化学反应的热效应知识点总结

第1页共7页化学反应中的热效应一、化学反应的焓变1.反应热与焓变（1）反应热：化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。（2）焓与焓变①焓是与物质内能有关的物理量。常用单位：，符号：。②焓变(ΔH)：在条件下，化学反应的焓变化学反应的反应热。符号：，单位：。表1-1反应热与焓变的关系——反应热焓变不同点概念化学反应或的热量化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓。相同点“+”“-”的意义“+”表示反应；“-”表示反应。数据来源可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据和盖斯定律通过计算求得联系在恒温恒压条件下进行的化学反应，其热效应等于反应的焓变，如敞口容器中进行的化学反应2.化学反应过程中伴随能量变化的本质原因1）化学反应的特征：2）化学反应的本质：。化学键断裂能量，化学键生成能量。3）某种物质的能量与化学性质的稳定性、键能的关系：物质的能量越高，化学性质越，键能越；反之，能量越低，化学性质越，键能越。3.放热反应和吸热反应：表1-2放热反应和吸热反应的比较放热反应吸热反应定义在化学反应过程中，热量的反应在化学反应过程中，热量的反应能量变化E反应物E生成物，能量的过程E反应物E生成物，能量的过程与化学键的关系∆H=反应物的键能总和生成物的键能总和生成物形成化学键时释放的总能量反应物分子断裂化学键时吸收的总能量生成物形成化学键时释放的总能量反应物分子断裂化学键时吸收的总能量表示方法∆H为“”或∆H0∆H为“”或∆H0反应过程图示第2页共7页常见反应举例1）所有的；2）所有的；3）大多数的化合反应；4）活泼金属、金属氧化物与水或酸反应；5）生石灰和水反应；6）浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（不属于化学反应）。1）大多数的分解反应；2）以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应；3）晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl溶液反应；4）铵盐溶解等（不属于化学反应）。注意化学反应表现为吸热反应还是放热反应与反应开始时是否需要加热，需要加热的反应不一定是吸热反应（如C+O2==CO2，铝热反应等），不需要加热的反应也不一定是放热反应。练习：下列变化属于吸热反应的是（）①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A、①④⑤B、①②④C、②③D、②④二、反应热大小的比较（1）同一反应，生成物状态不同——生成能量高的产物时反应热；（2）同一反应，反应物状态不同——能量低的反应物参加反应的反应热；（3）晶体类型不同，产物相同——能量低的反应物参加反应的反应热；（4）两个有联系的不同反应相比较时——完全反应时，放出或吸收的热量多，相应的反应热更或更。（5）对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于热化学方程式中反应热的数值。练习：在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q1〉Q2的是()A．2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△H=Q12H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)△H=Q2B．S(g)+O2(g)＝SO2(g)△H=Q1S(s)+O2(g)＝SO2(g)△H=Q2C．C(s)+0.5O2(g)＝CO(g)△H=Q1C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H=Q2D．H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)；△H=Q10.5H2(g)+0.5Cl2(g)＝HCl(g)；△H=Q2练习：已知299K时，合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=—92.0kJ/mol，将此温度下的1molN2和3molH2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92.0kJB、一定等于92.0kJC、一定小于92.0kJD、不能确定三、热化学方程式1.定义：能够表示的化学方程式叫做热化学方程式。2.意义：既能表示化学反应过程中的，又能表示化学表示化学反应的。3.热化学方程式的书写步骤及注意事项：1）写出完整的化学方程式，并配平。2）标明物质的聚集状态，一般用以下字母表示：固态，液态，气态，溶液。3）不用标明反应条件、“↑”、“↓”等。4）用∆H表明反应过程的能量变化。∆H＜0或∆H为负值，反应；∆H＞0或∆H为正值，反应。5）表明反应的温度和压强，若未标明则表示是在25℃（298K），101kPa条件下的反应热。第3页共7页6）化学计量数既可以是整数，也可以是分数。不表示分子个数，只表示物质的量。练习：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。（1）若适量的N2和O2完全反应，每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量。（2）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量。（3）已知拆开1molH－H键，1molN－H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成1molNH3的热化学方程式。练习：0.3moL气态高能燃烧料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5KJ热量，请写出乙硼烷燃烧的热化学方程式又已知：H2O(l)→H2O(g)；△H=+44KJ/moL，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是练习：1g氢气燃烧生成液态水放出142.9KJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（）A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=-142.9KJ/molB．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=-571.6KJ/molC．2H2+O2=2H2O；△H=-571.6KJ/molD．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=+571.6KJ/mol四、反应热的计算1.根据反应物和生成物的总能量计算计算公式：∆H=的总能量-的总能量2.根据反应物和生成物的键能计算公式：∆H=的键能总和-的键能总和=反应物断键的能量-生成物成键的能量3.根据热化学方程式的反应热计算计算依据：（1）一个反应的反应热与热化学方程式中的化学计量系数成；（2）正向反应与逆向反应的反应热大小，符号。4.盖斯定律（1）内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热都是一样的。即：化学反应的反应热只与反应体系的和有关，而与无关。（2）意义：有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接反应，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。如果应用，可以间接的把它们的计算出来。（3）应用：根据已知热化学方程式的反应热求未知热化学方程式的反应热。利用热化学方程式的叠加：若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的反应热亦可由这几个化学反应的反应热相加减而得到。练习：火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,这两者反应生成氮气和水蒸汽。已知：N2（g）+2O2（g）==2NO2g）△H=67.7KJ·mol-1，N2H4(g)+O2(g)==N2（g）+2H2O（g）△H=-534KJ·mol-1则1mol第4页共7页气体肼和NO2完全反应时放出的热量为（）A、100.3KJB、567.85KJC、500.15KJD、601.7KJ练习：下列关于反应热的说法正确的是（）A、当∆H为“－”时，表示该反应为吸热反应B、已知C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热为110.5kJ/mol，说明碳的燃烧热为110.5kJC、反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关D、化学反应的反应热只与反应体系的始态和终点状态有关，而与反应的途径无关练习：已知：(1)Zn(s)＋1/2O2(g)=ZnO(s)；H=－348.3kJ/mol(2)2Ag(s)＋1/2O2(g)=Ag2O(s)；H=－31.0kJ/mol则Zn(s)＋Ag2O(s)=ZnO(s)＋2Ag(s)的H等于()(A)－317.3kJ/mol(B)－379.3kJ/mol(C)－332.8kJ/mol(D)317.3kJ/mol5.根据标准燃烧热、热值或中和热计算：|△H|=n（燃料）·燃料的标准燃烧热|△H|=m（燃料）·燃料的热值|△H|=n（H2O）·中和热五、反应热、燃烧热和中和热的比较1.（标准）燃烧热和热值（1）标准燃烧热：在下，纯物质完全燃烧，生成所放出的热量。符号用表示。单位为：。（2）热值：1g纯物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。其单位是：kJ·g-1。（3）燃烧热中的生成物必须为“稳定的氧化物”，稳定的氧化物是指：稳定的物质、稳定的状态。如：H2→；C→；S→。练习：下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是()A.NH3(g)+5/4O2(g)NO(g)+3/2H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-bkJ·mol-1C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-ckJ·mol-1D.CH3CH2OH(l)+1/2O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l)ΔH=-dkJ·mol-12.中和热（1）概念：在中，和发生中和反应生成时的反应热。（2）中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)==∆H=（3）中和反应的条件为稀溶液，且为强酸和强碱反应；以生成1molH2O（l）为基准，不能生成或。表1-3反应热、燃烧热和中和热的比较反应热燃烧热中和热对象任何反应燃烧反应中和反应物质状态任何物质，任何状态生成物为：稳定的物质、稳定的状态溶液，酸、碱，无气体或沉淀生成化学方程式的配平任意物质的量以mol可燃物为标准以生成mol水为标准∆H的符号放热取或∆H0∆H0∆H0第5页共7页吸热取或∆H0六、中和热的测定实验1.实验仪器：量热计或者简易量热计（大烧杯、小烧杯、碎泡沫破碎料、泡沫塑料板或硬纸板）、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒。2.实验试剂：0.50mol/L盐酸溶液、0.50mol/LNaOH溶液3.实验原理：测定含nmolHCl的稀盐酸与含nmolNaOH的稀氢氧化钠溶液混合后放出的热量为QkJ，则①∆H=-）（OHnQ2kJ·mol-1②Q=c·m·∆t4.实验步骤：1）在大烧杯底部垫碎泡沫塑料，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料，大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如图1-1所示。2）用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录温度，用t1表示。然后把温度计上的酸用蒸馏水冲洗干净。3）用另一个量筒量取50mL0.50mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记录温度，用t2表示。图1-1实验装置图4）将NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的小烧杯中（注意不要洒到外面），立即盖上盖板；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，记为终止温度，用t3表示。5）重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。5.两个假设：Q=c·m·∆t1）溶液的比热容：稀溶液，c≈c水。2）溶液的密度：m=m酸+m碱=ρ酸V酸+ρ碱V碱。稀溶液，ρHCl、NaOH≈ρ水。6.误差：表1-4引起误差的因素操作|∆H|保温效果不好测量完盐酸的温度之后，温度计未用蒸馏水清洗搅拌不充分强酸或强碱换为弱酸或弱碱将稀盐酸溶液换为浓硫酸练习1.已知下列热化学方程式：Zn（S）+1/2O2（g）===ZnO（S）△H1；Hg（l）+1/2O2（g）===HgO（S）△H2；则Zn（S）+HgO（S）==Hg（l）+ZnO（S）△H值为（）A、△H2-△H1B、△H2+△H1C、△H1-△H2D、-△H1-△H22.已知：A（g）+B（g）==C（g）△H1；D（g）+B（g）==E（g）△H2；若A、D混合气体1mol完全与B反应，放出热为△H3，则A、D的物质的量之比是（）A、（△H2-△H3）:（△H1-△H3）B、（△H3-△H2）:（△H1-△H