高二化学复习-----化学反与能量
一、焓变 反应热
焓是与内能有关的物理量,反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变(△H内能与什么有关)决定。
例题1:思考并补齐下图
1、反应热:在化学反应过程中所释放或吸收的能量都可以热量(或换成相应的热量)来表示,叫反应热,又称“焓变”,符号用△H表示,单位一般采用KJ/mol
2、列表讨论
放热反应 | 吸热反应 | |
表现行式 | △H﹤0或△H为“—” | △H﹥0或△H为“+” |
能量变化 | 生成物释放的总能量大于 反应物吸收的总能量 | 生成物释放的总能量小于 反应物吸收的总能量 |
键能变化 | 生成物总键能大于 反应物总键能 | 生成物总键能小于 反应物总键能 |
联系 | 键能越大,物质能量越低,越稳定,反之 键能越小,物质能量越高,越不稳定, | |
3、常见的放热反应有:燃料燃烧 酸碱中和 等, 常见的吸热反应有还原、分解等。
4、化学反应的基本特征:化学反应过程中,不仅有物质的变化,还有能量的变化,这种能量的变化常以热能、光能、电能等形式表现出来。
二、盖斯定律:
1、内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
2、理解
(1)途径角度:以登山为例。以图1—9所示,某人要从山下A点到达山顶B点,无论他用何种途径到达B点,他所处的位置的海拔相对于起点A来说,都高了300米,即山的高度与起点A和终点B的海拔有关,而与A点到达B点的途径无关。A点相当于反应体系的始态,B点相当于反应体系的终态,山的高度相当于化学反应的反应热。
3、盖斯定律的意义:利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热
例如:反应 C(S)+1/2 O2(g)===CO(g)的△H无法直接测得,可以结合下述两个两个反应的△H,利用盖斯定律进行计算。
C(S)+ O2(g)===CO2(g) △H1=—393.5KJ·mol-1
CO(g)+1/2 O2(g)===CO2(g) △H2=—283.0KJ·mol-1
根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的△H。
CO(g)+1/2 O2(g)
△H3
△H2
△H1
CO2(g)
C(S)+ O2(g)
△ H1=△H2+△H3
△ H3=△H1-△H2
=—393.5KJ·mol-1-(—283.0KJ·mol-1)
=-110.5 KJ·mol-1
则:C(S)+1/2 O2(g)===CO(g) △H3=-110.5 KJ·mol-1
说明:得用盖斯定律结合已知反应热在求解一些相关反应的反应热时,其关键是设计出合理的反应过程,利用热化学方程式可进行“+”、“-”等数学运算,适当加减已知方程式及反应热。
二、反应热的计算
【例1】 按照盖斯定律,结合下列反应方程式,回答问题。已知:
(1)Zn(s)+1/2O2(g)==ZnO(s) △H1=-351.1KJ·mol-1
(2)Hg(l)+1/2O2(g)==HgO(s) △H2=-90.7KJ·mol-1
求:(3)Zn(s)+HgO(s)==ZnO(s) +Hg(l) △H3==?
解: Zn(s)+1/2O2(g)==ZnO(s) △H1=-351.1KJ·mol-1
+ HgO(s)== Hg(l)+1/2O2(g) -△H2=-90.7KJ·mol-1
(3)=(1)-(2) Zn(s)+HgO(s)==ZnO(s) +Hg(l) △H3==△H1-△H2
△H3=-488.3 KJ·mol-1
习题
1、下列过程中,需要吸收能量的是( )
A、H+H=H2 B、H+Cl=HCl C、I2→I+I D、S+O2=SO2
2、吸热反应一定是( )
A、反应物总能量高于生成物总能量 B、释放能量的过程
C、反应物总能量低于生成物总能量 D、储存能量的过程
3、已知反应:X + Y = M + N为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( )
A、X能量一定高于M B、Y能量一定高于N
C、X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D、因该反应为 放热反应,故不必加热就可发生
4、已知氢气在中燃烧时产生苍白火焰,在反应过程中,破坏1 mol氢气的化学键消耗的能量为Q1kj,破坏1 mol的化学键消耗的能量为Q2kj ,形成1 mol氯化氢中的化学键消耗的能量为Q3kj,下列关系式正确的是:( )
A、Q1 + Q2 > Q3 B、Q1 + Q2 > 2Q3 C、Q1 + Q2 < Q3 D、Q1+ Q2 < 2Q3
5、在相同温度和压强下,将等质量的硫分别在足量的纯氧气中,空气中燃烧,设前者放出的热量为Q1,后者放出的热量为Q2则Q1和Q2相对大小判断正确的是( )
A、Q1= Q2 B、Q1 > Q2 C、Q1< Q2 D、无法判断
6、在烃分子中去掉2个H原子形成一个双键是吸热反应,大约需117kj/mol 热量。但1,3-环己二烯失去2 个H原子变成苯是放热反应,反应热数值是23.4 kj/mol, 以上事实表明 ( )
A、1,3-环己二烯加氢是吸热反应 B、1,3-环己二烯比苯稳定
C、苯加氢生成己烷是吸热反应 D、苯比1,3-环己二烯稳定
7、对于一个放热反应,已知产物的总能量为70KJ,那么反应物的总能量可能是( )
A、20KJ B、30KJ C、70KJ D、80KJ
8、下列说法正确的是( )
A、吸热反应在一定条件下也可以发生 B、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C、反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D、放热反应在常温下一定很容易发生
9、已知:C(s,金刚石)=C(s,石墨)△H=-1.9KJ/mol
C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H1
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H2
根据已述反应所得出的结论正确的是( )
A、△H1=△H2 B、△H1>△H2 C、△H1<△H2 D、金刚石比石墨稳定
10、下列反应既是氧化还原反应又是吸热反应的是( )
A、铝片和稀硫酸反应 B、Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl的反应
C、灼热的碳与二氧化碳反应 D、甲烷在氧气中的燃烧反应
11同温同压下,已知下列各反应为放热反应,下列各热化学方程式中热量数值最小的是
A. 2A ( l ) + B ( l ) = 2C (g ) △H1
B. 2A ( g ) + B ( g ) = 2C (g ) △H2
C. 2A ( g ) + B ( g ) = 2C ( l ) △H3
D. 2A ( l ) + B ( l ) = 2C ( l ) △H4
12下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是( )
A. CH4 ( g ) + 3/2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO ( g ) △H1
B. S ( s ) + 3/2O2 ( g ) = SO3 ( s ) △H2
C. C6H12O6 ( s ) + 6O2 ( g ) = 6CO2 (g) + 6H2O ( l ) △H3
D. 2CO ( g ) + O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) △H4
13已知在1×105 Pa,298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
AH2O ( g ) = H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) △H = +242 kJ/mol
B2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) △H = -484 kJ/mol
CH2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) △H = +242 kJ/mol
D2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) △H = +484 kJ/mol
14已知299 K时,合成氨反应 N2 (g ) + 3H2 ( g ) 2NH3 ( g ) △H = -92.0 kJ/mol,将此温度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失)( )
A一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ C. 一定小于92.0 kJ D. 不能确定
15在理论上不能用于设计原电池的化学反应是( )
A.HCl ( aq ) + NaOH ( aq ) = NaCl ( aq ) + H2O ( l ) △H < 0
B.2CH3OH ( l ) +3O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) + 4H2O ( l ) △H < 0
C.4Fe (OH)2 ( s ) + 2H2O ( l ) + O2 ( g ) = 4Fe (OH)3( s ) △H < 0
D.2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) △H < 0
16已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是()
A. 26.0 kJ B. 51.9 kJ C. 155.8 kJ D. 467.3 kJ
17、100g碳燃烧所得气体中,CO占1/3体积,CO2占2/3体积,且 C(S)+1/2 O2(g)===CO(g)△H=-110.35 KJ·mol-1 , CO(g)+1/2 O2(g)===CO2(g) △H=—282.57KJ·mol-1
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