高中化學(xué)1.1化學(xué)反應(yīng)與能量的變化熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與計(jì)算應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題素材新人教版.docx

熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與計(jì)算應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題一、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與普通化學(xué)方程式相比，書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式除了遵循書(shū)寫(xiě)普通化學(xué)方程式外，還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：反應(yīng)熱H與測(cè)定的條件（溫度、壓強(qiáng)）有關(guān)，因此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明應(yīng)熱H的測(cè)定條件。若沒(méi)有注明，就默認(rèn)為是在25、101KPa條件下測(cè)定的。反應(yīng)熱H只能寫(xiě)在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊。H為“”表示放熱反應(yīng)，H為“+”表示吸熱反應(yīng)。H的單位一般為kJmol1（kJ/mol）。反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱H不同。因此熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)固體用“s”、液體用“l(fā)”、氣體用“g”、溶液用“aq”等表示，只有這樣才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)“”或“”。熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于H與反應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)前面的化學(xué)計(jì)量系數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量系數(shù)加倍，那么H也加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。書(shū)寫(xiě)中和熱的化學(xué)方程式應(yīng)以生成1 mol水為基準(zhǔn)。反應(yīng)熱可分為多種，如燃燒熱、中和熱、溶解熱等，在101Kpa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱?！纠}1】25、101 kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol，則下列熱化學(xué)方程式正確的是：A.C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；H393.5 kJ/mol B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H + 571.6 kJ/molC.CH4(g) + 2O2(g)= CO2(g) + 2H2O(g)；H890.3 kJ/molD.1/2C6H12O6(s) + 3O2(g) = 3CO2(g) + 3H2O(1)；H1400 kJ/mol 解析：燃燒熱是指在101 kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量。對(duì)C而言穩(wěn)定的氧化物指CO2(g)、對(duì)H2而言穩(wěn)定的氧化物指H2O(l)。所以A、B、C錯(cuò)誤，正確答案為D。 答案：D 【例題2】已知充分燃燒a g乙炔氣體時(shí)生成1 mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是：A.2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) H - 4b k J/molB.C2H2(g) + 5/2O2(g) =2CO2(g) + H2O(l) H 2b k J/molC.2C2H2(g) + 5O2(g)= 4CO2(g) + 2H2O(l) H - 2b k J/molD.2C2H2(g) + 5O2(g)= 4CO2(g) + 2H2O(l) H b k J/mol 解析：放熱反應(yīng)中H0，所以B、D錯(cuò)誤。生成1 mol CO2時(shí)放出b kJ的熱量，所以，生成4 mol CO2時(shí)放出熱量為4b kJ，所以A正確。 答案：A（09四川卷9）25，101 k Pa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5518 kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是A.2H+(aq) +SO42(aq) +Ba2+ (aq) +2OH(aq)BaSO4(s) +2H2O(1)H57.3 kJ/mol B.KOH(aq) + 1/2H2SO4(aq) 1/2K2SO4(aq) + H2O(l) H57.3kJ/mol C.C8H18(l) + 25/2O2 (g)8CO2 (g)+ 9H2O H5518 kJ/mol D.2C8H18(g) + 25O2 (g)16CO2 (g)+18H2O(1) H5518 kJ/mol 答案：B 點(diǎn)撥：書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的化學(xué)方程式時(shí)，可燃物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)為1；產(chǎn)物應(yīng)為完全燃燒生成的穩(wěn)定氧化物，如C燃燒產(chǎn)物為CO2而不是CO，H2燃燒生成的是H2O(l)，而不是H2O(g)。書(shū)寫(xiě)表示中和熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，H2O的化學(xué)計(jì)量系數(shù)為1，并以此配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)。 二、熱化學(xué)方程式的計(jì)算根據(jù)能量：H E總(生成物)E總(反應(yīng)物)根據(jù)鍵能：HE總(斷鍵)E總(成鍵)燃燒熱：Q(放) n(可燃物)H(燃燒熱)中和熱：Q(放) n(H2O )H(中和熱)將H看作是熱化學(xué)方程式中的一項(xiàng)，再按普通化學(xué)方程式的計(jì)算步驟、格式進(jìn)行計(jì)算，得出有關(guān)數(shù)據(jù)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的，即蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。如： 【例題4】已知：1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436 kJ的能量，1mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂 時(shí)需要吸收243kJ的能量，由H原子和Cl原子形成1mol HCl分子時(shí)釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是A氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g) + Cl 2(g) 2HCl(g)B氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H 183 kJ/molC氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H 183 kJ/mol D氫氣和氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H 183 kJ/mol 解析：根據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)原則和反應(yīng)熱的計(jì)算方法：H反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和，即H436 kJ/mol + 243 kJ/mol 2431 kJ/mol 183 kJ/mol，因此正確的熱化學(xué)方程式是：H2(g) + Cl 2(g) 2HCl(g) H 183 kJ/mol。故選C。 點(diǎn)撥：熱化學(xué)方程式中的H必須標(biāo)明“”或“”符號(hào)，比較反應(yīng)熱(H)的大小時(shí)，要注意帶符號(hào)(“”或“”)進(jìn)行比較。熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱數(shù)值表示反應(yīng)物按方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)的熱量值，如反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則熱量值小于對(duì)應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值?；瘜W(xué)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱的數(shù)值不變，但符號(hào)改變。 【例題5】（09寧夏卷28）（14分）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3的H99 kJmol1.請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）圖中A、C分別表示 、 ，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無(wú)影響？ 。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低？_，理由是 ；（2）圖中H_ kJmol1；（3）V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化。寫(xiě)出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式 ；（4）如果反應(yīng)速率（SO2）為0.05 molL1min1,則（O2）_molL1min1、(SO3)_molL1min1；（5）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJmo l1，計(jì)算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H_（要求計(jì)算過(guò)程）。 解析：（1）本小題考查反應(yīng)物總能量高于生成物總能量為放熱反應(yīng)，可得到A和C所表示的意義，E為活化能與反應(yīng)熱無(wú)關(guān)，但是用催化劑可以降低活化能；（2）圖中表示的是2mol SO2的反應(yīng)，因此H992kJmol1；（3）依題意即可寫(xiě)出：SO2 +V2O5 SO3+2VO2 4VO2+ O22V2O5；（4）依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 答案：（1）反應(yīng)物能量 生成物能量 （2）無(wú) 降低 因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程使活化能E降低 （3）198 (4) SO2 +V2O5 SO3+2VO2 4VO2+ O22V2O5 (4)0.025 0.05 (5)S(s) + O2(g) 2SO2(g)H1296 kJmol1 , SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) H299 kJmol1 3S(s) + 9/2O2(g) 3SO3(g) H 3(H1+H2)1185 kJmol1 【例題6】（2008年全國(guó)）紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)，反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)） 根據(jù)上圖回答下列問(wèn)題（1）P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式 ；（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式 ；上述分解反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，溫度T1時(shí)，在密閉容器中加入0.80 mol PCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)還剩余0.60 mol PCl5，其分解率1等于 ；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，平衡時(shí)PCl5分解率2，2 1 (填“大于”，“小于”或“等于”)；（3）工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應(yīng)生成PCl5。原因是 ；（4）P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1mol PCl5的H3= ；P和Cl2一步反應(yīng)生成1mol PCl5的H4 H1(填“大于”，“小于”或“等于”)；（5）PCl5與足量水反應(yīng)，最終生成兩種酸，其化學(xué)方程式是 。解析：（1）由圖可以看出，1 mol P在Cl2中完全燃燒生成1 mol PCl3，放出的熱量為306kJ，所以P在Cl2中完全燃燒生成PCl3的熱化學(xué)方程式為： P(s) + 3/2Cl2(g) = PCl3(g)； H 306 kJ/mol或2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(g)；H =612 kJ/mol。（2）中間產(chǎn)物PCl3和未反應(yīng)的Cl2的總能量高于最終產(chǎn)物PCl3的能量，其H =93 kJ/mol，所以有：PCl5(g) = PCl3(g)+Cl2(g)；H = 93 kJ/mol。分解率1(0.80 mol0.60 mol)/ 0.80 mol10025；由熱化學(xué)方程式知，此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，PCl5的分解率增大，即2大于1。（3）由圖可以看出，P與Cl2反應(yīng)生成PCl3，PCl3和Cl2進(jìn)一步反應(yīng)生成PCl5，都是放熱反應(yīng)，分兩步進(jìn)行且第二步降低溫度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。（4）由蓋斯定律可知，一步生成PCl5和兩步生成PCl5的總熱效應(yīng)相等，即H（612 kJ/mol）+（93 kJ/mol） 399 kJ/mol；（5）PCl5與足量水反應(yīng)生成H3PO4和HCl，其化學(xué)方程式為：PCl5+ 4H2O = H3PO4+ 5HCl答案：（1）2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(g)； H 612kJ/mol （2） PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) H + 93kJ/mol 25% 大于 （3）因?yàn)镻Cl5分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl5的生成。（4）399 kJ/mol 等于（5）PCl5+ 4H2O = H3PO4+ 5HCl 點(diǎn)撥：熱化學(xué)方程式的系數(shù)即可以用分?jǐn)?shù)，也可以用整數(shù)。反應(yīng)熱隨著系數(shù)的變化而變化。本題將化學(xué)圖像與熱化學(xué)方程式、反應(yīng)熱等概念結(jié)合起來(lái)很好地考查了考生的觀(guān)察能力、思維能力等。要學(xué)會(huì)理解熱化學(xué)方程式的含義，并能熟練地根據(jù)題給信息寫(xiě)出熱化學(xué)方程式來(lái)。 【例題7】（2008年海南）白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+ 5O2P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：PP a kJmol1、PO b kJmol1、PO c kJmol1、OO d kJmol1。 根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的H，其中正確的是A.