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第03講1.3反應(yīng)熱的計(jì)算(含答案)-2024年高中化學(xué)同步精品講義(選擇性必修一)第1課第3課時(shí)反應(yīng)熱的計(jì)算課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用。2.認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。3.能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。.1.能從宏觀與微觀相結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)和理解蓋斯定律,并能利用蓋斯定律解決簡單問題。2.通過分析、推理等方法總結(jié)反應(yīng)熱與始態(tài)和終態(tài)的關(guān)系建立認(rèn)知模型,并運(yùn)用模型解決反應(yīng)熱的計(jì)算問題。自主梳理1.1836年,化學(xué)家蓋斯從大量實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出一條規(guī)律;一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不管是一步完成的還是分幾步完成的,其反應(yīng)熱是(填“相同”或“不同”)的,該規(guī)律叫做蓋斯定律。
2.反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān),與無關(guān)。反應(yīng)熱總值一定,如下圖表示從始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則△H=。
3.能量守恒:能量既不會(huì),也不會(huì),只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。
4.蓋斯定律的應(yīng)用
(1)反應(yīng)熱的絕對(duì)值與各物質(zhì)的成正比。
(2)將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱△H亦。
5.△H的比較;對(duì)放熱反應(yīng),放熱越多,△H;對(duì)吸熱反應(yīng),吸熱越多,△H。
6.計(jì)算反應(yīng)熱的主要方法
(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算:反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成比。
(2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算:△H=。
(3)依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過程中的能量變化計(jì)算:△H=。(4)根據(jù)蓋斯定律的計(jì)算:應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算時(shí),關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過程。
預(yù)習(xí)檢測(cè)1.下列說法均與蓋斯定律有關(guān),正確的個(gè)數(shù)為①化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)②蓋斯定律的重要意義在于可將某些不易直接測(cè)定的反應(yīng)熱計(jì)算出來③蓋斯定律是能量守恒定律的具體體現(xiàn)④能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的A.1 B.2 C.3 D.42.已知下列熱化學(xué)方程式:;;則值為A. B. C. D.3.研究表明和在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成。已知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
則的等于A. B.C. D.4.25℃、101kPa下,1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
△H=-285.8kJ/molB.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
△H=+571.6kJ/molC.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
△H=-571.6kJ/molD.H2(g)+O2(g)=H2O(1)
△H=-285.8kJ/mol5.已知某金屬氧化物催化丙烷脫氫過程中,部分反應(yīng)進(jìn)程如圖,則過程中的焓變?yōu)開__________kJ/mol。A. B. C. D.6.下列各組熱化學(xué)方程式中,ΔH的比較正確的是①C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1;C(s)+O2(g)=CO(g)
ΔH2②S(s)+O2(g)=SO2(g)
ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g)
ΔH4③H2(g)+O2(g)=H2O(l)
ΔH5:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
ΔH6④CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)
ΔH7;CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)
ΔH8A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一蓋斯定律【情境材料】發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)為燃料和二氧化氮(NO2)為氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7kJ·mol-1①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-1②eq\f(1,2)H2(g)+eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH=-269kJ·mol-1③H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1④【問題探究】1.你能否依據(jù)蓋斯定律寫出肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?2.有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大,試寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。要點(diǎn)歸納應(yīng)用蓋斯定律的常用方法1.虛擬路徑法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個(gè)途徑:(1)由A直接變成D,反應(yīng)熱為ΔH;(2)由A經(jīng)過B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,如圖所示:則有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(3)實(shí)例:已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式Ⅰ.P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ·mol-1Ⅱ.P(s,紅磷)+eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1寫出白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式??商摂M如下路徑:根據(jù)蓋斯定律可得,ΔH=ΔH1+(-ΔH2)×4=-2983.2kJ·mol-1+738.5kJ·mol-1×4=-29.2kJ·mol-1故白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)ΔH=-29.2kJ·mol-12.加和法上例中用加和法,根據(jù)蓋斯定律,由Ⅰ-4×Ⅱ可得ΔH=ΔH1-4ΔH2=-2983.2kJ·mol-1-4×(-738.5kJ·mol-1)=-29.2kJ·mol-1,即白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)ΔH=-29.2kJ·mol-1(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí),反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí),同種物質(zhì)之間可相加減,反應(yīng)熱也隨之相加減(帶符號(hào))。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí),ΔH的“+”“-”號(hào)必須隨之改變,但數(shù)值不變。典例精講【例1】下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B.蓋斯定律遵守能量守恒定律C.利用蓋斯定律可間接計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱D.利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱【例2】已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)
△H1H2(g)+O2(g)=H2O(l)
△H22As(s)+O2(g)=As2O5(s)
△H3則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)2的△H為A.2△H1-△H2-3△H3 B.△H3+3△H2-2△H1C.2△H1-3△H2-△H3 D.△H3+3△H2-△H1【例3】氫氣和氧氣反應(yīng)生成水的能量關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是A. B.C. D.?環(huán)節(jié)二反應(yīng)熱的比較與計(jì)算【情境材料】已知下列信息:①Na(s)+eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH=-411kJ·mol-1②乙醇的燃燒熱ΔH=-1366.8kJ·mol-1③已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-870.3kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1【問題探究】1.根據(jù)信息①,求生成2molNaCl的反應(yīng)熱。2.根據(jù)信息②,求1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量?3.根據(jù)信息③,計(jì)算反應(yīng)2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱。要點(diǎn)歸納1.比較類型與方法(1)同一反應(yīng),生成物的狀態(tài)不同如A(g)+B(g)=C(g)ΔH1<0A(g)+B(g)=C(l)ΔH2<0因?yàn)镃(g)=C(l)ΔH3<0,而ΔH3=ΔH2-ΔH1,則ΔH1>ΔH2。(2)同一反應(yīng),反應(yīng)物的狀態(tài)不同如S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-akJ·mol-1S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1(3)同素異形體的不同單質(zhì)發(fā)生相似反應(yīng),產(chǎn)物相同時(shí)如C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-akJ·mol-1C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1(4)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1<0C(s)+eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2<0C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH1))CO2(g)C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH2))CO(g)eq\o(→,\s\up7(ΔH3))CO2(g)ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。并據(jù)此可以寫出熱化學(xué)方程式:CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3=ΔH1-ΔH2。2.大小比較原則(1)比較ΔH的大小時(shí),必須把反應(yīng)熱的“+”“-”與反應(yīng)熱的數(shù)值看作一個(gè)整體進(jìn)行比較;比較反應(yīng)放出或吸收的熱量時(shí)只比較數(shù)值的大??;比較“標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱”“中和熱”時(shí),只需比較數(shù)值的大小。(2)反應(yīng)物的狀態(tài)、化學(xué)計(jì)量數(shù)不同,則ΔH不同。(3)ΔH是帶符號(hào)進(jìn)行比較的,所有吸熱反應(yīng)的ΔH均比放熱反應(yīng)的ΔH大;放熱反應(yīng)的ΔH<0,放熱越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。(4)同一物質(zhì),狀態(tài)不同,反應(yīng)熱亦不同。。(5)對(duì)于可逆反應(yīng),因反應(yīng)不能進(jìn)行到底,實(shí)際反應(yīng)過程中放出或吸收的能量要小于熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的數(shù)值。3.反應(yīng)熱計(jì)算的方法計(jì)算依據(jù)計(jì)算方法根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以左右移項(xiàng),同時(shí)改變正、負(fù)號(hào),各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)及ΔH的數(shù)值可以同時(shí)乘以相同的數(shù)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式(包括ΔH)相加或相減(必要的時(shí)候,在熱化學(xué)方程式相加或相減之前需要乘以或除以一個(gè)數(shù)),從而得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱根據(jù)中和熱中和反應(yīng)放出的熱量=n(H2O)×|ΔH|根據(jù)化學(xué)鍵的變化ΔH=反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量-生成物的化學(xué)鍵形成時(shí)所放出的總能量根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)根據(jù)圖像ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-ckJ·mol-1ΔH=(a-b)kJ·mol-1=+ckJ·mol-1利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的步驟:(1)確定待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)找出待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式中的位置(是同側(cè)還是異側(cè))。(3)利用同側(cè)相加、異側(cè)相減進(jìn)行處理。(4)根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)通過乘除來調(diào)整已知反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù),并消去中間產(chǎn)物。(5)加減確定待求熱化學(xué)方程式。典例精講【例4】下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是A.1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣,放出642kJ的熱量:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH=+642kJ·mol-1B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí),放出110.5kJ的熱量:2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)
ΔH=-110.5kJ·mol-1C.已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l)
ΔH=-286kJ·mol-1,則:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
ΔH=+572kJ·mol-1D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)放出46.2kJ的熱量【例5】已知:①②③④⑤下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是A.△H1>0 B.△H5>0C.△H4<△H3 D.△H1=△H2+△H31.(2022秋·高二課時(shí)練習(xí))下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是A.能量變化的同時(shí)一定發(fā)生了化學(xué)變化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.應(yīng)用蓋斯定律,可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件的ΔH不同2.(2023春·河南安陽·高二安陽一中??奸_學(xué)考試)常溫下,某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):編號(hào)實(shí)驗(yàn)熱效應(yīng)①將1mol的溶于水,溶液溫度升高②將1mol的無水溶于水,溶液溫度升高③將1mol的加熱后得到無水和液態(tài)水由此可知,下列關(guān)系式錯(cuò)誤的是A. B.C. D.3.(2023秋·湖北十堰·高二統(tǒng)考期末)合成氨原料中的H2可用甲烷在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱(△H)分別為-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol、-890.3kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式正確的是A.B.C.D.4.(2022·浙江·高二期中)根據(jù)圖中的各物質(zhì)間的能量循環(huán)圖,下列說法正確的是:A.?H5+?H6+?H7+?H8<?H2B.?H5<0,?H6<0,?H7>0C.I(g)?H6的小于Cl(g)的?H6D.?H1=?H2+?H3+?H4+?H5+?H6+?H7+?H85.(2023秋·甘肅武威·高二天祝藏族自治縣第一中學(xué)??计谀┕I(yè)上常利用和合成尿素,該可逆反應(yīng)分兩步進(jìn)行,整個(gè)過程中的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.為合成尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物B.利用和合成尿素是放熱反應(yīng)C.反應(yīng)II在熱力學(xué)上進(jìn)行趨勢(shì)很大D.的焓變6.(2022秋·遼寧營口·高二營口開發(fā)區(qū)第一高級(jí)中學(xué)??茧A段練習(xí))如圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖,下列說法正確的是A.熱穩(wěn)定性:MgCl2<MgF2B.Mg(s)+X2(g)=MgX2(s)ΔH>0C.將MgCl2溶液蒸干可得到無水MgCl2D.該溫度下MgI2(s)+Br2(g)=MgBr(s)+I2(g)ΔH=+160kJ?mol-17.(2023秋·黑龍江綏化·高二校考期末)在一定條件下,和發(fā)生反應(yīng):
,已知:a、b、c均大于零,下列說法不正確的是A.反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能B.圖乙中C.?dāng)嚅_4molH-O鍵所需能量約為D.焓變的絕對(duì)值存在關(guān)系:8.(2022秋·廣西南寧·高二??茧A段練習(xí))關(guān)于反應(yīng):①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2600kJ/mol;②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH=-566kJ/mol;③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH=+216kJ/mol。下列敘述正確的是A.CO的燃燒熱為ΔH=+283kJ/molB.在③進(jìn)行時(shí),若加入催化劑,可以使ΔH減小C.若有3.2gCH4與足量水蒸氣按③反應(yīng),則放出的熱量是43.2kJD.若生成相同質(zhì)量的CO2,C2H2放出的熱量大于CO9.(2023秋·河南平頂山·高二統(tǒng)考期末)已知幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示:化學(xué)鍵鍵能a436463750根據(jù)熱化學(xué)方程式:
,計(jì)算表中的a為A.484.5 B.969 C.872 D.193810.(2022秋·廣東廣州·高二華南師大附中??计谥校┫铝杏嘘P(guān)化學(xué)能和熱能的敘述中,正確的是A.伴有熱量放出的變化過程都是放熱反應(yīng)B.化學(xué)反應(yīng)中能量的變化與反應(yīng)物的狀態(tài)無關(guān)C.燃燒熱的數(shù)值與實(shí)際參加反應(yīng)的可燃物的質(zhì)量無關(guān)D.反應(yīng)熱△H的單位中“”指的是每摩爾的反應(yīng)物11.(2023秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期末)乙苯催化脫氫制備苯乙烯是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法,反應(yīng):→+H2(g)。下列有關(guān)說法正確的是A.使用催化劑可降低該反應(yīng)的B.的總能量大于與的總能量C.1g完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為需吸收約1.1kJ的能量D.反應(yīng)→(g)+H2(g)12.(2023秋·全國·高二專題練習(xí))已知:(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g)
ΔH=akJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)
ΔH=bkJ/mol(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l)
ΔH=ckJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)
ΔH=dkJ/mol下列關(guān)系式中正確的是A.a(chǎn)<c<0 B.b>d>0 C.2a=b>0 D.2c=d<013.(2021秋·山東濟(jì)寧·高二統(tǒng)考期中)按要求回答下列問題(1)已知在常溫常壓下:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ·mol-1②H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。(2)已知:CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H1=-192.9kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)△H2=-120.9kJ·mol-1甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)的焓變△H3_______。(3)苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料。工業(yè)中用乙苯(C6H5-CH2CH3)為原料,采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反應(yīng)方程式為:C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)△H1已知:3C2H2(g)C6H6(g)△H2;C6H6(g)+C2H4(g)C6H5-CH2CH3(g)△H3則反應(yīng)3C2H2(g)+C2H4(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_______。(4)氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一,工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法:①用焦炭跟水反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)②用天然氣跟水蒸氣反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖所示,則方法②中反應(yīng)的△H=_______。(5)利用碳還原NO,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H,可防止氮氧化物對(duì)大氣的污染。已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ·mol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180.5kJ·mol-1計(jì)算:△H=_______kJ·mol-1。14.(2021秋·福建泉州·高二晉江市第一中學(xué)校考期中)化學(xué)反應(yīng)過程伴隨有熱量的變化。(1)一定條件下,由穩(wěn)定單質(zhì)反應(yīng)生成1mol化合物的反應(yīng)熱叫該化合物的生成熱(ΔH)。下圖為VIA族元素(O、S、Se、Te)氫化物a、b、c、d的生成熱數(shù)據(jù)示意圖。已知非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),其氫化物的生成熱ΔH越小。硫化氫發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______。(2)利用CH4可制備乙烯及合成氣(CO、H2)。有關(guān)化學(xué)鍵鍵能(E)的數(shù)據(jù)如下表:化學(xué)鍵H-HC=CC-CC-HE(kJ/mol)436a348413①已知2CH4(g)=CH2=CH2(g)+2H2(g)ΔH=+167kJ/mol,則a=_______。②制備合成氣反應(yīng)歷程分兩步(步驟I、步驟II),反應(yīng)中C(ads)為吸附性活性炭,反應(yīng)歷程的能量變化如圖:步驟I反應(yīng)的焓變?chǔ)1為_______kJ/mol(選用E1~E5的關(guān)系式表示)③反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的焓變?yōu)棣2,與步驟I焓變?chǔ)1相比,ΔH1_______ΔH2(填“>”或“<”)(3)在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)ΔH1反應(yīng)II:NH2COONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2=+72.49kJ·mol-1總反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH3=-86.98kJ·mol-1則反應(yīng)I的ΔH1=_______kJ·mol-1。第1課第3課時(shí)反應(yīng)熱的計(jì)算課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用。2.認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。3.能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。.1.能從宏觀與微觀相結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)和理解蓋斯定律,并能利用蓋斯定律解決簡單問題。2.通過分析、推理等方法總結(jié)反應(yīng)熱與始態(tài)和終態(tài)的關(guān)系建立認(rèn)知模型,并運(yùn)用模型解決反應(yīng)熱的計(jì)算問題。自主梳理1.1836年,化學(xué)家蓋斯從大量實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出一條規(guī)律;一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不管是一步完成的還是分幾步完成的,其反應(yīng)熱是(填“相同”或“不同”)的,該規(guī)律叫做蓋斯定律。
2.反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān),與無關(guān)。反應(yīng)熱總值一定,如下圖表示從始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則△H=。
3.能量守恒:能量既不會(huì),也不會(huì),只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。
4.蓋斯定律的應(yīng)用
(1)反應(yīng)熱的絕對(duì)值與各物質(zhì)的成正比。
(2)將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱△H亦。
5.△H的比較;對(duì)放熱反應(yīng),放熱越多,△H;對(duì)吸熱反應(yīng),吸熱越多,△H。
6.計(jì)算反應(yīng)熱的主要方法
(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算:反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成比。
(2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算:△H=。
(3)依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過程中的能量變化計(jì)算:△H=。
(4)根據(jù)蓋斯定律的計(jì)算:應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算時(shí),關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過程。
【答案】1.相同
2.反應(yīng)途徑△H1十△H2=△H3十△H4十△H5。
3.增加減少
4.(1)物質(zhì)的量(2)相加或相減相加或相減
5.越小越大
6.(1)正(2)E生成物-E反應(yīng)物(3)反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量—生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量預(yù)習(xí)檢測(cè)1.下列說法均與蓋斯定律有關(guān),正確的個(gè)數(shù)為①化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)②蓋斯定律的重要意義在于可將某些不易直接測(cè)定的反應(yīng)熱計(jì)算出來③蓋斯定律是能量守恒定律的具體體現(xiàn)④能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的A.1 B.2 C.3 D.4【答案】D【解析】①一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成的,還是多步完成,其熱效應(yīng)總是相同的,反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),故①正確;②利用蓋斯定律定律可以從已經(jīng)精確測(cè)定的反應(yīng)熱效應(yīng)來計(jì)算難于測(cè)量或不能測(cè)量的反應(yīng)的熱效應(yīng),故②正確;③反應(yīng)物和生成物能量一定,變化過程中的能量變化是依據(jù)能量守恒的體現(xiàn),蓋斯定律是能量守恒定律的具體體現(xiàn),故③正確;④物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的焓變=生成物總焓-反應(yīng)物總焓計(jì)算反應(yīng)吸熱和放熱,故④正確;選D。2.已知下列熱化學(xué)方程式:;;則值為A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)蓋斯定律:①Hg(l)+O2(g)=HgO(s)
△H1;②Zn(s)+O2(g)=ZnO(s)
△H2;②-①得Zn(s)+HgO(s)=Hg(l)+ZnO(s)
△H=△H2-△H1,故選A。3.研究表明和在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成。已知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
則的等于A. B.C. D.【答案】C【解析】將三個(gè)反應(yīng)式分別標(biāo)號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律,目標(biāo)反應(yīng)=反應(yīng)②×3-反應(yīng)①-反應(yīng)③得到,故ΔH=(3b-a-c)kJ/mol,故答案選C。4.25℃、101kPa下,1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
△H=-285.8kJ/molB.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
△H=+571.6kJ/molC.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
△H=-571.6kJ/molD.H2(g)+O2(g)=H2O(1)
△H=-285.8kJ/mol【答案】D【解析】放出熱量說明反應(yīng)熱△H<0,2g氫氣燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,說明消耗1molH2,放出285.8kJ/mol;A.2molH2生成2mol液體水,放出的熱量為,A錯(cuò)誤;B.2molH2生成2mol液體水,為放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;C.2molH2生成2mol氣態(tài)水,放出的熱量大于571.6kJ/mol,C錯(cuò)誤;D.1molH2生成1mol氣態(tài)水,放出的熱量285.8kJ/mol,D正確;故選項(xiàng)D正確。5.已知某金屬氧化物催化丙烷脫氫過程中,部分反應(yīng)進(jìn)程如圖,則過程中的焓變?yōu)開__________kJ/mol。A. B. C. D.【答案】D【解析】第一步反應(yīng)的焓變?yōu)镋1-E2;第二步反應(yīng)的焓變?yōu)棣;第三步反應(yīng)焓變?yōu)镋3-E4,所以該反應(yīng)的焓變?yōu)镋1?E2+ΔH+E3?E4;故選D。6.下列各組熱化學(xué)方程式中,ΔH的比較正確的是①C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1;C(s)+O2(g)=CO(g)
ΔH2②S(s)+O2(g)=SO2(g)
ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g)
ΔH4③H2(g)+O2(g)=H2O(l)
ΔH5:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
ΔH6④CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)
ΔH7;CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)
ΔH8A.ΔH1<ΔH2 B.ΔH3<ΔH4C.ΔH5<ΔH6 D.ΔH7>ΔH8【答案】A【解析】A.①等質(zhì)量的C完全燃燒即發(fā)生反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)放出的熱量比不完全燃燒即發(fā)生反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO(g)放出的熱量更多,故有0>ΔH2>ΔH1,A正確;B.②等質(zhì)量的S固體時(shí)具有的總能量比氣態(tài)時(shí)小,故等質(zhì)量的硫發(fā)生反應(yīng)S(s)+O2(g)=SO2(g)放出的熱量小于硫發(fā)生S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的熱量,故0>ΔH3>ΔH4,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)反應(yīng)熱與方程式的計(jì)量系數(shù)呈正比,故③H2(g)+O2(g)=H2O(l),2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),2ΔH5=ΔH6<0,則有ΔH5>ΔH6,C錯(cuò)誤;D.④CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)是放熱反應(yīng),即ΔH7<0,而CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s)為吸熱反應(yīng),即ΔH8>0,則有ΔH7<ΔH8,D錯(cuò)誤;故答案為:A。探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一蓋斯定律【情境材料】發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)為燃料和二氧化氮(NO2)為氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7kJ·mol-1①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-1②eq\f(1,2)H2(g)+eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH=-269kJ·mol-1③H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1④【問題探究】1.你能否依據(jù)蓋斯定律寫出肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?2.有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大,試寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式?!敬鸢浮?.結(jié)合蓋斯定律:②×2-①可得反應(yīng)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),其反應(yīng)熱ΔH=(-543kJ·mol-1)×2-(+67.7kJ·mol-1)=-1153.7kJ·mol-1,即2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1153.7kJ·mol-1。2.結(jié)合蓋斯定律知:②+③×4-④×2得反應(yīng)N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g),其反應(yīng)熱ΔH=(-543kJ·mol-1)+(-269kJ·mol-1)×4-(-242kJ·mol-1)×2=-1135kJ·mol-1,即N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)ΔH=-1135kJ·mol-1。要點(diǎn)歸納應(yīng)用蓋斯定律的常用方法1.虛擬路徑法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳,可以有兩個(gè)途徑:(1)由A直接變成D,反應(yīng)熱為ΔH;(2)由A經(jīng)過B變成C,再由C變成D,每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,如圖所示:則有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(3)實(shí)例:已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式Ⅰ.P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH1=-2983.2kJ·mol-1Ⅱ.P(s,紅磷)+eq\f(5,4)O2(g)=eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2=-738.5kJ·mol-1寫出白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式。可虛擬如下路徑:根據(jù)蓋斯定律可得,ΔH=ΔH1+(-ΔH2)×4=-2983.2kJ·mol-1+738.5kJ·mol-1×4=-29.2kJ·mol-1故白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)ΔH=-29.2kJ·mol-12.加和法上例中用加和法,根據(jù)蓋斯定律,由Ⅰ-4×Ⅱ可得ΔH=ΔH1-4ΔH2=-2983.2kJ·mol-1-4×(-738.5kJ·mol-1)=-29.2kJ·mol-1,即白磷轉(zhuǎn)化成紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)ΔH=-29.2kJ·mol-1(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí),反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí),同種物質(zhì)之間可相加減,反應(yīng)熱也隨之相加減(帶符號(hào))。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí),ΔH的“+”“-”號(hào)必須隨之改變,但數(shù)值不變。典例精講【例1】下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B.蓋斯定律遵守能量守恒定律C.利用蓋斯定律可間接計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱D.利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱【答案】A【解析】A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.蓋斯定律也遵守能量守恒定律,故B項(xiàng)正確;C.利用蓋斯定律可間接計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)難以測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱,故C項(xiàng)正確;D.利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱,故D項(xiàng)正確。故答案選A?!纠?】已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)
△H1H2(g)+O2(g)=H2O(l)
△H22As(s)+O2(g)=As2O5(s)
△H3則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)2的△H為A.2△H1-△H2-3△H3 B.△H3+3△H2-2△H1C.2△H1-3△H2-△H3 D.△H3+3△H2-△H1【答案】C【解析】依據(jù)蓋斯定律:①×2-②×3-③可得目標(biāo)方程式,故△H=2△H1
-3△H2
-△H3,故答案選C。【例3】氫氣和氧氣反應(yīng)生成水的能量關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是A. B.C. D.【答案】C【解析】A.化學(xué)鍵的斷裂吸收能量,,A錯(cuò)誤;B.氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)放出能量,,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)蓋斯定律可知,因?yàn)?,所以,C正確;D.根據(jù)蓋斯定律可知,,D錯(cuò)誤;故選C。?環(huán)節(jié)二反應(yīng)熱的比較與計(jì)算【情境材料】已知下列信息:①Na(s)+eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH=-411kJ·mol-1②乙醇的燃燒熱ΔH=-1366.8kJ·mol-1③已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-870.3kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1【問題探究】1.根據(jù)信息①,求生成2molNaCl的反應(yīng)熱。2.根據(jù)信息②,求1kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量?3.根據(jù)信息③,計(jì)算反應(yīng)2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱?!敬鸢浮?.ΔH′=2ΔH=-411kJ·mol-1×2=-822kJ·mol-1。2.Q=n×1366.8kJ·mol-1=eq\f(1000g,46g·mol-1)×1366.8kJ·mol-1≈29713.0kJ=2.97×104kJ。3.根據(jù)蓋斯定律,將已知中的后2個(gè)方程式分別乘以2,然后相加,最后減去第一個(gè)方程式即得要求的方程式,ΔH也進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算處理。即ΔH′=(-393.5kJ·mol-1)×2+(-285.8kJ·mol-1)×2-(-870.3kJ·mol-1)=-488.3kJ·mol-1。要點(diǎn)歸納1.比較類型與方法(1)同一反應(yīng),生成物的狀態(tài)不同如A(g)+B(g)=C(g)ΔH1<0A(g)+B(g)=C(l)ΔH2<0因?yàn)镃(g)=C(l)ΔH3<0,而ΔH3=ΔH2-ΔH1,則ΔH1>ΔH2。(2)同一反應(yīng),反應(yīng)物的狀態(tài)不同如S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-akJ·mol-1S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1(3)同素異形體的不同單質(zhì)發(fā)生相似反應(yīng),產(chǎn)物相同時(shí)如C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-akJ·mol-1C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1(4)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1<0C(s)+eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2<0C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH1))CO2(g)C(s)eq\o(→,\s\up7(ΔH2))CO(g)eq\o(→,\s\up7(ΔH3))CO2(g)ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。并據(jù)此可以寫出熱化學(xué)方程式:CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3=ΔH1-ΔH2。2.大小比較原則(1)比較ΔH的大小時(shí),必須把反應(yīng)熱的“+”“-”與反應(yīng)熱的數(shù)值看作一個(gè)整體進(jìn)行比較;比較反應(yīng)放出或吸收的熱量時(shí)只比較數(shù)值的大??;比較“標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱”“中和熱”時(shí),只需比較數(shù)值的大小。(2)反應(yīng)物的狀態(tài)、化學(xué)計(jì)量數(shù)不同,則ΔH不同。(3)ΔH是帶符號(hào)進(jìn)行比較的,所有吸熱反應(yīng)的ΔH均比放熱反應(yīng)的ΔH大;放熱反應(yīng)的ΔH<0,放熱越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。(4)同一物質(zhì),狀態(tài)不同,反應(yīng)熱亦不同。。(5)對(duì)于可逆反應(yīng),因反應(yīng)不能進(jìn)行到底,實(shí)際反應(yīng)過程中放出或吸收的能量要小于熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的數(shù)值。3.反應(yīng)熱計(jì)算的方法計(jì)算依據(jù)計(jì)算方法根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以左右移項(xiàng),同時(shí)改變正、負(fù)號(hào),各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)及ΔH的數(shù)值可以同時(shí)乘以相同的數(shù)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式(包括ΔH)相加或相減(必要的時(shí)候,在熱化學(xué)方程式相加或相減之前需要乘以或除以一個(gè)數(shù)),從而得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱根據(jù)中和熱中和反應(yīng)放出的熱量=n(H2O)×|ΔH|根據(jù)化學(xué)鍵的變化ΔH=反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量-生成物的化學(xué)鍵形成時(shí)所放出的總能量根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)根據(jù)圖像ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-ckJ·mol-1ΔH=(a-b)kJ·mol-1=+ckJ·mol-1利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的步驟:(1)確定待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)找出待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式中的位置(是同側(cè)還是異側(cè))。(3)利用同側(cè)相加、異側(cè)相減進(jìn)行處理。(4)根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)通過乘除來調(diào)整已知反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù),并消去中間產(chǎn)物。(5)加減確定待求熱化學(xué)方程式。典例精講【例4】下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是A.1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣,放出642kJ的熱量:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH=+642kJ·mol-1B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí),放出110.5kJ的熱量:2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)
ΔH=-110.5kJ·mol-1C.已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l)
ΔH=-286kJ·mol-1,則:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
ΔH=+572kJ·mol-1D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)放出46.2kJ的熱量【答案】C【解析】A.液態(tài)肼的燃燒為放熱反應(yīng),,A錯(cuò)誤;B.石墨轉(zhuǎn)化為時(shí),放出的熱量,則石墨轉(zhuǎn)化為放出的熱量,所以,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)已知熱化學(xué)方程式,,則由蓋斯定律可知,
,C正確;D.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),和反應(yīng)不能全部轉(zhuǎn)化為,所以在一定條件下向密閉容器中充入和充分反應(yīng)消耗的氮?dú)馕镔|(zhì)的量小于0.5mol,因此放出的熱量小于,D錯(cuò)誤;故答案為:C?!纠?】已知:①②③④⑤下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是A.△H1>0 B.△H5>0C.△H4<△H3 D.△H1=△H2+△H3【答案】C【解析】A.H2在O2中的燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以△H1<0,A不正確;B.Al與Fe2O3的反應(yīng)屬于鋁熱反應(yīng),鋁熱反應(yīng)都是放熱反應(yīng),所以△H5<0,B不正確;C.依據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)④-③得,△H5=△H4-△H3<0,則△H4<△H3,C正確;D.依據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)②+③得,△H=△H2+△H3,與反應(yīng)①進(jìn)行比較,可得出△H1=(△H2+△H3),D不正確;故選C。1.(2022秋·高二課時(shí)練習(xí))下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是A.能量變化的同時(shí)一定發(fā)生了化學(xué)變化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.應(yīng)用蓋斯定律,可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件的ΔH不同【答案】C【解析】A.物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),也有能量變化,此時(shí)發(fā)生的是物理變化,所以能量變化的同時(shí)不一定發(fā)生了化學(xué)變化,故A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)速率與反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)沒有必然聯(lián)系,故B錯(cuò)誤;C.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱大小取決于反應(yīng)物和生成物的總能量大小,與反應(yīng)途徑無關(guān),應(yīng)用蓋斯定律,可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變,故C正確;D.根據(jù)ΔH=生成物的焓-反應(yīng)物的焓可知,焓變與反應(yīng)條件無關(guān),在光照和點(diǎn)燃條件該反應(yīng)的ΔH相同,故D錯(cuò)誤;答案選C。2.(2023春·河南安陽·高二安陽一中??奸_學(xué)考試)常溫下,某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):編號(hào)實(shí)驗(yàn)熱效應(yīng)①將1mol的溶于水,溶液溫度升高②將1mol的無水溶于水,溶液溫度升高③將1mol的加熱后得到無水和液態(tài)水由此可知,下列關(guān)系式錯(cuò)誤的是A. B.C. D.【答案】A【解析】溶于水,溶液溫度升高,屬于放熱過程,即①(s)=Ca2+(aq)+2Cl-(aq)+6H2O(l)?H1<0;無水溶于水,溶液溫度升高,屬于放熱過程,即②(s)=Ca2+(aq)+2Cl-(aq)?H2<0;1mol的加熱后得到無水和液態(tài)水,即③(s)=(s)+6H2O(l)?H3,由蓋斯定律可得③=①-②,即?H3=?H1-?H2。A.?H3=?H1-?H2,?H1<0,?H2<0,故,故A錯(cuò)誤;B.?H3=?H1-?H2,?H1<0,?H2<0,,故B正確;C.?H3=?H1-?H2,即,故C正確;D.?H3=?H1-?H2,?H1<0,?H2<0,則,故D正確;故選A。3.(2023秋·湖北十堰·高二統(tǒng)考期末)合成氨原料中的H2可用甲烷在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱(△H)分別為-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol、-890.3kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式正確的是A.B.C.D.【答案】A【解析】根據(jù)已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱可得表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol,③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol,然后結(jié)合④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol,利用蓋斯定律,將熱化學(xué)方程式疊加,可得相應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,并進(jìn)行判斷。根據(jù)已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱可得表示物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol,③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol,及④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將熱化學(xué)方程式④+③-②-①×3,整理可得,故合理選項(xiàng)是A。4.(2022·浙江·高二期中)根據(jù)圖中的各物質(zhì)間的能量循環(huán)圖,下列說法正確的是:A.?H5+?H6+?H7+?H8<?H2B.?H5<0,?H6<0,?H7>0C.I(g)?H6的小于Cl(g)的?H6D.?H1=?H2+?H3+?H4+?H5+?H6+?H7+?H8【答案】A【解析】根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)熱與反應(yīng)過程無關(guān),則?H1=?H2+?H3+?H4+?H8或?H1=?H2+?H3+?H5+?H6+?H7+?H8;A.由圖可知Cl(g)→Cl-(g)放熱,即?H6<0,固態(tài)鈉氣化吸熱,即?H2>0,則?H5+?H6+?H7+?H8<?H2,A正確;B.鈉原子失去電子放熱,即?H5<0,氯原子得到電子放熱,即?H6<0,鈉離子和氯離子結(jié)合生成NaCl(g)放出熱量,?H7<0,B錯(cuò)誤;C.I的非金屬性比Cl弱,得電子能力比Cl弱,所需能量較低,由于該過程放出熱量,數(shù)值越小?H越大,則I(g)?H6的大于Cl(g)的?H6,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)熱與反應(yīng)過程無關(guān),則?H1=?H2+?H3+?H5+?H6+?H7+?H8,D錯(cuò)誤;故選:A。5.(2023秋·甘肅武威·高二天祝藏族自治縣第一中學(xué)??计谀┕I(yè)上常利用和合成尿素,該可逆反應(yīng)分兩步進(jìn)行,整個(gè)過程中的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.為合成尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物B.利用和合成尿素是放熱反應(yīng)C.反應(yīng)II在熱力學(xué)上進(jìn)行趨勢(shì)很大D.的焓變【答案】C【解析】A.從圖像可知,合成尿素的過程中生成了NH2COONH4,其為合成尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物,選項(xiàng)A正確;B.由圖像可知,根據(jù)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,利用和合成尿素是放熱反應(yīng),選項(xiàng)B正確;C.反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),在熱力學(xué)上進(jìn)行趨勢(shì)較小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(1)為放熱反應(yīng),△H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量<0,即△H=E2-E1,選項(xiàng)D正確;答案選C。6.(2022秋·遼寧營口·高二營口開發(fā)區(qū)第一高級(jí)中學(xué)??茧A段練習(xí))如圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖,下列說法正確的是A.熱穩(wěn)定性:MgCl2<MgF2B.Mg(s)+X2(g)=MgX2(s)ΔH>0C.將MgCl2溶液蒸干可得到無水MgCl2D.該溫度下MgI2(s)+Br2(g)=MgBr(s)+I2(g)ΔH=+160kJ?mol-1【答案】A【解析】A.物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,由圖可知,MgF2的能量低于MgCl2,則熱穩(wěn)定性:MgCl2<MgF2,故A正確;B.Mg(s)和X2(g)所具有的總能量高于MgX2(s)所具有的能量,則Mg(s)+X2(g)=MgX2(s)ΔH<0,故B錯(cuò)誤;C.MgCl2會(huì)發(fā)生水解生成Mg(OH)2,將MgCl2溶液蒸干不能得到無水MgCl2,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)圖示可知,①M(fèi)g(s)+Br2(g)=MgBr2(s)ΔH=-524kJ/mol、②Mg(s)+I2(g)=MgI2(s)ΔH=-364kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,由①-②得MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g)ΔH=-524kJ/mol+364kJ/mol=-160kJ/mol,故D錯(cuò)誤;故答案選A。7.(2023秋·黑龍江綏化·高二??计谀┰谝欢l件下,和發(fā)生反應(yīng):
,已知:a、b、c均大于零,下列說法不正確的是A.反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能B.圖乙中C.?dāng)嚅_4molH-O鍵所需能量約為D.焓變的絕對(duì)值存在關(guān)系:【答案】B【解析】A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能,A正確;B.由圖乙可知,根據(jù)蓋斯定律可得,B錯(cuò)誤;C.由反應(yīng)熱等于反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵需要的能量和生成物形成化學(xué)鍵放出的能量的差值可知,反應(yīng)熱,則,即斷開4molH-O鍵所需能量約為,C正確;D.生成液態(tài)水放出的熱量大于生成氣態(tài)水放出的熱量,因此變的絕對(duì)值存在關(guān)系:,D正確;故選B。8.(2022秋·廣西南寧·高二??茧A段練習(xí))關(guān)于反應(yīng):①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2600kJ/mol;②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
ΔH=-566kJ/mol;③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
ΔH=+216kJ/mol。下列敘述正確的是A.CO的燃燒熱為ΔH=+283kJ/molB.在③進(jìn)行時(shí),若加入催化劑,可以使ΔH減小C.若有3.2gCH4與足量水蒸氣按③反應(yīng),則放出的熱量是43.2kJD.若生成相同質(zhì)量的CO2,C2H2放出的熱量大于CO【答案】D【解析】A.CO的燃燒熱為1molCO完全燃燒產(chǎn)生CO2氣體時(shí)放出熱量,則反應(yīng)熱小于0,故根據(jù)②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol可知CO的燃燒熱為ΔH=-283kJ/mol,A錯(cuò)誤;B.在③進(jìn)行時(shí),若加入催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)物即生成物的總能量,因此不能使ΔH減小,B錯(cuò)誤;C.3.2gCH4的物質(zhì)的量是n(CH4)=,根據(jù)③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+216kJ/mol可知:若有3.2gCH4與足量水蒸氣按③反應(yīng),則吸收的熱量是43.2kJ,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)①可知反應(yīng)產(chǎn)生2molCO2氣體,放出熱量是1300kJ,而根據(jù)②反應(yīng)可知產(chǎn)生2molCO2氣體,放出熱量是566kJ,故若生成相同質(zhì)量的CO2,C2H2放出的熱量大于CO,D正確;故合理選項(xiàng)是D。9.(2023秋·河南平頂山·高二統(tǒng)考期末)已知幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示:化學(xué)鍵鍵能a436463750根據(jù)熱化學(xué)方程式:
,計(jì)算表中的a為A.484.5 B.969 C.872 D.1938【答案】B【解析】反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,可求得,B項(xiàng)正確。10.(2022秋·廣東廣州·高二華南師大附中??计谥校┫铝杏嘘P(guān)化學(xué)能和熱能的敘述中,正確的是A.伴有熱量放出的變化過程都是放熱反應(yīng)B.化學(xué)反應(yīng)中能量的變化與反應(yīng)物的狀態(tài)無關(guān)C.燃燒熱的數(shù)值與實(shí)際參加反應(yīng)的可燃物的質(zhì)量無關(guān)D.反應(yīng)熱△H的單位中“”指的是每摩爾的反應(yīng)物【答案】C【解析】A.伴有熱量放出的變化過程不一定都是放熱反應(yīng),如氣體液化放熱,但是該過程為物理變化,不是放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;B.物質(zhì)的狀態(tài)不同,具有的能量不同,根據(jù)ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與反應(yīng)物的狀態(tài)有關(guān),B錯(cuò)誤;C.燃燒熱為在25℃、101kPa下,1mol物質(zhì)在氧氣中完全燃燒生成穩(wěn)定的產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量,故燃燒熱為定值,與實(shí)際參與反應(yīng)的可燃物質(zhì)量無關(guān),C正確;D.反應(yīng)熱ΔH的單位中“mol-1”指的是每摩爾該反應(yīng),即把該方程式看作一個(gè)整體,為“每摩爾反應(yīng)”,而不是每摩爾的反應(yīng)物或生成物,D錯(cuò)誤;故答案選C。11.(2023秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期末)乙苯催化脫氫制備苯乙烯是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法,反應(yīng):→+H2(g)。下列有關(guān)說法正確的是A.使用催化劑可降低該反應(yīng)的B.的總能量大于與的總能量C.1g完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為需吸收約1.1kJ的能量D.反應(yīng)→(g)+H2(g)【答案】C【解析】A.催化劑不能改變反應(yīng)的,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)吸熱說明生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量,B錯(cuò)誤;C.1g約為0.0094mol,1mol完全反應(yīng)吸收117.4kJ,則1g完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為需吸收能量約1.1kJ,C正確;D.轉(zhuǎn)化成(g)需吸熱,故反應(yīng)→(g)+H2(g),D錯(cuò)誤;故選C。12.(2023秋·全國·高二專題練習(xí))已知:(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g)
ΔH=akJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)
ΔH=bkJ/mol(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l)
ΔH=ckJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)
ΔH=dkJ/mol下列關(guān)系式中正確的是A.a(chǎn)<c<0 B.b>d>0 C.2a=b>0 D.2c=d<0【答案】D【解析】A.(1)式和(3)式中水的狀態(tài)不同,(3)中生成的是液態(tài)水,放出的熱量多,生成液態(tài)水的焓變數(shù)值小于生成氣態(tài)水的焓變,所以c<a<0,故A錯(cuò)誤;B.(2)式和(4)式中水的狀態(tài)不同,(4)中生成的是液態(tài)水,放出的熱量多,生成液態(tài)水的焓變數(shù)值小于生成氣態(tài)水的焓變,所以d<b<0,故B錯(cuò)誤;C.燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,熱化學(xué)方程式的焓變與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,(2)式化學(xué)計(jì)量數(shù)為(1)式化學(xué)計(jì)量數(shù)的兩倍,(2)式的焓變也是(1)的兩倍,故b=2a<0,故C錯(cuò)誤;D.燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,熱化學(xué)方程式的焓變與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,(4)式化學(xué)計(jì)量數(shù)為(3)式化學(xué)計(jì)量數(shù)的兩倍,(4)式焓變也是(3)的兩倍,d=2c<0,故D正確;答案選D。13.(2021秋·山東濟(jì)寧·高二統(tǒng)考期中)按要求回答下列問題(1)已知在常溫常壓下:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ·mol-1②H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。(2)已知:CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H1=-192.9kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)△H2=-120.9kJ·mol-1甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)的焓變△H3_______。(3)苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料。工業(yè)中用乙苯(C6H5-CH2CH3)為原料,采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反應(yīng)方程式為:C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)△H1已知:3C2H2(g)C6H6(g)△H2;C6H6(g)+C2H4(g)C6H5-CH2CH3(g)△H3則反應(yīng)3C2H2(g)+C2H4(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_______。(4)氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一,工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法:①用焦炭跟水反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)②用天然氣跟水蒸氣反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖所示,則方法②中反應(yīng)的△H=_______。(5)利用碳還原NO,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H,可防止氮氧化物對(duì)大氣的污染。已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ·mol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180.5kJ·mol-1計(jì)算:△H=_______kJ·mol-1?!敬鸢浮?1)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔΗ=-725.8kJ·mol-1(2)-72.0kJ·mol-1(3)ΔΗ1+ΔΗ2+ΔΗ3(4)(a+3b-c)kJ·mol-1(5)-574.0【解析】(1)由蓋斯定律可知甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式=×①-2×②,故甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔΗ=-725.8kJ·mol-1。
(2)甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)=①-②,焓變△H3=-192.9kJ·mol-1-(-120.9kJ·mol-1)=-72.0kJ·mol-1。(3)①+②+③可得反應(yīng)3C2H2(g)+C2H4(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g),故△H=ΔΗ1+ΔΗ2+ΔΗ3。(4)反應(yīng)的能量變化圖對(duì)應(yīng)相應(yīng)的熱化學(xué)方程式,③:CO(g)+O2(g)=CO2(g)
ΔΗ3=-akJ·mol-1;④:H2(g)+O2(g)=H2O(g)
ΔΗ4=-bkJ·mol-1;⑤:CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g)+CO2(g)
ΔΗ4=-ckJ·mol-1;由蓋斯定律可得②=⑤-③-3×④,故方法②中反應(yīng)的△H=(a+3b-c)kJ·mol-1。(5)①-②可得目標(biāo)方程C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),故△H=-393.5kJ·mol-1-180.5kJ·mol-1=-574.0kJ·mol-1。14.(2021秋·福建泉州·高二晉江市第一中學(xué)校考期中)化學(xué)反應(yīng)過程伴隨有熱量的變化。(1)一定條件下,由穩(wěn)定單質(zhì)反應(yīng)生成1mol化合物的反應(yīng)熱叫該化合物的生成熱(ΔH)。下圖為VIA族元素(O、S、Se、Te)氫化物a、b、c、d的生成熱數(shù)據(jù)示意圖。已知非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),其氫化物的生成熱ΔH越小。硫化氫發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______。(2)利用CH4可制備乙烯及合成氣(CO、H2)。有關(guān)化學(xué)鍵鍵能(E)的數(shù)據(jù)如下表:化學(xué)鍵H-HC=CC-CC-HE(kJ/mol)436a348413①已知2CH4(g)=CH2=CH2(g)+2H2(g)ΔH=+167kJ/mol,則a=_______。②制備合成氣反應(yīng)歷程分兩步(步驟I、步驟II),反應(yīng)中C(ads)為吸附性活性炭,反應(yīng)歷程的能量變化如圖:步驟I反應(yīng)的焓變?chǔ)1為_______kJ/mol(選用E1~E5的關(guān)系式表示)③反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的焓變?yōu)棣2,與步驟I焓變?chǔ)1相比,ΔH1_______ΔH2(填“>”或“<”)(3)在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)ΔH1反應(yīng)II:NH2COONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2=+72.49kJ·mol-1總反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH3=-86.98kJ·mol-1則反應(yīng)I的ΔH1=_______kJ·mol-1?!敬鸢浮?1)H2S(g)=S(s)+H2(g)ΔH=+20kJ·mol-1(2)613E2-E1<(3)-159.47【解析】(1)在元素周期表中,同主族從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱、與H2生成氣態(tài)氫化物越來越難、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱;物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,則非金屬元素氫化物的穩(wěn)定性與氫化物的生成熱ΔH的關(guān)系為:非金屬元素形成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越強(qiáng),其ΔH越小,即a、b、c、d代表H2Te、H2Se、H2S、H2O。根據(jù)圖示c代表H2S,可寫出熱化學(xué)方程式H2(g)+S(s)=H2S(g)?H=-20kJ/mol,則硫化氫發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2S(g)=S(s)+H2(g)ΔH=+20kJ/mol。(2)①?H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=8×413kJ/mol-(4×413kJ/mol+akJ/mol+2×436kJ/mol)=+167kJ/mol,解得a=613。②根據(jù)?H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,則步驟I反應(yīng)的焓變?chǔ)1=(E2-E1)kJ/mol。③根據(jù)圖示,?H1、?H2都大于0,反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的焓變?chǔ)2=(E3-E1)kJ/mol,E3>E2,則ΔH1<ΔH2。(3)反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)ΔH1,反應(yīng)II:NH2COONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2=+72.49kJ·mol-1,總反應(yīng)III:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH3=-86.98kJ·mol-1,利用蓋斯定律,將反應(yīng)III-反應(yīng)II,即得反應(yīng)I的△H=(-86.98-72.49)kJ·mol-1=-159.47kJ·mol-1。第2課第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。2.了解測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率的簡單方法。3.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算。1.能運(yùn)用定性定量相結(jié)合的方式揭示化學(xué)反應(yīng)的特征,掌握化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。2.能通過定量計(jì)算建立化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算模型,并運(yùn)用模型進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。自主梳理(1)概念及表達(dá)式①概念化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示。通常用單位時(shí)間內(nèi)的減小或的增加來表示。②表達(dá)式v=,其中v表示反應(yīng)速率,c表示各反應(yīng)物或生成物濃度,Δc表示其濃度變化(取其絕對(duì)值),t表示時(shí)間,Δt表示時(shí)間變化。(2)單位濃度常以mol·L-1(或mol/L)為單位,時(shí)間常以s、min為單位,故化學(xué)反應(yīng)速率的常用單位為等。(3)同一反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率①表示方法對(duì)于任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng):mA+nB=pC+qD,用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為:v(A)=、v(B)=、v(C)=、v(D)=。②不同物質(zhì)反應(yīng)速率的關(guān)系用不同物質(zhì)表示同一化學(xué)反應(yīng)在同一時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率時(shí),之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=。預(yù)習(xí)檢測(cè)1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法,不正確的是A.化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量B.化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)C.若一段時(shí)間內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.5mol?L-1?s-1,就是指在該時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化都為0.5mol?L-1?s-1D.化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol?L-1?s-1和mol?L-1?min-12.下列說法正確的是A.化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量變化來表示B.用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一時(shí)間內(nèi)同一反應(yīng)的速率時(shí),其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比C.由v=計(jì)算所得化學(xué)反應(yīng)速率為某時(shí)刻的瞬時(shí)速率D.在反應(yīng)過程中,反應(yīng)物的濃度逐漸變小,所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值3.已知反應(yīng),經(jīng)2min,B的濃度減少,對(duì)該反應(yīng)速率的表示,下列說法正確的是A.用A表示的反應(yīng)速率是B.用B、C、D表示的反應(yīng)速率之比為3∶2∶1C.在2min末,用B表示的反應(yīng)速率是D.在2min內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率逐漸減小,用C表示的反應(yīng)速率逐漸增大4.反應(yīng)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①;②;③;④,該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)锳.④>③=②>① B.①>②=③>④ C.①>②>③>④ D.④>③>②>①5.某溫度下,密閉容器中A與B反應(yīng)生成C和D,其反應(yīng)速率分別用v(A)、v(B)、v(C)、v(D)表示,已知v(A)、v(B)、v(C)、v(D)之間有以下關(guān)系4v(A)=5v(B),v(A)=v(C),6v(B)=4v(D),則此反應(yīng)可表示為A.4A+5B=4C+6D B.5A+4B=4C+6DC.5A+4B=5C+6D D.4A+6B=4C+5D6.小李同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率,取1g鋅粒與20mL0.5mol·L-1的硫酸進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得不同時(shí)刻反應(yīng)生成的H2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如表。下列說法正確的是t/s0510152025V(H2)/mL0.014.634.544.852.256.9A.反應(yīng)結(jié)束時(shí)鋅粒無剩余B.鋅與稀硫酸反應(yīng)初期速率逐漸加快,后又變慢C.應(yīng)用鋅粉代替鋅粒進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間D.假設(shè)溶液的體積不變,10~25s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2SO4)=0.02mol·L-1·min-1探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一化學(xué)反應(yīng)速率【情境材料】反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在2L的密閉容器中進(jìn)行,1min后,NH3減少了0.12mol?!締栴}探究】(1)1min內(nèi),以NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________。(2)以O(shè)2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________。(3)以NO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________。(4)以H2O表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________。(5)分別用NH3、O2、NO、H2O表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比為________。要點(diǎn)歸納化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定(1)測(cè)定原理:利用化學(xué)反應(yīng)中與某一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。(2)測(cè)定方法①利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測(cè)定:如通過測(cè)量釋放出一定體積氣體的時(shí)間來測(cè)定反應(yīng)速率,或通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化來測(cè)定反應(yīng)速率。如氣體體積、體系壓強(qiáng)、顏色深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時(shí),人們常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測(cè)量反應(yīng)速率。②利用科學(xué)儀器測(cè)量:如在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時(shí),可利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測(cè)量反應(yīng)速率。如根據(jù)釋放出氣體的體積:安裝如圖所示的兩套裝置A、B(鋅粒大小相同),通過分液漏斗分別加入40mL1mol·L-1和40mL4mol·L-1的硫酸后都立即產(chǎn)生氣泡,我們可以根據(jù)①產(chǎn)生10mL的氫氣所需要的時(shí)間,②1分鐘收集H2的體積來判斷A、B兩套裝置的反應(yīng)速率大小。(1)由公式v=eq\f(Δc,Δt)計(jì)算得到的化學(xué)反應(yīng)速率,是某一時(shí)間段的平均速率而不是瞬時(shí)速率。(2)不論是反應(yīng)物還是生成物,其化學(xué)反應(yīng)速率值都取正值。(3)固體或純液體(不是溶液)的物質(zhì)的量濃度可視為不變的常數(shù),因此,一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。(4)同一化學(xué)反應(yīng)中,用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能不同,但它們表示的意義完全相同,因此,要在反應(yīng)速率v后標(biāo)明具體的物質(zhì)。典例精講【例1】(2022秋·四川攀枝花·高二攀枝花七中??茧A段練習(xí))反應(yīng)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行,1mim后,減少了0.12mol,則平均每秒濃度的變化表示正確的是A.: B.:C.: D.:【例2】(2023春·四川綿陽·高二綿陽中學(xué)??奸_學(xué)考試)在密閉容器中進(jìn)行A與B反應(yīng)生成C的可逆反應(yīng),反應(yīng)速率v(A)、v(B)、v(C)之間存在以下關(guān)系:v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),則該反應(yīng)可以表示為A.A(g)+B(g)?C(g) B.2A(g)+2B(g)?3C(g)C.A(g)+3B(g)?2C(g) D.3A(g)+B(g)?2C(g)【例3】容積固定的2L密閉容器中進(jìn)行的某一可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)2C(g),以B的物質(zhì)的量濃度表示的反
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