
Z |
Z和Y同周期,Z的電負(fù)性大于Y |
W |
W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為63,中子數(shù)為34 |
(1)Y位于元素周期表第 周期表 族,Y和Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性較強(qiáng)的是 (寫化學(xué)式)。
(2)XY2是一種常用的溶劑,XY2的分子中存在 個(gè)σ鍵。在H―Y、H―Z兩種共價(jià)鍵中,鍵的極性較強(qiáng)的是 ,鍵長較長的是 。
(3)W的基態(tài)原子核外電子排布式是 。W2Y在空氣中煅燒生成W2O的化學(xué)方程式是 。
(4)處理含XO、YO2煙道氣污染的一種方法,是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Y。
已知:
XO(g)+O2(g)=XO2(g) H=-283.0 kJ·mol-2
Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=-296.0 kJ·mol-1
此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
答案:(1)3 VIA HClO4
(2)2 H-Z H-Y
(3)[Ar]3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2
(4)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) △H=-270kJ/mol
解析:由表中可知,X為C Y為 S Z為 Cl W為Cu
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第3課時(shí) 反應(yīng)焓變的計(jì)算
1. 熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別有三點(diǎn)不同
(1)熱化學(xué)方程式必須標(biāo)有熱量變化。
(2)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)熱除跟物質(zhì)的量有關(guān)外,還與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)。
(3)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)只表示各物質(zhì)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量,因此,有時(shí)可用分?jǐn)?shù)表示,但要注意反應(yīng)熱也發(fā)生相應(yīng)變化。
5.燃燒熱與中和熱
1)燃燒熱
(1)概念:在101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ/mol表示。
注意:完全燃燒,是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的物質(zhì):C→C02,H→H20,S→S02等。
(2)表示的意義:例如C的燃燒熱為393.5kJ/mol,表示在101kPa時(shí),1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。
2)中和熱
(1)概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成 1 molH20,這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。
(2)中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1); △H=-57.3kJ/mol。
3)使用化石燃料的利弊及新能源的開發(fā)
(1)重要的化石燃料:煤、石油、天然氣
(2)煤作燃料的利弊問題
①煤是重要的化工原料,把煤作燃料簡單燒掉太可惜,應(yīng)該綜合利用。
②煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生S02等有毒氣體和煙塵,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
③煤作為固體燃料,燃燒反應(yīng)速率小,熱利用效率低,且運(yùn)輸不方便。
④可以通過清潔煤技術(shù),如煤的液化和氣化,以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等,大大減少燃煤對(duì)環(huán)境造成的污染,提高煤燃燒的熱利用率。
(3)新能源的開發(fā)
①調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率,節(jié)約油氣資源,加強(qiáng)科技投入,加快開發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。
②最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富,且有些可以再生,為再生性能源,對(duì)環(huán)境沒有污染或污染少。
●理解中和熱時(shí)注意:
①稀溶液是指溶于大量水的離子。②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。③中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成 H20,若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。
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[例1](2010山東卷,10)下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是
A 生成物能量一定低于反應(yīng)物總能量
B 放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率
C 英語蓋斯定律,可計(jì)算某些難以直接側(cè)臉房的反應(yīng)焓變
D 同溫同壓下,在光照和點(diǎn)燃條件的不同
解析:生成物的總能量低于反應(yīng)總能量的反應(yīng),是放熱反應(yīng),若是吸熱反應(yīng)則相反,故A錯(cuò);反映速率與反應(yīng)是吸熱還是放熱沒有必然的聯(lián)系,故B錯(cuò);C是蓋斯定律的重要應(yīng)用,正確;根據(jù)=生成物的焓-反應(yīng)物的焓可知,焓變與反應(yīng)條件無關(guān),故D錯(cuò)。
答案:C
[例2](2010廣東理綜卷,31)
硼酸(H3BO3)在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
(1)請(qǐng)完成B2H6氣體與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +________。
(2)在其他條件相同時(shí),反應(yīng)H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中,H3BO 3的轉(zhuǎn)化率()在不同溫度下隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化見圖12,由此圖可得出:
①溫度對(duì)應(yīng)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響是____ ___
②該反應(yīng)的_____0(填“<”、“=”或“>”).
(3)H3BO 3溶液中存在如下反應(yīng):
H3BO 3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]-( aq)+H+(aq)已知0.70 mol·L-1 H3BO 3溶液中,上述反應(yīng)于298K達(dá)到平衡時(shí),c平衡(H+)=2. 0 × 10-5mol·L-1,c平衡(H3BO 3)≈c起始(H3BO 3),水的電離可忽略不計(jì),求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(H2O的平衡濃度不列入K的表達(dá)式中,計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:(1)根據(jù)元素守恒,產(chǎn)物只能是H2, 故方程式為B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2。
(2)由圖像可知,溫度升高,H3BO 3的轉(zhuǎn)化率增大,故升高溫度是平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),△H>O。
(3) K===
答案:
(1) B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +6H2
(2) ①升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng) ②△H>O
(3) 或1.43
[例3](2010重慶卷,12)已知 蒸發(fā)1mol Br2(l)需要吸收的能量為30kJ,其它相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
則表中a為
A.404 B.260 C.230 D.200
答案D
[解析]本題考查蓋斯定律的計(jì)算。由已知得:Br2(l)=Br2(g) DH=+30KJ/mol,則H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g);DH= -102KJ/mol。436+a-2×369=-102;a=―200KJ,D項(xiàng)正確。
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第2課時(shí) 熱化學(xué)方程式
4.燃料充分燃燒的兩個(gè)條件
(1)要有足夠的空氣
(2)燃料與空氣要有足夠大的接觸面。
3.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化示意圖對(duì)于該“示意圖”可理解為下列形式:
由能量守恒可得:
反應(yīng)物的總能量:生成物的總能量+熱量(放熱反應(yīng))
反應(yīng)物的總能量:生成物的總能量-熱量(吸熱反應(yīng))
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