第五讲 热化学方程式 盖斯定律 燃烧热 中和热
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热化学方程式 盖斯定律 燃烧热 中和热【考点透视】一、正确理解“三热”概念1、反应热:在化学反应过程中反应本身放出或吸收的热量。
在恒温恒压条件下的反应热用△H 表示,单位是kJ/mol ,并规定放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0。
2、标准燃烧热与热值燃烧热是反应热的一种形式,使用燃烧热的概念时要理解下列要点。
① 规定是在101 kPa 压强下测出热量。
书中提供的燃烧热数据都是在101kPa 下测定出来的。
因为压强不同,反应热有所不同。
② 规定可燃物的物质的量为1mol (这样才有可比性)。
因此,表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数常出现分数。
例如,C 8H 18的燃烧热为5518 kJ ·mol -1,用热化学方程式表示则为C 8H 18(l )+252O 2(g )= 8CO 2(g )+9H 2O (l );△H=-5518 kJ ·mol -1 ③ 规定生成物为稳定的氧化物.例如C→ CO 2、H →H 2O(l)、S →SO 2等。
C (s )+12O 2(g )=CO (g );△H=-110.5 kJ·mol -1 C (s )+O 2(g )=CO 2(g );△H=-393.5 kJ·mol -1C 的燃烧热为393.5 kJ ·mol -1,而不是110.5 kJ ·mol -1。
④ 叙述燃烧热时,用正值,在热化学方程式中用△H 表示时取负值。
例如,CH 4的燃烧热为890.3 kJ ·mol -1,而△H =-890.3 kJ ·mol -1且必须以1mol 可燃物燃烧为标准。
⑤要与热值概念进行区别。
热值:1g 物质完全燃烧的反应热叫该物质的热值。
3、中和热:把在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1molH 2O 时的反应热叫中和热,单位是kJ/mol 。
课时32 盖斯定律、中和热、燃烧热考点导学五、中和热1、中和热的定义:稀溶液中,酸与碱反应生成1molH2O 时放出的热量。
2、对中和热的理解:强酸与强碱反应,生成可溶性盐时表示中和热的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3KJ/mol所以中和热为定值,为57.3KJ/mol,但当反应中有弱酸或弱碱时,由于弱酸或弱碱的电离需吸收热量,所以生成1molH2O时放出的热量小于(填大于、小于、等于)57.3KJ/mol,即反应热ΔH> -57.3KJ/mol。
3、中和热的测定(1)实验装置图(2)实验用品有:大烧杯、小烧杯、环形玻璃棒、量筒两个、温度计、泡沫塑料、0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液(3)实验步骤:①在大烧杯底部垫泡沫或纸条,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。
然后,在两烧杯间填满泡沫或纸条。
用塑料板或硬纸板做盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃棒通过。
②用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量温度,记录下来。
然后把温度计上的酸用水洗净,擦干。
③用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测量温度,记录下来。
④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次性倒入小烧杯(注意不要洒到外面),盖好盖板。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的温度,记录下来。
⑤重复实验2--4次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
(4)数据处理:Q=cmΔt= cm(t2-t1)ΔH=-Q/n H2O提示:①把实验所用酸碱的密度近似当做1g/cm3,m:Kg②近似认为酸碱中和后的溶液的比热容和水相同(4.18KJ/(Kg·0c)(5)误差分析①大烧杯上不盖硬纸板,求得的中和热数值(填偏大、偏小、不变)。
热化学的计算方法:
①根据能量:△H =E总(生成物)-E总(反应物)
②根据键能:△H =E总(断键)-E总(成键)
③燃烧热:Q(放) =n(可燃物)·△H(燃烧热)
④中和热:Q(放) =n(H2O )·△H(中和热)
⑤将ΔH看作是热化学方程式中的一项,再按普通化学方程式的计算步骤、格式进行计算,得出有关数据。
⑥如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,即盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。
热化学方程式的书写:
一.定义
表示化学反应中吸收或放出的热量的化学方程式。
注意:
1.热化学方程式不仅可以表示化学反应过程中的物质变化,也可以表示反应中的能量变化。
2.中学化学中的四大守恒定律:质量守恒:所有反应都遵守。
能量守恒:所有反应都遵守。
得失电子守恒:氧化还原反应遵守。
电荷守恒:离子反应遵守。
二.书写原则
与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵守书写化学方程式的要求外还应注意以下几点:。
热化学方程式和盖斯定律一、热化学方程式1、概念:热化学方程式是表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2、意义:热化学方程式不仅表示了化学反应中的物质变化,更重要的是表示了一定物质的量的反应物反应时的能量变化。
例如,2H 2(g)+O 2(g)2H 2O(l) △H=-571.6kJ ·mol -1表示:在25℃,101KPa 的条件下,2molH 2气体和1molO 2气体反应生成2mol 液态水时放出571.6kJ 的热。
3、要求:①热化学方程式必须和化学方程式一样需要配平。
原因是化学反应遵循质量守恒定律。
②热化学方程式的计量系数表示物质的量,而不是微粒个数,所以可以是分数。
原因是表示单位物质的量的反应所放出或吸收的热量。
③热化学方程式必须注明反应物和生成物的状态。
一般用括号注明在物质的化学式的右下角。
固态:s,液态:l ,气态:g ,溶液:aq ,有的甚至还有注明晶体状态。
原因是 物质的状态不同,能量不同。
同一种物质,从固体到液态,从液体到气体,需要吸收 热量;而从气体到液体,从液态到固体,会放出热量。
④热化学方程式必须在化学方程式的右边注明焓变△H 。
放热反应用“—”表示,吸热反应用“+”表示。
△H 的值与方程式的计量系数有一一对应的关系。
计量系数不同, △H 就不同。
原因是能量与反应物的物质的量有关。
⑤热化学方程式侧重于揭示参加反应的物质的量与反应热的关系,△H 的值又一般是在25℃,101KPa 条件测定的数据。
所以,热化学方程式一般不需要注明反应条件。
二、盖斯定律:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
也就是说,化学反应的反应热只与物质的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
A B 则有:△H=△H 1 + △H 2△H 1C △H 2盖斯定律是能量守恒定律的一种形式,是能量守恒定律在化学能与热能相互转化的一个表现。
我们可以利用盖斯定律间接计算某些反应的△H 。
化学反应中的能量变化、燃烧热和中和热一、知识概述(一)反应热1、概念:在化学反应过程中放出或吸收的热量,通常叫做反应热。
反应热用符号△H表示,单位一般采用kJ/mol2、放热反应和吸热反应的比较。
(二)热化学方程式1、概念:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2、表示意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
例如:;△H=-241.8kJ/mol(1/2)mol气态O2反应生成1mol水蒸气,放出241.8kJ的热量。
表示1mol气态H2与(三)燃烧热1、概念:在101kPa时,1mol物质燃烧生成稳定的氧化物的时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。
2、注意:必须以1mol 可燃物燃烧为标准;可燃物必须完全燃烧,生成稳定化合物。
例如:1mol 碳燃烧生成CO 时放出的热不是燃烧热,CO 不稳定,可继续燃烧生成CO 2。
C 的燃烧热为393.5kJ/mol 而不是110.5kJ/mol 。
3、表示的意义:例如C 的燃烧热为393.5kJ/mol ,表示在101kPa 时,1molC 完全燃烧放出393.5kJ 的热量。
4、书写热化学方程式:燃烧热是以1mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1mol 物质为标准来配平其余的化学计量数。
例如即C 8H 18的燃烧的热为5518kJ/mol 。
(四)中和热1、概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol H 2O ,这时的反应热叫中和热。
2、注意:必须以生成1mol 水为标准;中和反应对象为稀溶液;强酸与强碱中和时生成1mol H 2O 均放热57.3kJ ,弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol 。
3、中和热的表示:H +(aq)+OH -(aq)=H 2O(l);△H =-57.3kJ/mol 。
高中化学A24-燃烧热、中和热及反应热的计算一、燃烧热定义:在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。
表示的意义:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=—393.5kJ/molC的燃烧热为393.5kJ/mol,表示在101kPa时,1mol可燃物C完全燃烧放出393.5kJ的热量。
注意:•燃烧热的热化学方程式以1mol可燃物为基准来配平其它物质的化学计量系数。
•完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:,,C→CO2,H→H2O,S→SO2等。
•水的稳定氧化物是H2O(l),而不是H2O(g)。
二、中和热定义:稀酸跟稀碱发生中和反应而生成1mol H2O,所释放的热叫中和热。
中和热的表示:H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)/△H=−57.3kJ/mol。
注意:•稀溶液是指强电解质已经完全电离成离子。
•弱碱或弱酸参与的中和反应的中和热:△H>-57.3kJ/mol。
•强酸强碱发生中和反应的实质是H+和OH−化合生成H2O。
HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H1=−57.3kJ/mol12H2SO4(aq)+NaOH(aq)=12Na2SO4(aq)+H2O(l)△H2=−57.3kJ/mol浓12H2SO4(浓)+NaOH(aq)=12Na2SO4(aq)+H2O(l)<△H3<−57.3kJ/mol 浓硫酸稀释放热,放热越多,△H越小。
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)>△H4>−57.3kJ/mol 弱电解质电离需吸热。
12H2SO4(aq)+12Ba(OH)2(aq)=12BaSO4(s)+H2O(l)<△H5<−57.3kJ/mol 反应过程中有其它物质生成,这部分反应热也不在中和热之内。
燃烧热与中和热的比较三、中和热的测定装置:双孔泡沫塑料板、碎泡沫塑料的作用是:保温、隔热、减少实验过程中的热量损失。
普通高中课程标准实验教科书—化学(人教版)第五讲热化学方程式盖斯定律燃烧热中和热【命题趋向】一、考试大纲对本专题内容的基本要求1.理解化学反应中的能量变化与化学键变化的关系;2.理解吸热反应、放热反应与反应物及生成物能量的关系;3.了解化学反应中能量变化的实质,知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式。
4.认识能源是人类生存和发展的重要基础,知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
5.了解焓变与反应热涵义。
明确ΔH = H(反应产物)-H(反应物)。
6.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。
7.以上各部分知识与技能的综合应用。
二、命题趋向依据新课程化学实验的学习目标和学习内容,近几年的主要题型有(1)热化学方程式的书写及正误判断;(2)反应热的计算;(3)比较反应热的大小;(4)反应热与能源的综合考查。
由于能源问题已成为社会热点,因此有关能源的试题将成为今后命题的热点;对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点,主要在选择题、填充题、实验题中体现,重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。
新课标关注能源、提高能量利用效率,今年又是各地降低能耗,走可持续发展的一年,估计与实际相联系节约能源的试题可出现。
新课标明确了焓变与反应热的关系,极有可能出现运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
考试大纲对反应热的要求是:掌握热化学方程式的含义;了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热;理解盖斯定律的含义,掌握有关反应热的简单计算;初步认识使用化石燃料的利弊,新能源的开发,燃料充分燃烧的条件。
学习中应以“热化学方程式”为突破口,通过对热化学方程式的书写及正误判断充分理解其含义,同时触类旁通,不断掌握反应热的计算技巧,学会应用盖斯定律。
化学反应中的能量变化在高考中经常涉及的内容有:书写热化学方程式、判断热化学方程式的正误及反应热的大小比较等等。
中和热实验的测定是高中阶段比较重要的一个定量实验。
无论从能量的角度,还是从实验的角度,中和热实验的测定都将会是今后高考考查的热点。
【考点透视】一、正确理解“三热”概念1、反应热:在化学反应过程中反应本身放出或吸收的热量。
在恒温恒压条件下的反应热用△H表示,单位是kJ/mol,并规定放热反应的△H<0,吸热反应的△H>0。
2、标准燃烧热与热值燃烧热是反应热的一种形式,使用燃烧热的概念时要理解下列要点。
①规定是在101 kPa压强下测出热量。
书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。
因为压强不同,反应热有所不同。
② 规定可燃物的物质的量为1mol (这样才有可比性)。
因此,表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数常出现分数。
例如,C 8H 18的燃烧热为5518 kJ ·mol -1,用热化学方程式表示则为C 8H 18(l )+252O 2(g )= 8CO 2(g )+9H 2O (l );△H=-5518 kJ ·mol -1 ③ 规定生成物为稳定的氧化物.例如C→ CO 2、H →H 2O(l)、S →SO 2等。
C (s )+12O 2(g )=CO (g );△H=-110.5 kJ·mol -1 C (s )+O 2(g )=CO 2(g );△H=-393.5 kJ·mol -1C 的燃烧热为393.5 kJ ·mol -1,而不是110.5 kJ ·mol -1。
④ 叙述燃烧热时,用正值,在热化学方程式中用△H 表示时取负值。
例如,CH 4的燃烧热为890.3 kJ ·mol -1,而△H =-890.3 kJ ·mol -1且必须以1mol 可燃物燃烧为标准。
⑤要与热值概念进行区别。
热值:1g 物质完全燃烧的反应热叫该物质的热值。
3、中和热:把在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1molH 2O 时的反应热叫中和热,单位是kJ/mol 。
燃烧热和中和热都属于反应热。
二、正确书写热化学方程式1、ΔH 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边,并用“;”隔开。
若为放热反应,ΔH 为 <0:若为吸热反应,ΔH 为>0 。
ΔH 的单位一般为kJ/mol 。
2、注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的个数。
因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。
3、反应物和产物的聚集状态不同,反应热数值以及符号都可能不同。
因此,必须注明物质的聚集状态(s 、l 、g)才能完整地体现出热化学方程式的意义。
热化学方程式中不用↑和↓。
4、由于ΔH 与反应完成物质的量有关,所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH 相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH 也要加倍。
5、当反应向逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
6、用中文表示焓变时数值没有正负号,而用符号表示焓变时数值必须注明正负号。
如H 2的燃烧热...为285.8kJ/mol ,△H ..=-285.8kJ/mol 。
三、盖斯定律1、定义:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。
即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
即甲△H ——→乙,甲△H 1 ——→丙△H 2 ——→乙,ΔH=ΔH 1+ΔH 2。
2、应用(1)利用关系图找出反应热之间的关系①找起点和终点(起点是A ,终点是C );②找途径:一个是A →B →C ,一个是A →C ;③列式:△H 3=△H 1+△H 2。
(2)利用方程组找出反应热之间的关系①找出中间产物(中间产物是B );②利用方程组消去中间产物:反应c =反应a+反应b ;③列式:△H 3=△H 1+△H 2。
四、键能、反应热和稳定性的关系1、键能定义:在101kPa 、298K 条件下,1mol 气态AB 分子全部拆开成气态A 原子和B原子时需吸收的能量称AB 间共价键的键能,单位为kJ · mol –1。
2、键能与反应热 化学反应中最主要的变化是旧化学键发生断裂和新化学键的形成。
化学反应中能量的变化也主要决定于这两个方面吸热与放热,可以通过键能计算得到近似值。
①放热反应或吸热反应 旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量,为吸热反应;旧键断裂吸收的能量小于新键形成所放出的能量,该反应为放热反应。
②反应热 化学反应中吸收或放出的热量称反应热,符号ΔH ,单位kJ ·mol –1 ,吸热为正值,放热为负值。
可以通过热化学方程式表示。
反应热的大小与多个因素有关,其数据来源的基础是实验测定。
由于反应热的最主要原因是旧化学键断裂吸收能量与新化学键形成放出能量,所以通过键能粗略计算出反应热。
ΔH (反应热)== =反应物的键能总和—生成物键能总和。
为方便记忆,可作如下理解:断裂旧化学键需吸热(用+号表示),形成新化学键则放热(用-号表示),化学反应的热效应等于反应物和生成物键能的代数和,即ΔH=(+反应物的键能总和)+(—生成物键能总和),若ΔH <0,为吸热,若ΔH >0,为放热。
3、物质稳定性:物质在反应中放出能量越多,则生成物能量越小,该物质越稳定,生成物中化学键越牢固。
反之亦然。
如:同素异形体稳定性的比较:根据△H 正负和大小判断,反应放热,说明生成物能量小,较稳定。
五、常见的吸热反应与放热反应常见吸热反应:所有盐的水解和电离过程、大多数的分解反应。
常见放热反应:燃烧、爆炸反应、金属与酸的置换、酸碱中和反应、2NO 2N 2O 4、大多数的化合反应是放热的。
六、误点警示1、吸热反应一定需要加热才能发生吗?答:吸热反应不一定需要加热才能发生,如氢氧化钡晶体[Ba (OH )2·8H 2O]和氯化铵晶体的反应为吸热反应,但只要用玻璃棒搅拌混合,温度即迅速降低,同时有刺激性气体产生,说明该反应已进行。
加热只是反应所需的一种条件,放热、吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小,只要反应物总能量大于生成物总能量,反应一定放热,反之,就一定吸热。
有的放热反应如碳的燃烧需要加热到着火点才能进行。
2、中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。
以下反应热均非中和热:①H 2SO 4(aq)+21Ba(OH)2(aq)==21BaSO 4(s)+21H 2O(1) (此处还有BaSO 4(s)的生成热); ②NaOH(s)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H 2O(此处还有NaOH 的溶解热);③CH 3COOH(aq)+NaOH(aq)==CH 3COONa(aq)+H 2O(1)(此处还有CH 3COOH 电离热)。
3、已知:H 2(g) + Cl 2(g) = 2 HCl(g) ΔH = - 184.6 kJ·mol -1,能由此判断出氢气的燃烧热为184.6 KJ·mol -1吗?已知2C 2H 2 (g) + 5 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 2 H 2O (l ); △H =-2600kJ·mol -1,能说乙炔的燃烧热为-2600kJ·mol -1吗?另外,物质的燃烧热大,其产生的火焰温度就高吗?答:“燃烧热”的定义是:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物(或单质)时放出的能量。
完全燃烧,是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→CO2(g),H→H2O(l),P→P2O5(s),N→N2(g),S→SO2(g)。
生成不稳定的氧化物所放出的热量不是燃烧热,如:C→C O(g),H→H2O(g)。
氢气在氯气中虽能燃烧,但其热效应却不是燃烧热,只能称为反应热。
燃烧热叙说有两种形式:一是用文字表示,此时只能用相应的数值和单位,不能用“—”号。
如乙炔的燃烧热为1300kJ·mol-1;一是用△H表示,此时需用负号表示,如乙炔的燃烧热△H=-1300kJ·mol-1。
火焰的温度与可燃物的燃烧热和热量损失(如生成的水等)有关。
燃烧热相差不大时,生成的水越多,热量损失就越多,火焰温度就低。
【例题解析】例1.已知反应A+B=C+D为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是()A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的总能量一定高于C和D的总能量D.该反应为放热反应,故不必加热就一定能发生解析:化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化——吸热或放热,当反应物的总能量高于生成物质总能量时为放热反应中,当反应物的总能量低于生成物的总能量时为吸热反应。