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一、熱化學(xué)方程式的書寫應(yīng)注意三個問題
① 注明參加反應(yīng)各物質(zhì)的聚集狀態(tài);
② 標(biāo)出反應(yīng)熱數(shù)值,放熱反應(yīng)的ΔH為“-”,吸熱反應(yīng)的ΔH為“+”;
③ 由于熱化學(xué)方程式的系數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子或原子的個數(shù),故系數(shù)可用分?jǐn)?shù)表示。
例1 4 g硫粉完全燃燒時放出37 kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________。
二、反應(yīng)熱的簡單
例2 一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時放出的熱量為Q,它所生成的CO2用過量的石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀,則完全燃燒1 mol無水乙醇放出的熱量是( )
(A)0.5Q (B)Q (C)2Q (D)5Q
例3 1840年蓋斯提出了蓋斯定律:“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分?jǐn)?shù)步完成,這個過程的熱效應(yīng)是相同的!被鸺l(fā)射時可用肼(N2H4)為燃料以及NO2 作氧化劑,這兩者反應(yīng)生成N2和水蒸氣,已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol。寫出肼與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
例4 根據(jù)蓋斯定律,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱=生成物的總鍵能-反應(yīng)物的總鍵能(鍵能是指斷開 1 mol化學(xué)鍵需吸收的能量)。已知H—H、Cl—Cl、H—Cl 鍵的鍵能分別為436 kJ/mol、247 kJ/mol、431 kJ/mol,求H2+Cl2=2HCl的反應(yīng)熱。
例5.在同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式Q2>Q1的是( )
(A)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-Q2
(B)S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-Q2
(C)C(s)+1/2O2=CO(g) ΔH=-Q1 C(s)+O2=CO2(g) ΔH=-Q2
(D)H2+Cl2=2HCl ΔH=-Q1 1/2H2+1/2Cl2=HCl ΔH=-Q2
三、反應(yīng)熱的意義
熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱表示某狀態(tài)的反應(yīng)物按反應(yīng)方程式中的物質(zhì)的量(反應(yīng)物的系數(shù))完全反應(yīng)時的熱效應(yīng),而不論該反應(yīng)事實上是否完全進(jìn)行。
例6 298 K時,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。在該溫度下,取1 mol N2和3 mol H2放在密閉容器,在催化劑存在時進(jìn)行反應(yīng),測得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4 KJ。其原因是_______________________________________________。
四、利用反應(yīng)熱判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性
物質(zhì)內(nèi)部所含的能量越低,則該物質(zhì)越穩(wěn)定。根據(jù)反應(yīng)的熱效應(yīng),可比較物質(zhì)內(nèi)部能量的高低。
例7 已知石墨和金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式如下:
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.8 kJ/mol
C(金剛石)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-395.2 kJ/mol
試比較金剛石和石墨的穩(wěn)定性。
熱化學(xué)方程式書寫及反應(yīng)熱專題答案
1.S(s)+O2=SO2(g) ΔH=-296 kJ/mol
2.C
3.2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7 kJ/mol[!--empirenews.page--]
4.-[431×2-(436×1+247×1)]=-179 kJ/mol
5.A C
6.該熱化學(xué)方程式表示1 molN2和3 molH2完全反應(yīng)生成2 molNH3時放熱92.4 kJ/mol,因反應(yīng)可逆,在密閉容器中達(dá)平衡時,1 molN2和3 molH2不能完全反應(yīng)生成2 molNH3,因而放熱小于92.4 kJ
7、由①-②得, C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH=+1.4 kJ/mol,可見石墨轉(zhuǎn)變成金剛石吸熱,石墨內(nèi)部能量較低,故穩(wěn)定。