热化学方程式中和热全解
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高三化学反应中的能量变化、燃烧热与中和热【本讲主要内容】化学反应中的能量变化、燃烧热与中和热【知识掌握】【知识点精析】1、反应热(1)化学反应中的能量变化常以热的形式表现出来。
分为吸热反应和放热反应。
(2)在化学反应过程中放出或吸收的热量通常叫做反应热。
用△H表示。
(1)用于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)化学反应放出或吸收的热量,与参加反应的物质的多少和物质的状态有关。
热化学方程式书写要点:①必须注明每一种物质的状态;②热化学方程式中均写等号(可逆反应用可逆号);③方程式部分与△H用“;”分开;④放热反应△H<0,用“-;吸热反应△H>0,用“+”;⑤参加反应的物质的量必须与吸收或放出的热量相对应匹配;⑥注意在热化学方程式中△H的单位“KJ/mol”,表示的是反应物以“物质的量”为计量单位的热量变化。
3、燃烧热和中和热燃烧热和中和热都属于反应热。
(1)燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量。
这里要特别注意燃烧物质的用量和稳定的氧化物的含义。
碳燃烧可以生成CO、CO2。
CO2是稳定的氧化物。
碳的燃烧热是1mol碳燃烧生成CO2放出的热量。
(2)中和热是指“在稀溶液中酸跟稀碱发生中和反应生成1mol水放出的热量”。
在中学阶段,中和热是指可以用离子方程式 H++OH-=H2O表示的中和反应。
(3)书写燃烧热、中和热的热化学方程式时,必须是1mol物质完全燃烧或生成1mol 水放出的热量,不能随意改写计量数。
4、重点、难点突破(1)反应热与各物质能量的关系化学反应的过程,是反应物的化学键被破坏,生成物的化学键形成的过程。
破坏化学键要消耗能量,形成化学键要吸收能量。
△H=反应物总“键能”-生成物总“键能”。
所以,△H < 0 时,为放热反应;△H > 0时,为吸热反应。
对于放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,△H < 0。
考点三中和热【考点定位】本考点考查中和热,进一步理解中和热的概念及影响中和热数据的因素,并能书写表示中和热的热化学方程式及有关计算.【精确解读】1.定义:稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热.2.注意事项:①稀溶液是指物质溶于大量水,即大量水中物质的溶解热效应忽略不计;一般是指酸、碱的物质量浓度均小于或等于1mol•L-1;②中和热不包含离子在水中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应;③中和反应的实质是H+和OH-化合生成水;若反应过程中有其他物质生成(生成沉淀的反应一般为放热反应),这部分反应热也不包含在中和热内.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=—57.3kJ/mol表示强酸强碱稀溶液反应的中和热;④弱酸弱碱因为电离时要吸热或电离出的H+和OH—物质的量小于对应酸碱的物质的量,所以弱酸弱碱参加的中和反应,其中和热△H >-57。
3kJ/mol,表示中和热偏小;若采用浓硫酸或固体NaOH进行反应,中和热△H>—57。
3kJ/mol,中和热偏大,因为浓硫酸和固体NaOH溶解放热。
3.中和热热化学方程式的书写:中和热是以生成1molH2O所放出的热量来定义的,因此,书写中和热的热化学方程式时,以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数。
【精细剖析】1.燃烧热和中和热的比较:①相同点:都是放热反应的反应热,△H<0,单位都是kJ/mol;②不同点:燃烧热是以1mol可燃物完全燃烧放出的热量定义的,生成物不一定是1mol;中和热反应物不一定为1mol,但生成物水必须为1mol。
【典例剖析】下列关于中和热的说法中正确的是( )A.10 L 0。
05 mol•L-1Ba(OH)2溶液与20 L 0。
05 mol•L-1 HNO3反应时的反应热是中和热B.1 mol HCl气体通入1 L 0。
01 mol•L-1 NaOH溶液中反应时的反应热是中和热C.1 mol HClO与2 mol NaOH溶液反应时的反应热也可能是中和热D.只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时的反应热就是中和热【剖析】A。
中和热的测定一、实验目的1.掌握中和热的测定方法;2.通过中和热的测定,计算弱酸的离解热。
二、实验原理一摩尔的一元强酸溶液与一摩尔的一元强碱溶液混合时,所产生的热效应是不随着酸或碱的种类而改变的,因为这里所研究的体系中各组分是全部电离的。
因此,热化学方程式可用离子方程式表示:H++OH==H20 ΔH中和=一57.36kJ·mol-1上式可作为强酸与强碱中和反应的通式。
由此还可以看出,这一类中和反应与酸的阴离子或碱的阳离子并无关系。
若以强碱(NaOH)中和弱酸(CH3COOH)时,则与上述强酸、强碱的中和反应不同。
因为在中和反应之前,首先是弱酸进行解离,其反应为:CH3COOH = H++CH3COO—ΔH解离H++OH==H20 ΔH中和总反应:CH3COOH+OH—=H20+CH3COO—ΔH由此可见,ΔH是弱酸与强碱中和反应总的热效应,它包括中和热和解离热两部分。
根据盖斯定律可知,如果测得这一反应中的热效应ΔH以及ΔH中和,就可以通过计算求出弱酸的解离热ΔH解离。
三、仪器和试剂数字式贝克曼温度计; 杜瓦瓶; 量筒; 秒表;双路可跟踪直流稳定电源;浓度各为1.0mol的NaOH、HCI和CH3COOH溶液。
四、操作步骤1、实验准备清洗仪器。
打开数字式贝克曼温度计,预热5分钟。
调节基温选择按钮至20~C,按下温度/温差按键,使表盘显示温差读数(精确至0.001℃)。
打开直流稳压电源,调节电压10.0V。
连接稳压直流电源与量热计。
2.量热计常数的测定用量筒量取500ml蒸馏水注入用净布或滤纸擦净的杜瓦瓶中,轻轻塞紧瓶塞。
接通电源,调节旋钮记下10.0V时电流读数。
均匀搅拌4分钟。
然后,切断电源,每分钟记录一次贝克曼温度计的读数,记录10分钟。
读第10个数的同时,接通电源,并连续记录温度。
在通电过程中,电流、电压必须保持恒定(随时观察电流表与电压表,若有变化必须马上调节到原来指定值)。
记录电流、电压值。
第2课时中和反应的反应热及其测定[学习目标定位] 1.正确认识中和热的概念。
2.通过中和热的测定,初步学会测定化学反应反应热的实验方法,会分析测定反应热时误差产生的原因,并能采取适当措施减小实验误差。
一中和反应中和热1.中和反应的概念是酸和碱反应生成盐和水的反应,实质是酸电离产生的H+与碱电离产生的OH—结合成H2O。
强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的离子方程式为H++OH—===H2O。
2.写出下列反应的化学方程式(1)将0.02mol·L—1盐酸与0.02mol·L—1氢氧化钠溶液等体积混合:HCl+NaOH===NaCl+H2O。
(2)将0.01mol·L—1硫酸与0.02mol·L—1氢氧化钠溶液等体积混合:H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O。
3.上述两反应,若从物质类别的变化分析,其反应类型是中和反应;若从能量的变化分析,其反应类型是放热反应。
4.上述两反应的离子方程式是H++OH—===H2O,两反应过程中的热量变化相同(填“相同”或“不同”),判断的依据是参加两反应的H+、OH—的数目都相同。
归纳总结关于中和热的理解(1)中和热的概念是酸和碱在稀溶液中发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热。
(2)浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解,溶解要放出热量;若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离,电离要吸收热量,故放出的热量均不完全是中和热。
(3)强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时,1mol H+和1mol OH—反应生成1mol HO(l),放出57.3kJ的热量,表示为H+(aq)+OH—(aq)===H2O(l)ΔH=2—57.3kJ·mol—1。
1.下列说法正确的是()A.中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量B.1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热叫做中和热D.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液答案C解析本题考查的是中和热的概念,关键是记清楚有关中和热的问题。
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 。
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作第2课时热化学方程式中和反应反应热的测定1.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。
(重点)2.通过中和反应反应热的测定,初步学习测定化学反应热的实验方法。
3.能正确分析测定反应热时产生误差的原因,并能采取适当措施减小误差。
热化学方程式[基础·初探]教材整理1.概念能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.特点(与化学方程式比较)(1)指明了反应时的温度和压强,若在25_℃、101_kPa时进行的反应,可不注明。
(2)在化学方程式右边注明ΔH的“+”、“-”数值和单位。
(3)所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的状态。
常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体和溶液。
(4)化学计量数只表示物质的量,不表示微粒个数。
(5)化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同倍数。
3.意义热化学方程式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。
4.实例H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH =-285.8 kJ/mol ,表示在25 ℃、101 kPa,1 mol H 2与12mol O 2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ 。
[探究·升华][思考探究]已知有下列化学方程式: ①H 2+I 2△2HI②H 2(g)+I 2(g)200 ℃101 kPa 2HI(g)ΔH =-14.9 kJ·mol -1③H 2+Cl 2=====点燃2HCl ④H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g)ΔH =-184.6 kJ·mol -1 ⑤12H 2(g)+12Cl 2(g)===HCl(g)ΔH =-92.3 kJ·mol -1 ⑥H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(g)ΔH =-241.8 kJ·mol -1 ⑦H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l)ΔH =-285.8 kJ·mol -1 问题思考:(1)以上7个化学方程式,哪些不属于热化学方程式?化学方程式中的g 、l等代表什么意思?固(态)体和溶液如何表示?【提示】①、③不是热化学方程式。
A组—基础巩固1.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH1=-571.6 kJ·mol-1,则关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH2的说法正确的是()A.热化学方程式中的化学计量数表示分子数B.该反应的ΔH2大于零C.该反应的ΔH2=-571.6 kJ·mol-1D.该反应的ΔH2可表示36 g水分解时的热效应解析热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,ΔH2与ΔH1数值相等,符号相反,ΔH2=+571.6 kJ·mol-1可表示36 g液态水分解时的热效应。
答案 B考查内容热化学方程式的含义2.已知在25 ℃、101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9 kJ,则下列热化学方程式书写正确的是() A.2H2+O2===2H2OΔH=-142.9 kJ/molB.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-142.9 kJ/molC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ/molD.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=+571.6 kJ/mol解析书写热化学方程式要注意反应热的数值与反应物的物质的量和物质的聚集状态有关。
答案 C考查内容 热化学方程式的书写3.(双选)下列热化学方程式书写正确的是( )A .2SO 2+O 2=====500 ℃V 2O 52SO 3 ΔH =-196.6 kJ/mol B .H 2(g)+12O 2(g)===H 2O(l) ΔH =-285.8 kJ/mol C .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJD .C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ/mol解析 选项A 中的热化学方程式中未注明物质的状态,选项C 中ΔH 的单位错误。
答案 BD考查内容 热化学方程式的书写4.已知充分燃烧a g 乙烯气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ ,则乙烯燃烧的热化学方程式正确的是( )A .C 2H 4(g)+3O 2(g)===2CO 2(g)+2H 2O(l)ΔH =-2b kJ/molB .C 2H 4(g)+3O 2(g)===2CO 2(g)+2H 2O(l)ΔH =+2b kJ/molC .2C 2H 4(g)+6O 2(g)===4CO 2(g)+4H 2O(l)ΔH =-2b kJ/molD .2C 2H 4(g)+6O 2(g)===4CO 2(g)+4H 2O(l)ΔH =+b kJ/mol解析 乙烯燃烧是放热反应,ΔH 为负值,通过定性判断,排除B 、D两项,生成1 mol CO2时,放热b kJ,故生成2 mol CO2时,放热2b kJ。
答案 A考查内容热化学方程式的书写5.反应A+B―→C(ΔH<0)分两步进行:①A+B―→X(ΔH>0),②X―→C(ΔH<0)。
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是()解析因总反应为放热反应,反应①为吸热反应,反应②为放热反应,所以反应②放出的热量比反应①吸收的热量多。
选项A,图中反应①为放热反应,反应②为吸热反应,且总反应为吸热反应,错;选项B,图中反应①和反应②均为吸热反应,错;选项C,图中反应①和反应②均为放热反应,错。
答案 D考查内容 吸放热反应的实质6.(双选)0.3 mol 的气态高能燃料乙硼烷(B 2H 6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ 的热量,又知:H 2O(l)===H 2O(g) ΔH =+44 kJ/mol ,下列热化学方程式正确的是( )A.13B 2H 6(g)+O 2(g)===13B 2O 3(s)+H 2O(g) ΔH =-677.7 kJ/molB .B 2H 6(g)+3O 2(g)===B 2O 3(s)+3H 2O(g)ΔH =-2 165 kJ/molC .B 2H 6(g)+3O 2(g)===B 2O 3(s)+3H 2O(g)ΔH =-2 033 kJ/molD .B 2H 6(g)+3O 2(g)===B 2O 3(s)+3H 2O(l)ΔH =-2 033 kJ/mol解析 本题考查热化学方程式的书写。
需要注意的是题干中所给的生成物的聚集状态:水为液态,三氧化二硼为固态。
若写成水为气态,则需考虑水汽化时的吸热。
答案 AC考查内容 热化学方程式的书写7.运用中和反应反应热的测定方法,即保温、隔热的条件下,向盛有20 mL 2.08 mol/L NaOH 溶液的试管中分五次加入1-5 mL 未知浓度的H 2SO 4溶液(边加边振荡,每次加入1 mL)后,测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃,则该硫酸溶液的物质的量浓度约是()A.20.8 mol/L B.6.9 mol/LC.5.2 mol/L D.4.16 mol/L解析滴加H2SO4时溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和,此时用去H2SO4为4 mL。
设H2SO4的物质的量浓度为c mol/L,则20×10-3 L×2.08 mol/L=c×4×10-3 L×2,c=5.2 mol/L。
答案 C考查内容中和热的测定8.根据下图所示,写出反应的热化学方程式,并回答问题。
(1)反应过程(Ⅰ)的热化学方程式:__________________________。
(2)反应过程(Ⅱ)的热化学方程式:______________________。
(3)Q与Q1的关系:Q________Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析由图(Ⅰ)可知,A2(g)与B2(g)化合生成C(g)为放热反应,而图(Ⅱ)中C(g)分解生成A2(g)和B2(g)为图(Ⅰ)反应的逆反应,故二者的ΔH数值相等,符号相反,即Q=Q1。
答案(1)A2(g)+B2(g)===C(g)ΔH=-Q kJ/mol(2)C(g)===A2(g)+B2(g)ΔH=+Q1 kJ/mol(3)等于考查内容 热化学方程式的书写及ΔH 的比较9.长征Ⅱ火箭推进器中盛有强还原剂肼(N 2H 4)和强氧化剂液态双氧水(H 2O 2)。
当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。
已知:0.4 mol 液态肼与足量的液态双氧水反应放出256.0 kJ 的热量。
(1)该反应的热化学方程式为__________________________。
(2)则16 g 液态肼与液态双氧水反应生成气态水时放出的热量是________ kJ 。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________。
解析 (1)N 2H 4(肼)与H 2O 2发生氧化还原反应生成N 2和H 2O ,反应方程式为:N 2H 4+2H 2O 2===N 2+4H 2O 。
1 mol 肼反应生成气态水时放出的热量为256.0 kJ 0.4=640 kJ ,故其热化学方程式为:N 2H 4(l)+2H 2O 2(l)===N 2(g)+4H 2O(g) ΔH =-640 kJ/mol 。
(2)16 g 液态肼与H 2O 2完全反应生成2 mol 气态水时放出640 kJ 2=320 kJ 热量。
(3)反应产物是N 2和水。
对环境不会造成污染。
答案 (1)N 2H 4(l)+2H 2O 2(l)===N 2(g)+4H 2O(g)ΔH =-640.0 kJ/mol(2)320 (3)对环境无污染考查内容 热化学方程式的书写及计算B组—能力提升10.(2014·合肥模拟)化学反应A2+B2===2AB的能量变化如下图所示,则下列说法中正确的是()A.该反应是吸热反应B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键时能放出x kJ的能量C.断裂2 mol A—B键时需要吸收y kJ的能量D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量解析由图示可知:1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB 的总能量,故该反应为放热反应,A、D项错误;断裂化学键时需要吸收能量,B项错,C项正确。
答案 C考查内容能量变化与反应本质的关系11.下列说法或表示方法中正确的是()A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多B.由C(金刚石)→C(石墨);ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定C.在101 KPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ 热量,氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=+285.8 kJ·mol-1 D.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ解析物质在气态能量高,所以等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量少,A项不正确。
金刚石生成石墨属于放热反应,即金刚石的能量高于石墨的,而能量越高越不稳定,B项错误。
氢气燃烧是放热反应,ΔH小于0,C项错误。
由于浓氢氧化钠溶于水会放热,所以当生成1 mol水时实际放出的热量要大于57.3 kJ。
答案 D考查内容反应热的综合考察12.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。
则表示 1 mol甲醇燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________。
(2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95 kJ热量。
________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键,1 mol N—H键,1 mol N≡N 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为__________________________________________ __________________________________________________________。
解析(1)由题意知,1 g CH3OH燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放热22.68 kJ。