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选择性必修1(人教版2019)
第一章 化学反应的热效应
反应热的比较与计算
突破点1．反应热的计算方法
重难归纳
1.利用热化学方程式进行相关量的求解。
先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接计算物质的质量或反应热。其注意事项有:
(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比,因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热数值需同时做相应的改变。
(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。
(3)正、逆反应的反应热绝对值相等,符号相反。
2.根据反应物和生成物所具有的总焓计算。
已知反应物的总焓H(反应物)和生成物的总焓H(生成物),
ΔH=生成物的总焓-反应物的总焓,
即ΔH=H(生成物)-H(反应物)。
3.根据化学键变化时吸收或放出的热量计算。
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的总能量-生成物的化学键形成所释放的总能量。
(1)计算公式
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
(2)计算关键
利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。
4.根据物质的燃烧热ΔH计算。
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热,即Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。
5.根据盖斯定律计算。
盖斯定律应用三步流程
【典型例题1】已知:P4(g)+6Cl2(g)══4PCl3(g)　ΔH=a kJ·mol-1, P4(g)+10Cl2(g)══4PCl5(g)　ΔH=b kJ·mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl的键能为1.2c kJ·mol-1。
下列叙述中正确的是(　　)。
A.P—P的键能大于P—Cl的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl—Cl的键能为 kJ·mol-1

D.P—P的键能为 kJ·mol-1
C
6.根据比热公式计算。
计算中和反应的反应热时,会利用比热公式Q=cmΔt计算中和反应放出的热量。
【典型例题2】(1)已知:
①2N2O5(g)══2N2O4(g)+O2(g)　ΔH1=-4.4 kJ·mol-1
②2NO2(g)══N2O4(g)　ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
则反应N2O5(g)══2NO2(g)+ O2(g)的ΔH=　　 kJ·mol-1。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
③2SiHCl3(g)══SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1
④3SiH2Cl2(g)══SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g)══SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为________　　 kJ·mol-1。?
【变式训练1】(1)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F键、S—F键需吸收的能量分别为
160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)══SF6(g)的反应热ΔH为
(　　)。
A.-1 780 kJ·mol-1 B.-1 220 kJ·mol-1
C.+430 kJ·mol-1 D.+110 kJ·mol-1
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:





则该反应的ΔH=　　　　　　　　　　　。?
化学键
C—H
C=O
H—H
C≡O(CO)



413
745
436
1 075
答案:(1)B
(2)+120 kJ·mol-1
解析:(1)反应S(s)+3F2(g)══SF6(g)的
ΔH=(280+160×3-330×6) kJ·mol-1=-1 220 kJ·mol-1。
(2)ΔH=[4×E(C—H)+2×E(C=O)]-[2×E(C≡O)+2×E(H—H)]=(4×413+2×745) kJ·mol-1-(2×1 075+2×436) kJ·mol-1 =+120 kJ·mol-1。
(2)将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。科学家发明的直接氧化法的原理为4HCl(g)+O2(g)══
2Cl2(g)+2H2O(g)。直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)══CuCl(s)+ Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1
CuCl(s)+ O2(g)══CuO(s)+ Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)══CuCl2(s)+H2O(g)
ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)══2Cl2(g)+2H2O(g)的
ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1。?
答案:(1)+89.3　(2)-116
解析:(1)根据盖斯定律,反应①+②可得反应③,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=+100.3 kJ·mol-1+(-11.0 kJ·mol-1)
=89.3 kJ·mol-1。
(2)把题中热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,2×①+2×②+2×③可得4HCl(g)+O2(g)══
2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=2ΔH1+2ΔH2+2ΔH3=+83 kJ·mol-1 ×2+(-20 kJ·mol-1×2)+(-121 kJ·mol-1×2)=-116 kJ·mol-1。
重难归纳

(1)与“符号”相关的反应热的比较。
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽然“-”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即放热越多,ΔH反而越小。
突破点2.　反应热大小比较
(2)与“化学计量数”相关的反应热比较。
例如,
H2(g)+ O2(g)══H2O(l)　ΔH1=-a kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1,aΔH2。
1.比较反应热的大小,一般从以下几个方面考虑。
(3)与“物质聚集状态”相关的反应热比较。
①反应物相同,生成物状态不同时。
A(g)+B(g)══C(g)　ΔH1<0,
A(g)+B(g)══C(l)　ΔH2<0,
因为C(g)══C(l)　ΔH3<0,则ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。
②生成物相同,反应物状态不同时。
S(g)+O2(g)══SO2(g)　ΔH1<0
S(s)+O2(g)══SO2(g)　ΔH2<0



ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,
又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
2.注意事项
①比较“反应热”或ΔH的大小时,必须考虑“+”“-”符号。
②参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化。
2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1。
③对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量,而不是3 mol H2与1 mol N2混合,在一定条件下反应就能放出92.4 kJ的热量,因为该反应可逆,反应物不能完全转化为生成物,3 mol H2与1 mol N2在一定条件下反应放出的热量小于92.4 kJ。
④反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例如, S(g)+O2(g)══SO2(g)　ΔH1=-Q1 kJ·mol-1,S(s)+O2(g)══SO2(g)　ΔH2= -Q2 kJ·mol-1,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生反应,而由固态到气态是需要吸收能量的,所以Q2 ⑤强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。当酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶于水时放出热量,若用浓硫酸与强碱反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。由于弱酸、弱碱电离过程吸热,用弱酸与强碱(或弱碱与强酸)反应生成1 mol H2O时放出热量小于57.3 kJ。
3.比较类型
(1)直接比较法
①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
④对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，
表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时，放出的热量为197 kJ，实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应，生成物的状态不同
如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0
因为C(g)===C(l)　ΔH3 <0， 而ΔH3＝ΔH2－ΔH1，则ΔH1>ΔH2。
②同一反应，反应物的状态不同
如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
③同素异形体的不同单质发生相似反应，产物相同时
如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
[典例1]　室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)== CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2>ΔH3　　　　　　 B．ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3
[解析]　1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。
B
[典例2]　下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的(　　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1；C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3；S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH5；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7；CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH8
A．仅①② B．仅①④
C．仅②③④ D．仅②③
解析：①中前式减后式得CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2；②中前式减后式得S(s)===S(g)　ΔH＝ΔH3－ΔH4>0，故ΔH3>ΔH4；③中ΔH6＝2ΔH5，且ΔH6、ΔH5均小于零，故ΔH5>ΔH6；④中ΔH7>0，ΔH8<0，故ΔH7>ΔH8。
C
易错提醒
(1)比较反应热的大小时,不能只比较ΔH数值的大小,应带“+”“-”进行比较。
(2)可逆反应不能进行到底,实际反应放出或吸收的热量小于热化学方程式中反应热的绝对值。
(3)对于放热反应,可利用状态不同迅速比较反应热的大小。当反应物状态相同,生成物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少;当反应物状态不同,生成物状态相同时,反应物为固体时反应放热最少,反应物为气体时反应放热最多。
解析：物质的燃烧反应均为放热反应，则ΔH1、ΔH3、ΔH4均小于0，故A、B项错误；将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，①＝②＋③，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；根据盖斯定律，3×③＝④＋2×⑤，故3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，D项错误。
C
解析：A项，甲醇燃烧是放热反应，ΔH1<0，错误；B项，H2O(g)===H2O(l)，放出热量，反应③放出的热量多，ΔH3小，错误；C项，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－2ΔH5，错误；D项，根据盖斯定律可得2CO(g)＋4H2(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝2ΔH5＋ΔH1，相当于CO、H2的燃烧，均为放热反应，正确。
D
3．下列各组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是(　　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
③Mg(s)＋2HCl(aq)===MgCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1
Ca(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2
④CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH1
HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH2
A．②③④ B．①
C．②④ D．①②③
A

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