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文檔簡介
化學(xué)能與熱能知識點01放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)知識點03反應(yīng)過程中熱量大小的比較知識點05熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷知識點07能源知識點02三個重要概念知識點04能量-反應(yīng)過程圖像知識點06反應(yīng)熱的有關(guān)計算知識點01放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)1.前提條件:必須是化學(xué)反應(yīng)(1)物質(zhì)的溶解過程:主要發(fā)生物理變化①放熱過程:濃硫酸、NaOH固體溶于水②吸熱過程:NH4NO3固體溶于水(2)狀態(tài)變化:發(fā)生物理變化①放熱過程:凝固、液化、凝華等②吸熱過程:升華、汽化、熔化等(3)化學(xué)鍵的變化①放熱過程:化學(xué)鍵的形成過程,如2H→H2,Na++Cl-=NaCl②吸熱過程:化學(xué)鍵的斷裂過程,如H2→2H,NaCl=Na++Cl-2.本質(zhì)判據(jù)(1)能量角度①放熱反應(yīng):反應(yīng)物的能量總和>生成物的能量總和②吸熱反應(yīng):反應(yīng)物的能量總和<生成物的能量總和(2)鍵能角度①放熱反應(yīng):反應(yīng)物的鍵能總和<生成物的鍵能總和②吸熱反應(yīng):反應(yīng)物的鍵能總和>生成物的鍵能總和3.條件判據(jù)(1)需要持續(xù)加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)(2)反應(yīng)開始需要加熱,停熱后仍能繼續(xù)進(jìn)行,一般是放熱反應(yīng)4.現(xiàn)象判據(jù)(1)反應(yīng)體系的溫度變化①體系的溫度升高:放熱反應(yīng)②體系的溫度降低:吸熱反應(yīng)(2)密閉體系的壓強(qiáng)變化①體系的壓強(qiáng)增大:放熱反應(yīng)②體系的壓強(qiáng)減小:吸熱反應(yīng)(3)液體的揮發(fā)程度①液體的揮發(fā)程度增大:放熱反應(yīng)②液體的揮發(fā)程度減小:吸熱反應(yīng)(4)催化劑的紅熱程度①停熱后催化劑繼續(xù)紅熱:放熱反應(yīng)②停熱后催化劑不再紅熱:吸熱反應(yīng)5.經(jīng)驗判據(jù)(1)放熱反應(yīng)①金屬、金屬氧化物與酸或水的反應(yīng)②可燃物的燃燒反應(yīng)及緩慢氧化③酸和堿的中和反應(yīng)④鋁熱反應(yīng),如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3⑤大多數(shù)的化合反應(yīng)。如2NO2N2O4(2)吸熱反應(yīng)①大多數(shù)的分解的反應(yīng)(2H2O22H2O+O2↑除外)②銨鹽和堿反應(yīng),如Ba(OH)2?8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3?H2O+8H2O③鹽的水解反應(yīng)④兩個特殊反應(yīng):C+CO22CO、C+H2O(g)CO+H2⑤碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng)6.自發(fā)判據(jù):△H-T△S<0(1)A(g)+B(l)=C(l)自發(fā)進(jìn)行,ΔH<0(2)2AB(g)C(g)+3D(g)高溫自發(fā),ΔH<07.注意事項(1)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)條件無必然關(guān)系①在高溫下才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)②在常溫下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)③使用催化劑的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)(2)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)是化合還是分解無必然關(guān)系①化合反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)②分解反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)8.反應(yīng)的活化能(1)正反應(yīng)的活化能為:E1(2)逆反應(yīng)的活化能為:E2(3)正反應(yīng)的反應(yīng)熱為:△H=(E1-E2)kJ·mol-1(4)活化能和反應(yīng)熱效應(yīng)的關(guān)系①放熱反應(yīng):Ea正<Ea逆②吸熱反應(yīng):Ea正>Ea逆(5)催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,但不影響反應(yīng)熱的大小(6)活化能和反應(yīng)速率的關(guān)系(相同溫度)①反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢②若Ea正>Ea逆,則v正<v逆(1)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成,任何化學(xué)反應(yīng)都具有熱效應(yīng)。(2)不能根據(jù)反應(yīng)條件判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱,需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),不需要加熱就能進(jìn)行的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)。(3)有能量變化的過程不一定是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng),如水結(jié)成冰放熱但不屬于放熱反應(yīng)。(4)物質(zhì)三態(tài)變化時,能量的變化形式為固態(tài)eq\o(,\s\up14(吸熱),\s\do14(放熱))液態(tài)eq\o(,\s\up14(吸熱),\s\do14(放熱))氣態(tài)。【典例01】下列過程屬于放熱反應(yīng)的是A.用石灰石燒制石灰 B.在鋅粒中加稀硫酸C.濃硫酸的稀釋 D.硫酸銨與氫氧化鈣的反應(yīng)【答案】B【分析】常見的放熱反應(yīng)為所有的物質(zhì)燃燒、所有金屬與酸反應(yīng)、金屬與水反應(yīng),所有中和反應(yīng);絕大多數(shù)化合反應(yīng)和鋁熱反應(yīng);常見的吸熱反應(yīng)為絕大數(shù)分解反應(yīng),個別的化合反應(yīng)(如C和CO2),少數(shù)分解置換以及某些復(fù)分解(如銨鹽和強(qiáng)堿)。【詳解】A.用石灰石燒制石灰的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故A錯誤;B.活潑金屬和酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),故B正確;C.濃硫酸的稀釋是放熱過程,但不是化學(xué)反應(yīng),故C錯誤;D.硫酸銨與氫氧化鈣反應(yīng)生成氨氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故D錯誤;故選B。【典例02】某反應(yīng)使用催化劑后,其反應(yīng)過程中能量變化如下圖,下列說法正確的是
A.使用催化劑可以加快反應(yīng)速率的原因是提高了反應(yīng)的活化能B.使用催化劑后,不變C.反應(yīng)①是放熱反應(yīng),反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)D.【答案】B【詳解】A.使用催化劑后,活化能降低,可以加快反應(yīng)速率,故A錯誤;B.使用催化劑后,活化能降低,焓變不變,故B正確;C.根據(jù)圖中信息,反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),反應(yīng)②是放熱反應(yīng),故C錯誤;D.根據(jù)圖中信息得到總反應(yīng)=①+②,按蓋斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2,故D錯誤。綜上所述,答案為B。知識點02三個重要概念1.燃燒熱(25℃、101kPa)(1)概念:1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物的反應(yīng)熱(2)穩(wěn)定氧化物:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、P→P2O5(s)(3)單位:kJ/mol(4)表示:C的燃燒熱為-393.5kJ/mol(5)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式:可燃物的化學(xué)計量數(shù)為12.熱值(25℃、101kPa)(1)概念:1g可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物的反應(yīng)熱(2)單位:kJ/g(3)表示:C的熱值為-32.8kJ/g(4)燃燒熱和熱值的換算關(guān)系:燃燒熱=熱值×摩爾質(zhì)量3.中和熱(1)概念:稀溶液中酸跟堿反應(yīng)生成1mol水時的反應(yīng)熱(2)單位:kJ/mol(3)表示中和熱的熱化學(xué)方程式:H2O的化學(xué)計量數(shù)為1(4)表示:強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為-57.3kJ·mol-1(1)中和反應(yīng)反應(yīng)熱是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液生成1molH2O放出的熱量為57.3kJ,弱酸弱堿電離時吸熱,生成1molH2O時放出的熱量小于57.3kJ。濃硫酸稀釋時放熱,生成1molH2O時放出的熱量大于57.3kJ。(2)對于中和反應(yīng)反應(yīng)熱、燃燒熱,由于它們反應(yīng)放熱是確定的,所以描述中不帶“一”,但其焓變?yōu)樨?fù)值。(3)當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示中和反應(yīng)反應(yīng)熱時,生成H2O的物質(zhì)的量必須是1mol,當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱時,可燃物的物質(zhì)的量必須為1mol。【典例03】下列說法正確的是A.乙烯完全燃燒時,放出的熱量就是乙烯的燃燒熱B.在25℃、101kPa時,1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱C.由2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1可知,CO的燃燒熱為283kJ·mol-1D.乙炔的燃燒熱為1299.6kJ·mol-1,則反應(yīng)2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-2599.2kJ·mol-1【答案】C【詳解】A.燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,沒指明乙烯為1mol,故A錯誤;B.沒指明碳完全燃燒生成指定產(chǎn)物CO2(g),故B錯誤;C.2molCO完全燃燒放出熱量566kJ,則1molCO完全燃燒生成CO2(g)放出熱量為283kJ,所以其燃燒熱為283kJ·mol-1,故C正確;D.熱化學(xué)方程式中生成物水應(yīng)為液態(tài),故D錯誤;答案選C。【典例04】下列有關(guān)說法正確的是A.同溫同壓下,反應(yīng)在光照和點燃條件下的不同B.已知,,則C.表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:D.和反應(yīng)中和熱,則:【答案】B【詳解】A.只與反應(yīng)體系的始末狀態(tài)有關(guān),與反應(yīng)條件無關(guān),故A錯誤;B.碳燃燒為放熱反應(yīng),為負(fù)值;燃燒充分,放熱更多,數(shù)值更大,更小,所以,故B正確;C.燃燒熱是指1mol可燃物然全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,H元素對應(yīng)的指定產(chǎn)物時液態(tài)水,故C錯誤;D.中和熱是指酸堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1molH2O時所放出的熱量,生成2molH2O的同時,鋇離子和硫酸根離子化合生成硫酸鋇,也放出熱量,所以,故D錯誤;答案選B。知識點03反應(yīng)過程中熱量大小的比較1.燃燒過程中熱量大小的比較(1)物質(zhì)完全燃燒時放出的熱量多(2)物質(zhì)在O2中完全燃燒放出的熱量比在空氣中的少(光能多)(3)物質(zhì)完全燃燒生成固態(tài)產(chǎn)物時放出的熱量最多(4)氣態(tài)的物質(zhì)完全燃燒放出的熱量最多2.各類中和熱的比較(1)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱的數(shù)值等于57.3kJ·mol-1(2)有濃酸或濃堿參加的中和熱的數(shù)值大于57.3kJ·mol-1(3)有弱酸或弱堿參加的中和熱的數(shù)值小于57.3kJ·mol-1(4)有沉淀生成的中和熱的數(shù)值等于57.3kJ·mol-13.根據(jù)穩(wěn)定性判斷能量高低(1)微粒穩(wěn)定性的判斷①能量角度:微粒所含的能量越低越穩(wěn)定②鍵能角度:微粒所含的化學(xué)鍵鍵能越大越穩(wěn)定(2)生成穩(wěn)定性強(qiáng)的物質(zhì),放熱多3.能量高低的判斷(1)金屬性和非金屬性強(qiáng)弱判據(jù)①金屬性越強(qiáng),越容易失電子,吸收的能量越少②非金屬性越強(qiáng),越容易得電子,釋放的能量越多③非金屬單質(zhì)與H2化合時生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,放出的能量越多(2)微粒穩(wěn)定性判據(jù):能量越低越穩(wěn)定(3)鍵能大小判據(jù):斷裂1個鍵的鍵能越大,物質(zhì)越穩(wěn)定,所含能量越低反應(yīng)過程能量分析的注意事項?焓變與反應(yīng)發(fā)生的條件、反應(yīng)是否徹底無關(guān)。?催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不影響焓變的大小。?在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物各原子之間的化學(xué)鍵不一定完全斷裂。?有能量變化的過程不一定是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)。如水結(jié)成冰放熱,但不屬于放熱反應(yīng)。【典例05】NF3是一種溫室氣體,其存儲能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大氣中的壽命可長達(dá)740年,如表所示是幾種化學(xué)鍵的鍵能,下列說法中正確的是化學(xué)鍵N≡NF-FN-F鍵能/kJ·mol-1946154.8283.0A.過程N2(g)→2N(g)放出能量B.過程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量C.反應(yīng)N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)為吸熱反應(yīng)D.NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【答案】B【詳解】A.過程N2(g)→2N(g)為化學(xué)鍵斷裂的過程,是吸收能量的過程,故A錯誤;B.過程N(g)+3F(g)→NF3(g)為形成化學(xué)鍵的過程,是放出能量的過程,故B正確;C.由反應(yīng)熱與反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差值相等可得:ΔH=946kJ·mol-1+3×154.8kJ·mol-1—6×283.0kJ·mol-1=—287.6kJ·mol-1,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故C錯誤;D.化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成,則NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,說明沒有化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,故D錯誤;故選B。【典例06】甲烷分子結(jié)構(gòu)具有高對稱性且斷開1molC-H鍵需要吸收440kJ能量。無催化劑作用下甲烷在溫度達(dá)到1200℃以上才可裂解。在催化劑及一定條件下,可在較低溫度下發(fā)生裂解反應(yīng),甲烷在鎳基催化劑上轉(zhuǎn)化過程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是
A.甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量B.步驟②為吸熱反應(yīng)、步驟③放熱反應(yīng)C.催化劑使用一段時間后失活的原因可能是碳在催化劑表面沉積D.使用該催化劑,反應(yīng)的焓變減小【答案】C【詳解】A.?dāng)嚅_1molC-H鍵需要吸收440kJ能量,1mol甲烷分子中有4molC-H鍵,完全斷開需要吸收1760kJ能量,即1mol甲烷中的化學(xué)鍵完全斷開需要吸收1760kJ能量,而不是甲烷催化裂解成C和H2需要吸收1760kJ能量,選項A錯誤;B.步驟②、③反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量均高于生成物的總能量,所以均為放熱反應(yīng),選項B錯誤;C.從圖中可以看出,甲烷在鎳基催化劑上轉(zhuǎn)化是在催化劑表面上發(fā)生的,催化劑使用一段時間后失活的原因可能是碳在催化劑表面沉積,堵塞了催化劑表面的活性中心,選項C正確;D.催化劑不影響反應(yīng)物和生成物的總能量,使用該催化劑,反應(yīng)的焓變不變,選項D錯誤;答案選C。知識點04能量-反應(yīng)過程圖像1.反應(yīng)熱性質(zhì)的判斷(1)放熱反應(yīng):反應(yīng)物的能量和大于生成物的能量和(2)吸熱反應(yīng):反應(yīng)物的能量和大于生成物的能量和2.反應(yīng)吸熱或放熱數(shù)的判斷:看反應(yīng)物和生成物能量和的差值|△H|3.催化劑和中間產(chǎn)物(過渡態(tài)物質(zhì))的判斷(1)催化劑:第一步反應(yīng)的反應(yīng)物,第二步反應(yīng)的生成物(2)過渡物:第一步反應(yīng)的生成物,第二步反應(yīng)的反應(yīng)物4.曲線上的峰(1)峰的個數(shù)表示中間反應(yīng)的個數(shù)(2)峰谷①峰前的峰谷:表示該中間反應(yīng)反應(yīng)物的能量②峰后的峰谷:表示該中間反應(yīng)生成物的能量【典例07】某反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是
A.反應(yīng)過程a有催化劑參與B.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),熱效應(yīng)等于ΔHC.使用催化劑,可改變該反應(yīng)的ΔHD.有催化劑條件下,反應(yīng)的活化能等于E1+E2【答案】B【詳解】A.由圖可知,反應(yīng)過程a需要的活化能比b要高,所以a沒有催化劑參與,A錯誤;B.由圖可知,該反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,所以該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),反應(yīng)的熱效應(yīng)等于生成物與反應(yīng)物能量之差,即ΔH,B正確;C.使用催化劑,改變了反應(yīng)進(jìn)行的途徑,降低了反應(yīng)的活化能,但不會改變該反應(yīng)的焓變,C錯誤;D.E1、E2分別代表反應(yīng)過程中各步反應(yīng)的活化能,整個反應(yīng)的活化能為E1,D錯誤;選B。【典例08】反應(yīng)A2(g)+2BC(g)=2BA(g)+C2(g)過程中體系的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是
A.E1等于拆開1molA2(g)中化學(xué)鍵和2molBC(g)中化學(xué)鍵所需能量之和B.該反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH=E1-E2C.使用催化劑,該反應(yīng)ΔH不變D.若改變某條件時化學(xué)反應(yīng)速率加快,則E1可能不變【答案】A【詳解】A.由圖可知,最高能量狀態(tài)時得到活化配合物,并沒有生成氣態(tài)A、B、C原子,未徹底斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵,則E1不等于拆開1molA2(g)中化學(xué)鍵和2molBC(g)中化學(xué)鍵所需能量之和,選項A錯誤;B.E1為正反應(yīng)的活化能,E2為逆反應(yīng)的活化能,焓變等于正逆反應(yīng)的活化能之差,則熱效應(yīng)ΔH=E1-E2,選項B正確;C.催化劑改變反應(yīng)的歷程,可同時降低正逆反應(yīng)的活化能,但二者差值不變,不影響焓變大小,選項C正確;D.若改變反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)體系的壓強(qiáng)時,反應(yīng)速率加快,則E1不變,使用催化劑時E1減小,選項D正確;答案選A。知識點05熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷1.熱化學(xué)方程式的書寫方法2.熱化學(xué)方程式中各量的含義2A(g)+B(g)3C(g)△H=-akJ·mol-1(1)化學(xué)計量數(shù)①含義:只表示物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù)②特點:可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)(2)熱化學(xué)方程式的意義:2molA(g)和1molB(g)完全反應(yīng)生成3molC(g)時釋放akJ的熱量。(3)熱化學(xué)方程式中的△H①△H=-akJ·mol-1中mol-1的含義:每摩爾反應(yīng)②單位:kJ·mol-1,與化學(xué)計量數(shù)無關(guān)③正負(fù):正逆反應(yīng)的數(shù)值相等,符號相反3.寫熱化學(xué)方程式的注意問題(1)反應(yīng)物的量都已知,根據(jù)量少的計算反應(yīng)熱(2)需要判斷反應(yīng)是可逆反應(yīng)還是完全反應(yīng)(3)需要判斷反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)4.熱化學(xué)方程式的正誤判斷(1)注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài):方程式中每種物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(g、l、s),不用標(biāo)“↑”或“↓”,水溶液用aq表示。(2)注意注明必要的反應(yīng)條件:焓變與溫度等測定條件有關(guān),所以書寫時必須在ΔH后指明反應(yīng)的溫度(298K時可不注明)。(3)注意明確化學(xué)計量數(shù)的含義:化學(xué)計量數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù)或原子個數(shù),因此熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。(4)注意ΔH的單位及符號:ΔH的單位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能寫在化學(xué)方程式的右邊,表示正向反應(yīng)的焓變。ΔH<0表示為放熱反應(yīng);ΔH≥0表示為吸熱反應(yīng)。(5)注意同一反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系:化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH數(shù)值的絕對值也加倍;若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則ΔH的數(shù)值改變符號,但絕對值不變。書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意的問題①熱化學(xué)方程式的基礎(chǔ)是化學(xué)方程式,因此必須遵循化學(xué)方程式的要求,如原子守恒、元素守恒等。②要在物質(zhì)的化學(xué)式后用括號注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)。一般用英文字母g、l和s分別表示物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),水溶液中的溶質(zhì)則用aq表示。熱化學(xué)方程式一般不寫反應(yīng)條件。③要在化學(xué)方程式的右邊標(biāo)出焓變(ΔH)。放熱反應(yīng),ΔH為“-”;吸熱反應(yīng),ΔH為“+”。ΔH的單位是kJ/mol(或kJ·mol-1)。方程式與ΔH應(yīng)用空格隔開。④由于ΔH與測定條件有關(guān),因此應(yīng)在ΔH后注明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。在25℃、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng),可不注明。⑤熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù),一般不用小數(shù)。【典例09】在298K、101kPa下,將通入溶液中充分反應(yīng)(不考慮氣體逸出),測得反應(yīng)放出熱量。已知該條件下,將通入溶液中充分反應(yīng)放出熱量。則與溶液反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式正確的是A.
B.
C.
D.
【答案】A【詳解】將通入溶液中充分反應(yīng)生成0.025molK2CO3和0.025molKHCO3,反應(yīng)共放出熱量;將通入溶液中充分反應(yīng)生成0.1molK2CO3,放出熱量,則生成0.025molKHCO3放出的熱量是熱量,所以生成1molKHCO3放出的熱量是40×熱量;則與溶液反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式是
,故選A。【典例10】肼(又稱聯(lián)氨,化學(xué)式)和過氧化氫可用作火箭推進(jìn)劑,當(dāng)兩者混合時會發(fā)生反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣,并放出大量的熱。已知足量液態(tài)肼與液態(tài)過氧化氫充分反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣,放出熱量。下列說法正確的是A.該反應(yīng)中的氧化劑是B.肼分子具有對稱性結(jié)構(gòu),分子中既有極性鍵也有非極性鍵C.當(dāng)反應(yīng)過程中放出熱量時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為【答案】B【詳解】A.該反應(yīng)的方程式為,過氧化氫作氧化劑,故A錯誤;B.肼的結(jié)構(gòu)簡式為H2N-NH2,具有對稱性結(jié)構(gòu),分子中有N與N形成的非極性鍵,也有N與H形成的極性鍵,故B正確;C.該反應(yīng),當(dāng)有2molH2O2參與反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移到電子物質(zhì)的量為4mol,當(dāng)放出熱量時,有1molH2O2參與反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol,即為2NA個電子,故C錯誤;D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為,生成水蒸氣不是液態(tài)水,故D錯誤;故答案為B。知識點06反應(yīng)熱的有關(guān)計算1.根據(jù)熱化學(xué)方程式計算(1)化學(xué)計量數(shù)∶│⊿H│=反應(yīng)的物質(zhì)的量∶熱量(Q)(2)n(A)反應(yīng)∶n(B)反應(yīng)∶n(C)生成∶n(D)生成∶Q=a∶b∶c∶d∶│⊿H│2.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算(1)△H=生成物的能量和-反應(yīng)物的能量和(2)△H=生成物的相對能量和-反應(yīng)物的相對能量和3.根據(jù)鍵能計算焓變(1)△H=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和(2)計算關(guān)鍵:弄清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目①常見分子:根據(jù)成鍵原則畫出結(jié)構(gòu)式即可判斷分子式Cl2O2N2H2O結(jié)構(gòu)式Cl-ClO=ON≡NH-O-H分子式H2O2CO2HCNNH3結(jié)構(gòu)式H-O-O-HO=C=OH-C≡N分子式CH4C2H4C2H6N2H4結(jié)構(gòu)式②信息分子:根據(jù)分子結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)共價鍵個數(shù)物質(zhì)硫化磷雄黃(As4S4)P4O10結(jié)構(gòu)鍵數(shù)12個P-S鍵2個P=S鍵2個As-As鍵8個S-As鍵4個P=O鍵12個P-O鍵物質(zhì)S8單質(zhì)N4分子P4O6結(jié)構(gòu)鍵數(shù)8個S-S鍵8個N-N鍵12個P-O鍵③特殊物質(zhì):選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容物質(zhì)/mol白磷金剛石晶體硅SiO2石墨結(jié)構(gòu)鍵數(shù)/mol62241.54.根據(jù)燃燒熱和熱值計算(1)根據(jù)燃燒熱計算:Q放=n(可燃物)×|燃燒熱|(2)根據(jù)熱值計算:Q放=m(可燃物)×|熱值|5.計算燃燒熱、熱值、中和熱(1)計算燃燒熱:H燃燒熱=-kJ/mol(2)計算熱值:H熱值=-kJ/g(3)計算中和熱:H中和熱=-kJ/mol6.根據(jù)比熱公式進(jìn)行計算:Q=cmΔT。(1)水的比熱容:c=4.18×10-3kJ/(g·℃)(2)m代表液體或混合液的總質(zhì)量(3)ΔT表示反應(yīng)前后溫度的變化值,ΔT=T2-T17.利用活化能計算:反應(yīng)熱=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)的活化能8.根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計算(1)計算步驟(2)ΔH與書寫方式的關(guān)系①正逆反應(yīng)的△H、K的關(guān)系:△H正+△H逆=0,K正·K逆=1②化學(xué)計量數(shù)變成n倍,△H變?yōu)閚倍,K變?yōu)閚次方倍③反應(yīng)③=反應(yīng)①+反應(yīng)②,則:△H3=△H1+△H2,K3=K1·K2④反應(yīng)③=反應(yīng)①-反應(yīng)②,則:△H3=△H1-△H2,K3=⑤反應(yīng)③=a×反應(yīng)①-×反應(yīng)②,則:△H3=a△H1-△H2,K3=(3)反應(yīng)舉例①A+B=C+D⊿H1②2E+F=2C⊿H2③3D=M+2N⊿H3則:6A+6B=6E+3F+2M+4N△H=6△H1-3△H2+2△H3(4)若按照正常程序,不能將條件全部用完,則將用過和沒有用過的反應(yīng)中有的物質(zhì),而目標(biāo)反應(yīng)中沒有的物質(zhì)消去即可①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H1②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)△H3則反應(yīng):FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H=-3△H3+2△H1-△H2。反應(yīng)熱大小的比較的四個注意點:(1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)轉(zhuǎn)化時的能量變化如下:(2)看ΔH的符號。比較反應(yīng)熱大小時不要只比較ΔH數(shù)值的大小,還要考慮其符號。(3)看化學(xué)計量數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)相同時,化學(xué)計量數(shù)越大,放熱反應(yīng)的ΔH越小,吸熱反應(yīng)的ΔH越大。(4)看反應(yīng)的程度。對于可逆反應(yīng),參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時,反應(yīng)的程度越大,熱量變化越大。【典例09】H2與ICl的反應(yīng)分兩步完成,其能量曲線如圖所示。
反應(yīng)①:H2(g)+2ICl(g)=HCl(g)+HI(g)+I(xiàn)Cl(g)反應(yīng)②:HCl(g)+HI(g)+I(xiàn)Cl(g)=I2(g)+2HCl(g)下列有關(guān)說法不正確的是A.反應(yīng)①、②均是反應(yīng)物總能量高于生成物總能量B.總反應(yīng)的活化能為kJ·mol-1C.H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)
ΔH=-218kJ·mol-1D.反應(yīng)①的ΔH=E1-E2【答案】B【詳解】A.由圖像可知,反應(yīng)①、②均是反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,A正確;B.E1和E3分別代表反應(yīng)過程中各步反應(yīng)的活化能,總反應(yīng)活化能為能量較高的E1,B錯誤;C.反應(yīng)①和②總的能量變化為218kJ,并且是放熱反應(yīng),所以H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)ΔH=-218kJ·mol-1,C正確;D.反應(yīng)①的ΔH=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能=E1-E2,D正確;故選B。【典例10】在298K、101kPa下,由穩(wěn)定的單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成1mol化合物的反應(yīng)熱叫該化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱△fHmθ。氧族元素氫化物a、b、c、d的生成熱數(shù)據(jù)如圖。下列判斷正確的是A.沸點:H2O>H2S>H2Se>H2TeB.H2S(g)+O2(g)=S(s)+H2O(1)
△H=-265kJ/molC.H2Se(g)=Se(g)+H2(g)
△H=+81kJ/molD.反應(yīng)Te(s)+H2(g)H2Te(g)達(dá)平衡后升溫,平衡常數(shù)將減小【答案】B【解析】A.分子間形成氫鍵,其沸點最高,其余氫化物隨相對分子質(zhì)量增加而增大,故沸點:,A錯誤;B.由題中信息可得熱化學(xué)方程式:,,由蓋斯定律可知反應(yīng)可由:II-I得到,則,反應(yīng)熱化學(xué)方程式為:,B正確;C.的摩爾生成焓為:?H=,則反應(yīng)的,C錯誤;D.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),生成高溫平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,D錯誤;故選B。知識點07能源1.定義:自然界中,能為人類提供熱、光、電等有用能量的物質(zhì)或物質(zhì)運動統(tǒng)稱為能源。2.分類分類依據(jù)種類舉例轉(zhuǎn)換過程一次能源太陽能、風(fēng)能、化石燃料、地?zé)崮堋⒊毕艿榷文茉措娔堋淠堋⑹图庸ぎa(chǎn)品、煤的加工產(chǎn)品等使用歷史常規(guī)能源化石燃料新能源太陽能、風(fēng)能、核能、氫能、生物質(zhì)能等性質(zhì)可再生能源太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等不可再生能源化石燃料、核能3.常規(guī)能源(傳統(tǒng)能源)(1)人
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