高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第1节 化学能与热能学案 下载本文

(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH=E1-E2;

(2)催化剂能降低正、逆反应所需活化能,能提高反应物活化分子百分含量,但不影响焓变的大小。

命题点3 化学键变化(或键能)与ΔH的互算

6.(2018·山西大学附中模拟)根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH为( )

化学键 键能/(kJ·mol) A.-485 kJ·mol C.+1 940 kJ·mol

-1-1-1C—H 414 C—F 489 -1H—F 565 F—F 155 B.+485 kJ·mol D.-1 940 kJ·mol

-1

-1

D [ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=414 kJ·mol×4+155 kJ·mol

1

×4-489 kJ·mol×4-565 kJ·mol×4=-1 940 kJ·mol。]

-1,

-1-1-1

7.(2015·全国Ⅰ卷,节选)已知反应2HI(g)===H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol1 mol

H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。

【解析】 设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x,则2x-436 kJ-151 kJ=+11 kJ,x=299 kJ。 【答案】 299

[方法技巧] ΔH的三种基本计算公式

(1)ΔH=反应物总键能之和-生成物总键能之和

(2)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=H(生成物)-H(反应物) (3)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能 注意:常见物质(1 mol)中化学键数目 物质 键数 CO2 (C===O) 2 CH4 (C—H) 4 P4 (P—P) 6 SiO2 (Si—O) 4 石墨 1.5 金刚 石 2 S8 (S—S) 8 Si 2 命题点4 热化学方程式的书写与判断 8.(2014·海南高考)标准状态下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol和495 kJ/mol。下列热化

5

学方程式正确的是( )

1

A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=-485 kJ/mol

21

B.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+485 kJ/mol

2 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+485 kJ/mol D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485 kJ/mol 1

D [H2O(g)===H2(g)+O2(g)

2

11

ΔH=2ΔH(H—O)-ΔH(H—H)-ΔH(O===O)=2×463 kJ/mol-436 kJ/mol-×495

22kJ/mol=+242.5 kJ/mol,A、B项均错误;2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=2ΔH(H—H)+ΔH(O===O)-4ΔH(H—O)=2×436 kJ/mol+495 kJ/mol-4×463 kJ/mol=-485 kJ/mol,C项错误,D项正确。]

9.根据信息,写出下列热化学方程式。 【导学号:97500103】

(1)(2016·天津高考)Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式:__________________________________。

(2)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题: 已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为______________________________________________________

________________________________________________________________。

(3)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________

________________________________________________________________。

(4)在一定条件下,将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气,达到平衡时N2的转化率为25%,放出Q kJ的热量,写出N2与H2反应的热化学方程式为_______________________________________________。

(5)化学反应N2+3H2===2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)

6

试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式:_________________。 【解析】 (1)室温时产物SiCl4为液态(l)。 (2)室温时AX3为液态(l),AX5为固态(s)。

(3)根据碳原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀,则乙醇为0.5 mol,据此可写出反应的热化学方程式。

(4)1 mol N2完全反应的热量为 kJ=4Q kJ,故N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=

1×25%-4Q kJ·mol。

(5)根据箭头的指向可知a、b、c均为正值。

【答案】 (1)Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687 kJ·mol (2)AX3(l)+X2(g)===AX5(s)

ΔH=-123.8 kJ·mol

(3)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-2Q kJ·mol

(4)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)

ΔH=-4Q kJ·mol

(5)N2(g)+3H2(g)===2NH3(l)

ΔH=2(a-b-c) kJ·mol

[思维建模] 判断热化学方程式“5步”法

-1-1-1-1

-1

-1

Q

考点2| 燃烧热 中和热 能源 (对应学生用书第111页)

7

[考纲知识整合]

1.燃烧热和中和热

燃烧热 能量变化 相同点 ΔH及 其单位 反应物的量 生成物的量 不同点 反应热 的含义 1_mol 不确定 101 kPa时,1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 燃烧热ΔH=-a kJ·mol1-中和热 放热 ΔH<0,单位均为kJ·mol 不一定为1 mol 生成水的量为1_mol 在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成1_mol_H2O时所放出的热量 强酸与强碱反应的中和热ΔH=-57.3_kJ·mol -1-1表示方法 (a>0) 提醒:(1)中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,与碱反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时,生成1 mol H2O放出的热量大于57.3 kJ。 (2)对于中和热、燃烧热,由于它们反应放热是确定的,所以描述中不带“-”,但其焓变为负值。 (3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol,当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1 mol。 (4)常温时稳定氧化物示例:H→H2O(l),C→CO2(g),S→SO2(g)。 2.中和反应热的测定 (1)实验装置

(2)中和热的测定 ①测定原理 ΔH=-

m酸+m碱·c·t终-t始

n c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。

(3)注意事项

①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失。

8