专题讲座(一) 反应热的比较
比较反应热的大小,一般从以下几个方面考虑: 1.是带“+”“-”比较,还是不带“+”“-”比较。 2.化学计量数不同,反应热不同。如: H2(g)+
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O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,2H2(g)+2
O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,ΔH1>ΔH2,a<b。
3.同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。 (1)同一反应生成物状态不同时: A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0, A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0, C(g)===C(l) ΔH3<0,
因为ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。 (2)同一反应反应物状态不同时: S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0, S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0, S(g)===S(s) ΔH3<0,
ΔH2+ΔH3=ΔH1,所以ΔH1<ΔH2。
4.中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。但当酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。若是NH3·H2O等弱碱,生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ。
5.对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g)
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2NH3(g) ΔH=-92.2
kJ·mol-1,是指生成2 mol NH3(g)时放出92.2 kJ的热量,而不是3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应就可放出92.2 kJ的热量,实际3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应放出的热量小于92.2 kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
[练习]________________________________________ 1.在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是( ) A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
B.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1 C.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1 1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
2D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1 11
H(g)+Cl2(g)===HCl(g) 222ΔH=-Q2 kJ·mol-1
解析:A项,等量的氢气和氧气反应生成液态水,放出更多的热量,则Q2>Q1;B项,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1与S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1,S(g)放热更多,Q1>Q2;C项,等量的碳完全燃烧放热多,Q1>Q2;D项,可燃物越多,放出热量越多,Q1>Q2。
答案:A
2.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-
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(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸;②浓硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 C.ΔH1=ΔH3>ΔH2
B.ΔH1<ΔH3<ΔH2 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
解析:浓硫酸溶于水放热;稀醋酸与氢氧化钠溶液反应过程中醋酸电离吸热。
答案:D
3.已知白磷转变成红磷时放出热量和下列两个热化学方程式: P4(白磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1 4P(红磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2 则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( ) A.ΔH1=ΔH2 C.ΔH1<ΔH2
B.ΔH1>ΔH2 D.无法确定
解析:由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得:P4(白磷,s)===4P(红磷,s) ΔH=ΔH1-ΔH2,由题意知ΔH<0,则ΔH1-ΔH2<0,ΔH1<ΔH2。
答案:C
4.已知:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3 4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.ΔH1>0,ΔH3<0
B.ΔH2>0,ΔH4>0
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C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
解析:C与O2生成CO2的反应是放热反应,ΔH1<0,CO2与C生成CO的反应是吸热反应,ΔH2>0,CO与O2生成CO2的反应是放热反应,ΔH3<0,铁与氧气的反应是放热反应,ΔH4<0,A、B项错误;前两个方程式相减得:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3=ΔH1-ΔH2,即ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;由4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4和6CO(g)+2Fe2O3(s)===6CO2(g)+4Fe(s) 2ΔH5相加,得2CO(g)ΔH4+2ΔH5+O2(g)===2CO2(g) ΔH3=,D项错误。
3
答案:C
5.如图所示是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 ____________________________________________________、 _____________________________________________________, 制得等量H2所需能量较少的是________。 1
解析:①H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g)
2
ΔH1=+327 kJ·mol-1
②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)===2HI(aq)+H2SO4(aq)
ΔH2=-151 kJ·mol-1
③2HI(aq)===H2(g)+I2(s)ΔH3=+110 kJ·mol-1 ④H2S(g)+H2SO4(aq)===S(s)+SO2(g)+2H2O(l)
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ΔH4=+61 kJ·mol-1
①+②+③,整理可得系统(Ⅰ)的热化学方程式: 1
H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1;
2②+③+④,整理可得系统(Ⅱ)的热化学方程式: H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ·mol-1。
根据系统(Ⅰ)、系统(Ⅱ)的热化学方程式可知:每反应产生1 mol氢气,后者吸收的热量比前者少,所以制取等量的H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。
1
答案:H2O(l)===H2(g)+O2(g)
2ΔH=+286 kJ·mol-1
H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ)
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