2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第20讲 化学能与热能学案

人人人他他他有意义4．[2015·全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g) ΔH＝＋11 kJ·mol

－1,

1 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。 答案 299

解析 形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收2a kJ能量，则有2a－587＝11，得a＝299 kJ。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol＋436 kJ·mol＋151 kJ·mol＝598 kJ·mol，则E(H—I)＝299 kJ·mol]

(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。

(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，如H2O分子中含有2个H—O共价键，NH3分子中含有3个N—H共价键等。要注意晶体结构中化学键的情况，常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键，1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键，1 mol 石墨晶体中含有1.5 mol C—C键，1 mol金刚石含有2 mol C—C键，1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。

题组三 书写热化学方程式

5．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

－1

－1

－1

－1

－1

答案 A2(g)＋B2(g)===2AB(g) ΔH＝＋(a－b) kJ·mol

解析 由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b) kJ·mol。 6．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)。

－1

－1

5

人人人他他他有意义试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。 答案 N2(g)＋3H2(g)

2NH3(l) ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol

－1

7．写出下列反应的热化学方程式

(1)一定量N2(g)与一定量H2(g)在一定条件下反应生成2 mol NH3(g)，放出92.2 kJ热量。 ________________________________________________________________________。 (2)14 g N2(g)与适量的O2(g)在一定条件下反应生成NO(g)，吸收34 kJ热量。 ________________________________________________________________________。 (3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_____________________________ ________________________________________________________________________。 (4)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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是__________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol

－1

－1

(2)N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋68 kJ·mol

(3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ·mol (4)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol (5)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol

书写热化学方程式要“五查”

(1)查热化学方程式是否配平。 (2)查各物质的聚集状态是否正确。 (3)查ΔH的“＋”“－”符号是否正确。 (4)查反应热的单位是否为kJ·mol。 (5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。

－1

－1

－1

－1

考点二 燃烧热、中和热、能源

6

人人人他他他有意义1．燃烧热 (1)概念

在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，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ·mol表示。

燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。 (2)表示的意义：

例如C的燃烧热ΔH为－393.5 kJ·mol，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。

(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol纯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 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如： 25－1

C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol，即C8H18的燃烧热ΔH为－

25 518 kJ·mol。

(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。 式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；ΔH为可燃物的燃烧热。 2．中和热

(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。 (2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 mol液态H2O；③用离子方程式可表示为OH(aq)＋H(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol。 3．中和热的测定 (1)实验装置

＋

－1

－

－1

－1－1

(2)实验说明

①中和热的测定实验中，NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度是确保HCl反应完全。若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。 ②中和热的计算公式

?m酸＋m碱?·c·?t终－t始?－1ΔH＝－kJ·mol

n水

③实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H(或OH)需要吸收

＋－

7

人人人他他他有意义热量，故测定的中和热的数值小于57.3 kJ·mol；若用浓硫酸与强碱反应测定反应热，因浓硫酸稀释要放热，故测定的反应热的数值大于57.3 kJ·mol。 (3)误差分析 ①分析的依据

看实验中有哪些因素能造成(t终－t始)出现误差。若(t终－t始)偏大，则|ΔH|偏大；若(t－t始)偏小，则|ΔH|偏小。 ②误差分析实例

50 mL 0.50 mol·L盐酸与50 mL 0.55 mol·L NaOH溶液反应的误差分析：

引起误差的实验操作 保温措施不好 搅拌不充分 所用酸、碱浓度过大 用同浓度的氨水代替NaOH溶液 用同浓度的醋酸代替盐酸 用50 mL 0.50 mol·L NaOH溶液 4.能源 (1)能源分类

－1－1

－1

终

－1

－1

t终－t始 |ΔH| 偏小 偏小 偏大 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏大 偏小 偏小 偏小

(2)解决能源问题的措施

①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。

②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

3－1

1．(1)S(s)＋O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol(燃烧热) (ΔH的数值正确)( )

2

8