高考化学一轮复习 专题7.1 化学反应中能量变化(讲)(含

(2)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算

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。

如H2与Cl2燃烧生成HCl的反应,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),断裂旧键吸收的总能量为679 kJ·mol,新键形成过程中释放的总能量为862 kJ·mol,故该反应的反应热ΔH=679 kJ·mol-862 kJ·mol=-183 kJ·mol。 2.注意事项

(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作相同倍数的改变。

(2)热化学方程式中的反应热是指按所给形式完全进行时的反应热。 (3)正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。

【典型例题6】【宁夏六盘山高级2016届上期中】黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸

的热化学方程式为: ( )

S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol

已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·mol 2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol 则x为( )

A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b 【答案】A 【解析】

试题分析:已知碳的燃烧热为ΔH1= a kJ·mol,则碳的燃烧热化学方程式为,①C(s)+O2(g)=CO2

(g) ΔH1= a kJ·mol

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,②S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2=bkJ·mol

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,③

2K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3=ckJ·mol=3ΔH1+ΔH2—ΔH3,即x=3a+b-c,答案选A。 考点:盖斯定律

,根据盖斯定律,可得ΔH

【点评】像这种根据盖斯定律进行反应热计算的试题,关键是找出欲求的热化学方程式与已知

几个热化学方程式的关系,通过必要的加减乘除除掉欲求热化学方程式中没有,而已知热化学方程式有的物质,如该题欲求的热化学方程式中没有Fe2O3和Fe3O4,所以只要想办法除掉这两种物质即可。

【迁移训练6】【浙江杭州高级2016届第三次月考】最近意大利罗马大学的Fulvio Cacace等

人获得了极具理论研究意义的N4分子,N4分子结构如图所示,已知断裂1molN—N键吸收

167kJ热量,生成1molN≡N键放出942kJ热量。根据以上信息和数据,则1molN4(g)生成N2(g)的ΔH为 ( )

A. -882kJ/mol B.+441kJ/mol C.+882kJ/mol D.-441kJ/mol 【答案】A

考点:考查反应热的计算。

考点三:中和热的测定

1.实验用品 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、两个量筒(50 mL)、泡沫塑料或纸

条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。

2.测量方法与步骤:

①测量原理:ΔH×n=-(m酸+m碱)·c·(t终-t始) ②操作步骤

a.量取50 mL 0.50 mol/L的盐酸,倒入小烧杯中,测定其温度,记作tHCl,然后将温度计上的酸用水冲洗干净(洗液不倒入小烧杯)。

b.用另一个量筒最取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,测定其温度,记作tNaOH,然后将温度计上的碱用水冲洗干净。

c.先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中,然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(注意不要洒到外面),用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度,记作t终。

d.重复上述实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算数据。 e.根据实验数据计算:t始=

(若实验过程中保证盐酸与NaOH溶液温度相同,则无需用该公式计算) (50g+50g)×4.18J/(g·℃)×(t终-t始)0.418(t终-t始)

ΔH=- =- KJ/mol

nmol0.025

3.中和热测定实验中需注意的事项:

(1)注意温度相同。必须确保酸、碱两种溶液的温度相同。

(2)注意酸、碱的浓度大小。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大。

(3)注意保温。必须确保实验过程中酸、碱中和反应放出的热量不能扩散到测定仪器以外。 (4)注意温度计的使用。实验宜使用精确度为0.1℃的温度计,且测量时应尽可能读准。温度

计的水银球要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。 (5)注意两个近似。一个是体系的比热容近似等于水的比热容,二是酸、碱溶液的密度近似等于水的密度。

【典型例题7】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小

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烧杯中,设

法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题: (1)为什么所用NaOH溶液要稍过量?__________________

________________________________________________________。 (2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(填序号)。

A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入

(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。

A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯

D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动

(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L的

稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。

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(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm,又知中和反应后生成溶液的比热容

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c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:

起始温度t1/ ℃ 盐酸 1 2 3 20.0 20.2 20.5 氢氧化钠溶液 20.1 20.4 20.6 终止温度实验序号 t2/ ℃ 混合溶液 23.2 23.4 23.6 依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=__________(结果保留一位小数)。

(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理

由是____________________________________________________________。

【答案】(1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D (4)ΔH1=ΔH2<ΔH3

(5)-51.8 kJ·mol (6)不能 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热

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【点评】理解测量中和热的原理,掌握量热计的原理,理解记忆该实验的注意事项,能正确分

析该实验的误差分析。

【迁移训练7】为了研究化学反应A+B===C+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。

当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题:

(1)该反应为____________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)A和B的总能量比C和D的总能量____________(填“高”或“低”)。 (3)物质中的化学能通过______转化成______释放出来。

(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。

(5)若甲烷的燃烧热为890KJ/mol,请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式__________. 【答案】(1)放热 (2)高 (3)化学反应 热能 (4)低 (5)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890kJ·mol 【解析】

试题分析:(1)由于发生反应A+B═C+D,U型管中甲处液面下降乙处液面上升,根据气体具有

热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应,故答案为:放热;(2)由于A+B═C+D的反应为吸热反应,所以A和B的总能量比C和D的总能量高,故答案为:高;(3)化学变化伴随着物质和能量变化,物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来,故答案为:热能;(4)化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,该反应为吸热反应,则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。(5)若甲烷的燃烧热为890KJ/mol,请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890kJ·mol 考点:探究吸热反应和放热反应

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