1、- 1 -第一章：化学反应与能量章末总结一 热化学方程式的书写方法与正误判断热化学方程式是表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。它不仅能表明化学反应中的物质变化，而且也能表明化学反应中的能量变化。1.书写方法要求(1)必须在化学方程式的右边标明反应热 H 的符号、数值和单位( H 与最后一种生成物之间留一空格)：(2) H 与测定条件(温度、压强等)有关、因此应注明 H 的测定条件。绝大多数 H 是在25 、101 kPa 下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)反应热与物质的聚集状态有关，因此必须注明物质的聚集状态(s，l，g)，溶液中的溶质标明“aq” 。化学式相同的同素异形体除标明状态外
2、还需标明其名称如 C(金刚石，s)。热化学方程式中不标“”和“” ，不在等号或箭头上写“点燃、高温、催化剂”等条件。(4)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量而不表示分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。特别提示 (1) H 是一个宏观量，它与反应物的物质的量成正比，所以方程式中的化学计量数必须与 H 相对应，如果化学计量数加倍，则 H 也随之加倍，当反应方向变化时， H的值也随之变号。(2)根据燃烧热、中和热书写的热化学方程式，要符合燃烧热、中和热的定义。【例 1】 已知下列热化学方程式：H 2(g) O2(g)=H2O(l)12 H285.0 kJmol 1H 2(g
3、) O2(g)=H2O(g)12 H241.8 kJmol 1C(s) O2(g)=CO(g)12 H110.5 kJmol 1- 2 -C(s)O 2(g)=CO2(g) H393. 5 kJmol 1回答下列各问题：(1)上述反应中属于放热反应的是_。(2)H2的燃烧热 H_；C 的燃烧热 H_。(3)燃烧 10 g H2生成液态水，放出的热量为_。(4)CO 的燃烧热 H_，其热化学方程式为_。【答案】(1)(2)285.0 kJmol 1 393.5 kJmol 1(3)1 425.0 kJ (4)283.0 kJmol 1CO(g) O2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol
4、 1122.常见错误要回避(1)漏写物质的聚集状态(漏一种就全错)；(2) H 的符号“” 、 “”标示错误；(3) H 的值与各物质化学计量数不对应；(4) H 后不带单位或单位写错(写成 kJ、kJmol 等)。3.正误判断方法判断热化学方程式的正误时要从以下几个方面进行检查：(1)热化学方程式是否已配平，是否符合客观事实；(2)各物质的聚集状态是否标明；(3)反应热 H 的数值与该热化学方程式的化学计量数是否对应；(4)反应热 H 的符号是否正确，放热反应的 H 为“” ，吸热反应的 H 为“” 。【例 2】 燃烧 1 g 乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量 50 kJ，则下列热化学方程式
5、书写正确的是( )- 3 -A.2C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H50 kJmol 1B.C2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H 2O(l)52 H1 300 kJC.2C2H25O 2=4CO22H 2O H2 600 kJD.2C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H2 600 kJmol 1【答案】D二 盖斯定律及其应用1.盖斯定律的实质不管化学反应是一步完成或是分几步完成，其反应热是相同的。即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。则有 H H1 H2 H3 H4 H5。2.盖斯定律的应用根据盖斯定
6、律，通过计算反应热，可以书写新的热化学方程式；比较反应热的大小，判断物质的稳定性(同素异形体稳定性比较)。运用盖斯定律分析解题的关键，设计出合理的反应过程，利用热化学方程式进行适当的加减等“运算” 。【例 3】 已知下列热化学方程式：(1)Fe2O3(s)3CO(g)= =2Fe(s)3CO 2(g) H25 kJmol 1(2)3Fe2O3(s)CO(g)= =2Fe3O4(s)CO 2(g) H47 kJmol 1(3)Fe3O4(s)CO(g)= =3FeO(s)CO 2(g) H19 kJmol 1写出 FeO(s)被 CO(g)还原成 Fe(s)和 CO2(g)的热化学方程式： _。
7、【答案】FeO(s)CO(g)= =Fe(s)CO 2(g)- 4 - H11 kJmol 1易错辨析 利用盖斯定律的计算主要易出现两方面的错误：(1)不能设计出合理的反应路线进行加减；(2)加减时未正确利用化学计量数。【例 4】 已知下列反应的热化学方程式为(1)CH3COOH(l)2O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(l) H1870.3 kJmol 1(2)C(s)O 2(g)=CO2(g) H2393.5 kJmol 1(3)H2(g) O2(g)=H2O(l) H3285.8 kJmol 112则反应 2C(s)2H 2(g)O 2(g)=CH3COOH(l)的 H 为( )A.
8、488.3 kJmol 1 B.191 kJmol 1C.476.8 kJmol 1 D.1 549.6 kJmol 1【答案】A【解析】根据盖斯定律，反应 2C(s)2H 2(g)O 2(g)=CH3COOH(l)实质上是反应(2)2反应(3)2反应(1)，即所求的反应热 H H22 H32 H1393.52(285.8)2(870.3) kJmol1 488.3 kJmol 1 。三 反应热的四种计算方法1.利用热化学方程式进行相关量的求解，可先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热。其注意的事项有：(1)反应热数值与
9、各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。- 5 -(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。2.根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其 H 相加或相减，得到新的热化学方程式，可进行反应热的有关计算。其注意的事项有：(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时， H 的“” 、 “”号必须随之改变。3.根据燃烧热计算：可燃物完全燃烧
10、产生的热量可燃物的物质的量燃烧热。4.根据键能计算：反应热(焓变)等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和， H E 反 E 生 (E 表示键能)。如反应 3H2(g)N 2(g)2NH 3(g) H3 E(HH) E(NN)6 E(NH)。【例 5】 (1)在微生物作用的条件下，NH 经过两步反应被氧化成 NO 。两步反应的能量 4 3变化示意图如下：第一步反应是_(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是_。1 mol NH (aq)全部氧化成 NO (aq)的热化学方程式是_。 4 3(2)已知红磷比白磷稳定，则反应 P4(白磷，s)5O 2(g)=2P2O5(s) H1；4P(红磷，
11、s)5O 2(g)=2P2O5(s) H2； H1和 H2的关系是 H1_ H2(填“” 、 “0，单斜硫比正交硫稳定【答案】C10.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为 CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H 2O(l)- 10 - H Q1 kJmol1 ，室温下，若将 1 mol 无水硫酸铜溶解为溶液时放热 Q2 kJ，则( )A.Q1Q2 B.Q1 Q2 C.Q10。 H Q1， H Q2。由盖斯定律 H 总 H H Q1( Q2)0，则 Q1Q2。题组 5 化学反应与能量有关知识的综合应用11.为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的
12、焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得，5 g 甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 113.5 kJ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应 N2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H a kJmol1 。化学键 HH NH NN键能(kJmol 1 ) 436 391 945试根据表中所列键能数据
13、估算 a 的数值：_。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol 1 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 1 2C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H32 599 kJmol 1 根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(石墨，s)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。【答案】(1)2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H1 452.8 kJmol 1- 11 -(2)93(3
14、) H226.7 kJmol 1(3)由题意知，需求下述反应的焓变：2C(石墨，s)H 2(g)=C2H2(g) H，由盖斯定律，将题给热化学方程式加合，(4)/2 得：2C(石墨，s)H 2(g)=C2H2(g) H2 H1 H22 H32则 H2(393.5) kJmol1 226.7 kJmol 1 。 571.62 2 599212.研究 NOx、SO 2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)处理含 CO、SO 2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质 S。已知：CO(g) O2(g)=CO2(g)12 H283.0 kJmol 1S(s)O 2(g)=SO2(g
15、) H296.0 kJmol 1此反应的热化学方程式是_。(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：CO(g)NO 2(g)=NO(g)CO 2(g) H a kJmol1 (a0)2CO(g)2NO(g)= =N2(g)2CO 2(g) H b kJmol1 (b0)若用标准状况下 3.36 L CO 还原 NO2至 N2(CO 完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为_mol，放出的热量为_kJ(用含有 a 和 b 的代数式表示)。(3)用 CH4催化还原 NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO 2(g)=4NO(g)CO 2(g)2H 2O(g) H1574 kJmol 1 CH4(g)4NO(g)= =2N2(g)CO 2(g)2H 2O(g) H2？若 1 mol CH4还原 NO2至 N2，整个过程中放出的热量为 867 kJ，则 H2_。- 12 -【答案】(1)2CO(g)SO 2(g)=S(s)2CO 2(g) H270 kJmol 1 (2)0.3 3(2 a b)/80(3)1 160 kJmol 1
