反应热大小的比较方法
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专题09 反应热的计算与大小比较——建立模型巧解题化学反应热的计算是高考的必考点和热点内容,考查的知识点主要是运用化学键的键能、热化学方程式、标准燃烧热和盖斯定律计算化学反应的反应热。
由于这一知识点涉及的计算方法较多,学生在做题时不能正确选择计算方法,导致计算错误。
我们在学习过程中可以绘制思维导图,凝练关键词,理清知识点之间的关系,构建化学反应热计算的思维导图模型,解决反应热计算中存在的困惑。
运用思维导图进行化学反应热计算方法的总结能够帮助我们解决反应热计算中存在的问题,培养证据推理与模型建构的化学核心素养,从而提高化学计算成绩,实现真正的素养教育。
1.【2019新课标Ⅱ节选】环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
回答下列问题:(1)已知:(g)(g)+H2(g) ΔH1=+100.3 kJ·mol−1 ①H 2(g)+ I2(g)2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol−1 ②对于反应:(g)+ I 2(g)(g)+2HI(g) ③ΔH3=___________kJ·mol−1。
【答案】(1)+89.3【解析】(1)根据盖斯定律①+②,可得反应③的ΔH=+89.3kJ/mol;【素养解读】确定③为目标方程式,已知方程式①和②与之比较,可知氢气为中间物质,处理的目标为消去氢气,在两个方程式中系数相同,在不同边,直接相加即可。
2.【2019新课标Ⅲ节选】近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。
因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
回答下列问题:(2)Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行: CuCl 2(s)=CuCl(s)+12Cl 2(g) ΔH 1=83 kJ·mol − 1 CuCl(s)+12O 2(g)=CuO(s)+12Cl 2(g) ΔH 2=− 20 kJ·mol − 1 CuO(s)+2HCl(g)=CuCl 2(s)+H 2O(g) ΔH 3=− 121 kJ·mol − 1 则4HCl(g)+O 2(g)=2Cl 2(g)+2H 2O(g)的ΔH =_________ kJ·mol − 1。
第2课时 ΔH 大小比较及热化学方程式的再书写[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法,建立反应热大小比较以及热化学方程式书写的认知模型,并能运用模型解决有关问题。
2.科学态度与社会责任:了解盖斯定律对反应热测定的重要意义,增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
一、ΔH 的大小比较1.看ΔH 正负号吸热反应ΔH >0,放热反应ΔH <0,可判断吸热反应的ΔH >放热反应的ΔH 。
2.看化学计量数同一化学反应:ΔH 与化学计量数成正比例如:H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 1=-a kJ·mol -12H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 2=-b kJ·mol -1 可判断:b =2a ,所以ΔH 1>ΔH 2。
3.同一反应,物质的聚集状态不同 S(g)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1 S(s)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2由物质的能量(E )的大小知热量:Q 1>Q 2,此反应为放热反应,则ΔH 1=-Q 1 kJ·mol -1,ΔH 2=-Q 2 kJ·mol -1,则ΔH 1<ΔH 2。
4.看反应联系比较两个反应之间的关系例如:C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH 2可判断:C(s)――→ΔH 1CO 2(g); C(s)――→ΔH 2CO(g)――→ΔH 3CO 2(g)ΔH 2+ΔH 3=ΔH 1,又因为ΔH 3<0,所以ΔH 2>ΔH 1。
1.已知:C(s ,金刚石)===C(s ,石墨) ΔH =-1.9 kJ·mol -1 C(s ,金刚石)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 C(s ,石墨)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH2 根据上述反应所得出的结论正确的是( ) A .ΔH 1=ΔH 2 B .ΔH 1>ΔH 2C .ΔH 1<ΔH 2D .金刚石比石墨稳定答案 C解析 已知:C(s ,金刚石)===C(s ,石墨) ΔH =-1.9 kJ·mol -1,则相同量的金刚石和石墨相比较,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,则ΔH 1<ΔH 2<0,能量越低越稳定,则石墨稳定,故C 正确。
突破点6反应热的计算与热化学方程式的书写提炼1 反应热的计算方法1.利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式、已知的反应物或生成物的物质的量、反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量计算公式:Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)。
3.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变若反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
4.利用物质具有的能量计算:ΔH=∑E(生成物)-∑E(反应物)。
ΔH15.利用反应的互逆性关系计算:AB,ΔH1=-ΔH2。
ΔH26.利用盖斯定律计算:对于存在下列关系的反应:提炼2 热化学方程式的书写与反应热大小的比较1.热化学方程式书写的“六个注意”2.反应热大小的比较方法(1)利用盖斯定律比较,如比较ΔH 1与ΔH 2的大小的方法。
因ΔH 1<0,ΔH 2<0,ΔH 3<0(均为放热反应),依据盖斯定律得ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3,即|ΔH 1|>|ΔH 2|,所以ΔH 1<ΔH 2。
(2)同一反应的生成物状态不同时,如 A(g)+B(g)===C(g) ΔH 1, A(g)+B(g)===C(l) ΔH 2, 则ΔH 1>ΔH 2。
(3)同一反应的反应物状态不同时,如 A(s)+B(g)===C(g) ΔH 1, A(g)+B(g)===C(g) ΔH 2, 则ΔH 1>ΔH 2。
(4)两个有联系的反应相比较时,如 C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1①, C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH 2②。
比较方法:利用反应①(包括ΔH 1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH 2)乘以某计量数,即得出ΔH 3=ΔH 1×某计量数-ΔH 2×某计量数,根据ΔH 3大于0或小于0进行比较。
专题二 焓变的大小比较知识梳理一、ΔH 大小比较时注意事项ΔH 是有符号“+”“-”的,比较时要带着符号比。
1.吸热反应的ΔH 为“+”,放热反应的ΔH 为“-”, 所以吸热反应的ΔH 一定大于放热反应的ΔH 。
2.放热反应的ΔH 为“-”,所以放热越多,ΔH 越小。
二、常见的几种ΔH 大小比较方法(1)如果化学计量数加倍,ΔH 的绝对值也要加倍 例如,H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH 1=-a kJ·mol -1;2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 2=-b kJ·mol -1,其中ΔH 2<ΔH 1<0,且b =2a 。
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同 在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)放热吸热A(l)放热吸热A(s),或者从三状态自身的能量比较:E (g)>E (l)>E (s),可知反应热大小亦不相同。
如S(g)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1=-a kJ·mol -1 S(s)+O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2=-b kJ·mol -1(3)晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同 如C(s ,石墨)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1=-a kJ·mol -1 C(s ,金刚石)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2=-b kJ·mol -1(4)根据反应进行的程度比较反应热大小①其他条件相同,燃烧越充分,放出的热量越多,ΔH 越小,如C(s)+12O 2(g)===CO(g) ΔH 1;C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2,则ΔH 1>ΔH 2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH 的绝对值。
如:2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)ΔH =-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ ,但ΔH 仍为-197 kJ·mol -1。
反应热及反应热大小的比较
栾春武
【期刊名称】《中学生数理化(尝试创新版)》
【年(卷),期】2012(000)012
【摘要】一.反应热的本质rn(1)从微观角度来讲,反应热是反应物化学键断裂吸收的热量与生成物化学键形成放出的热量的差值.如图1所示.
【总页数】2页(P30-31)
【作者】栾春武
【作者单位】河北
【正文语种】中文
【中图分类】O642.1
【相关文献】
1.反应热计算的考核途径及热量大小比较 [J], 曾韶平
2.煤直接液化反应热与石油炼制反应热的定性比较 [J], 赵渊;朱晓苏;李文博;赵占宝
3.比较反应热大小的几种方法 [J], 余寿坤
4.高考新宠儿——反应热大小判定规律及应用 [J], 王维德
5.高考新宠——反应热大小比较规律及应用 [J], 王明堂;
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第39讲 盖斯定律及应用[复习目标] 1.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
2.能综合利用反应热和盖斯定律比较不同反应体系反应热的大小。
考点一 盖斯定律与反应热的计算1.盖斯定律的内容一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。
即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
2.盖斯定律的意义间接计算某些反应的反应热。
3.盖斯定律的应用转化关系反应热间的关系 a A ――→ΔH 1B ;A ――→ΔH 21aBΔH 1=a ΔH 2 AΔH 1ΔH 2BΔH 1=-ΔH 2ΔH =ΔH 1+ΔH 2一、应用循环图分析焓变关系1.(2022·重庆,13)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。
为探究(NH 4)2SO 4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH 4/(kJ· mol -1)为( )A .+533B .+686C .+838D .+1 143 答案 C解析 ①NH 4Cl(s)===NH +4(g)+Cl -(g) ΔH 1=+698 kJ·mol -1;②NH 4Cl(s)===NH +4(aq)+Cl-(aq) ΔH 2=+15 kJ·mol -1;③Cl -(g)===Cl -(aq) ΔH 3=-378 kJ·mol -1;④12(NH 4)2SO 4(s)===NH +4(g)+12SO 2-4(g) ΔH 4;⑤12(NH 4)2SO 4(s)===NH +4(aq)+12SO 2-4(aq) ΔH 5=+3 kJ·mol -1;⑥12SO 2-4(g)===12SO 2-4(aq) ΔH 6=-530 kJ·mol -1;则⑤+①-⑥-②+③得④,ΔH 4=+838 kJ· mol -1, C 正确。
2.[2018·北京,27(1)]近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。
重难点十一反应热大小比较比较反应热大小的方法(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较物质由固体变成液态,由液态变成气态,都必定吸收热量;而由液态变成固态,由气态变成液态,或由气态直接变成固态,则放出热量.因此在进行反应热计算或大小比较时,应特别注意各反应物或生成物的状态,存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称.(2)根据热化学方程式中化学计量数比较热化学方程式中的化学计量数不表示分子数,而是表示反应物和生成物的物质的量,可以是分数.当化学计量系数发生变化(如加倍或减半)时,反应热也要随之变化.互为可逆的热化学反应,其反应热数值相等,符号相反.(3)根据反应物和生成物的性质比较对互为同素异形体的单质来说,由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要放出热量,因为能量越低越稳定;对于同一主族的不同元素的单质来说,与同一物质反应时,生成物越稳定或反应越易进行,放出的热量越多;而有些物质,在溶于水时吸收热量或放出热量,在计算总反应热时,不要忽视这部分热量.(4)根据反应进行的程度比较对于分步进行的反应来说,反应进行的越彻底,其热效应越大.如果是放热反应,放出的热量越多;如果是吸热反应,吸收的热量越多.如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量.对于可逆反应来说,反应进行的程度越大,反应物的转化率越高,吸收或放出的热量也越多。
【重难点指数】★★★★【重难点考向一】从物质的聚集状态比较反应热的大小【例1】根据以下3个热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1kJ/mol2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)ΔH=-Q2kJ/mol2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g)ΔH=-Q3 kJ/mol判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( )A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3【答案】A【名师点睛】考查反应热的大小比较,题目难度中等,本题注意从物质反应的程度以及物质的聚集状态的角度比较反应热的大小;三个反应都为放热反应,物质发生化学反应时,生成液态水比生成气态水放出的热量多,反应越完全,放出的热量越多,以此解答该题。
专题讲座(一)盖斯定律的应用和反应热的比较一、应用盖斯定律求焓变利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的方法:(1)确定待求反应的化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
二、反应热的比较比较反应热的大小,一般从以下几个方面考虑:(1)是带“+”“-”比较,还是不带“+”和“-”比较。
(2)化学计量数不同,反应热不同。
如:H2(g)+12O2(g)===H2O(l)ΔH1=-a kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH2=-b kJ·mol-1,ΔH1>ΔH2,a<b。
(3)同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。
①同一反应生成物状态不同时:A(g)+B(g)===C(g)ΔH1<0,A(g)+B(g)===C(l)ΔH2<0,C(g)===C(l)ΔH3<0,因为ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。
②同一反应反应物状态不同时:S(g)+O2(g)===SO2(g)ΔH1<0,S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH2<0,S(g)===S(s)ΔH3<0,ΔH2+ΔH3=ΔH1,所以ΔH1<ΔH2。
(4)中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。
但当酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。
若是NH3·H2O等弱碱,生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ。
(5)对于可逆反应,如3H(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1,是指生成2 mol NH3(g)时放出92.2 kJ的热量,而不是3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应就可放出92.2 kJ的热量,实际3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应放出的热量小于92.2 kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
盖斯定律的应用——反应热的比较、计算及热化学方程式的书写反应热是中学化学的重要内容,在近几年的高考中都有所涉及,特别是运用盖斯定律进行有关反应焓变的比较、计算以及热化学方程式的书写更是考查的重点和热点,该题型能够很好地考查学生综合分析问题的能力,命题角度灵活,但形式比较稳定,大都是与其他化学反应原理相互融合,往往都是以一定的工业生产为背景,在几个已知热化学方程式的基础上运用盖斯定律进行反应焓变的比较、计算以及热化学方程式的书写,在复习备考中应充分理解盖斯定律的本质,掌握解题的技能进行突破。
1.盖斯定律(1)内容对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都一样。
即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
(2)意义间接计算某些反应的反应热。
2.ΔH的比较要点(1)比较ΔH的大小时需考虑正负号,对放热反应,放热越多,ΔH越小;对吸热反应,吸热越多,ΔH越大。
(2)反应物和生成物的状态物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系(3)参加反应物质的量:当反应物和生成物的状态相同时,参加反应物质的量越多,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(4)反应的程度:参加反应物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
3.利用盖斯定律进行反应热计算的方法(1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调:调整中间物质的化学计量数。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。
(2)运用盖斯定律的三个注意事项①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
(3)运用盖斯定律的三个模板AΔH1ΔH2B1.(2018·全国卷Ⅰ,28(2)①)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
比较反应热大小的方法(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较物质由固体变成液态,由液态变成气态,都必定吸收热量;而由液态变成固态,由气态变成液态,或由气态直接变成固态,则放出热量.因此在进行反应热计算或大小比较时,应特别注意各反应物或生成物的状态,存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称.(2)根据热化学方程式中化学计量数比较热化学方程式中的化学计量数不表示分子数,而是表示反应物和生成物的物质的量,可以是分数.当化学计量系数发生变化(如加倍或减半)时,反应热也要随之变化.互为可逆的热化学反应,其反应热数值相等,符号相反.(3)根据反应物和生成物的性质比较对互为同素异形体的单质来说,由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要放出热量,因为能量越低越稳定;对于同一主族的不同元素的单质来说,与同一物质反应时,生成物越稳定或反应越易进行,放出的热量越多;而有些物质,在溶于水时吸收热量或放出热量,在计算总反应热时,不要忽视这部分热量.(4)根据反应进行的程度比较对于分步进行的反应来说,反应进行的越彻底,其热效应越大.如果是放热反应,放出的热量越多;如果是吸热反应,吸收的热量越多.如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量.对于可逆反应来说,反应进行的程度越大,反应物的转化率越高,吸收或放出的热量也越多。
【重难点指数】★★★★【重难点考向一】从物质的聚集状态比较反应热的大小【例1】根据以下3个热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1 kJ/mol2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)ΔH=-Q2 kJ/mol2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g)ΔH=-Q3 kJ/molA.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3【答案】A【名师点睛】考查反应热的大小比较,题目难度中等,本题注意从物质反应的程度以及物质的聚集状态的角度比较反应热的大小;三个反应都为放热反应,物质发生化学反应时,生成液态水比生成气态水放出的热量多,反应越完全,放出的热量越多,以此解答该题。