預約課程還可獲贈免費的學習復習診斷
一、定義
表示化學反應中吸收或放出的熱量的化學方程式。
注意:
1、熱化學方程式不僅可以表示化學反應過程中的物質變化,也可以表示反應中的能量變化。
2、中學化學中的四大守恒定律:質量守恒:所有反應都遵守。能量守恒:所有反應都遵守。得失電子守恒:氧化還原反應遵守。電荷守恒:離子反應遵守。
二、書寫原則(從左往右進行)
與普通化學方程式相比,書寫熱化學方程式除了要遵守書寫化學方程式的要求外還應注意以下幾點:
1、熱化學方程式中各物質化學式前的化學計量數(shù)僅表示該物質的物質的物質的量,并不表示物質的分子或原子數(shù)。因此化學計量數(shù)以“mol”為單位,數(shù)值可以是小數(shù)或分數(shù)。
2、反應物和產物的聚集狀態(tài)不同,反應熱△H也不同。因此,必須注明物質的聚集狀態(tài),g___氣態(tài),l___液態(tài),S___固態(tài),aq___溶液,由于已經注明物質的聚集狀態(tài),所以熱化學方程式中不用↓和↑。
3、反應熱△H與測定條件如溫度、壓強等有關。因此書寫熱化學方程式應注明△H的測定條件。若不注明,則表示在298K、101325Pa下測定的。
4、在所寫的化學方程式的右邊寫下△H的“+”與“-”、數(shù)值和單位,方程式與△H應用空格隔開。若為放熱反應,△H為“-”,若為吸熱反應,△H為“+”,由于△H與反應完成的物質的量有關,所以化學計量數(shù)必須與△H相對應。當反應逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等,符號相反!鱄的單位為kJ/mol。
例1、0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(分子式B2H6),在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5 kJ的熱量,則其熱化學方程式為________________。
解析:1molB2H6(g)完全燃燒,生成液態(tài)水放出的熱量為649.5 kJ÷0.3=2165 kJ。因此熱化學方程式為:B2H6 (g)+3O2 (g)=B2O 3(s)+3H2O(l) △H=-2165 kJ∕mol。
三、正誤判斷(從右往左進行)
1、檢查△H的單位是否正確。
2、檢查△H的“-”“+” 是否與放熱、吸熱一致。
3、檢查物質的聚集狀態(tài)是否標明及標明的聚集狀態(tài)是否正確。
4、檢查△H是否與反應物或生成物的物質的量相對應(成正比)。
例2、已知在101 kPa、25℃條件下,2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣放出484kJ的熱量,下列熱化學方程式正確的是( )
A.H2O(g)=H2 (g)+ 1/2O2(g) △H=+242 kJ∕mol
B.2H2 (g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-484 kJ∕mol
C.H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=+242 kJ∕mol
D.2H2 (g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=+484 kJ∕mol
解析:熱化學方程式的正誤判斷(從右往左進行):1.檢查△H的單位是否正確。2.檢查△H的“-”“+”是否與放熱、吸熱一致。3.檢查物質的聚集狀態(tài)是否標明及標明的聚集狀態(tài)是否正確。4.檢查△H是否與反應物或生成物的物質的量相對應(成正比)。
1 mol H2完全燃燒生成水蒸氣時放出的熱量為484 kJ∕2=242 kJ,故C、D選項中熱量應為負值,不正確;B選項H2O 的狀態(tài)應為氣態(tài),不正確;由于H2O的分解與化合,反應方向相反,吸熱和放熱的數(shù)值相等,A正確。
四、應用
1、蓋斯定律及其應用
化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關,而與反應的途徑無關。即如果一個反應可以分幾步進行,則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的。
例3、已知:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g)△H1=-483.6kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)△H2=-44.0kJ/mol
則2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)△H=?
解析:根據(jù)蓋斯定律,△H=△H 1+2△H 2=-483.6 kJ/mol+2×(-44.0 kJ/mol)=-571.6 kJ/mol
2、判斷物質的穩(wěn)定性大小
物質內部所含的能量越低,則該物質越穩(wěn)定。根據(jù)反應的熱效應,可比較物質內部能量的高低。
例4、已知25℃、101 kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為
①C(石墨,S)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.51 kJ/mol
②C(金剛石,S)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.41 kJ/mol
據(jù)此判斷,由石墨制備金剛石是___反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的__。
解析:由①-②得,C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH=+1.9 kJ/mol,可見石墨轉變成金剛石吸熱,所以等質量時,石墨的能量比金剛石的低。
3、判斷反應熱的大小
例5、在同溫同壓下,下列三個反應所放出的熱量分別用a、b、c表示,則a、b、c的關系是___.
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-a
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-b
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-c
解析:上述三個反應雖均表示H2和O2的反應,但由于反應物的用量不同,生成物的聚集狀態(tài)不同,三個反應的反應熱各不相同。反應①和②分別表示2mol H2(g)燃燒生成2mol H2O(g)、H2O(l)放出的熱量,由于同溫同壓下,2mol H2O(g)轉變?yōu)椋瞞ol H2O(l)時要放出熱量,故a<b.而反應③表示1mol H2(g)燃燒生成1mol H2O(g)放出的熱量,其化學計量數(shù)恰好是反應①的1/2,因而2c=a.
預約課程還可獲贈免費的學習復習診斷