热化学方程式的书写与计算应注意的几个问题

热化学方程式的书写与计算应注意的几个问题第一章 化学反应与能量1、反应热Q2、中和反应反应热的测定3、焓、焓变吸热、放热4、热化学方程式书写5、反应热的计算盖斯定律的应用一、反应热 1反应热：1，反应物与生成物总能量的对比 2、反应物与生成物键能的对比 2、放热反应、吸热反应的判断常见的放热反应： 1.所有燃烧或爆炸反应。2.酸碱中和反应。3.多数化合反应。4.活泼金属与水或酸生成H2的反应。5.物质的缓慢氧化。6.自发进行的氧化还原反应。7、由不稳定物质变为稳定物质的反应2吸热反应几个常见的反应，如：2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=BaCl2+2NH3+10H2OC+H2O(g)=CO+H2、Fe+H2O(g)= C+CO2=多数的分解反应，如：CaCO3=（高温）CaO+CO2CuSO45H2O=CuSO4+5H2O 持续加热才能进行的反应一些物质的溶解，如硝酸铵溶解等。溶解热不属于反应热。、盐类的水解二、反应热的测定 1、仪器 量热计构造 2、测定原理 3、测定步骤 快 、准、稀 快：实验操作动作要快，减少热量损失。 准：测量温度时读数要准 稀：酸液和碱液的浓度宜稀不易浓误差：体积误差、温度误差、动作慢、隔热效果等 三、焓焓变(H)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应 与Q 的联系与区别（1）.符号： H（2）.单位：kJ/mol 放出热量的化学反应。(放热吸热) H 为“-”或H 放热）H 为“+”或H 0四、热化学方程式的书写与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了遵循书写普通化学方程式外，还应该注意以下几点： 定义化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来反应热H与测定的条件（温度、压强）有关，因此书写热化学方程式时应注明应热H的测定条件。若没有注明，就默认为是在25、101KPa条件下测定的。反应热H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。H为“”表示放热反应，H为“+”表示吸热反应。H的单位一般为kJmol1（kJ/mol）。1mol表示1mol反应，不表示1mol物质。 放出的是kJ热量四种状态：反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H不同。因此热化学方程式必须注明物质的聚集状态固体用“s”、液体用“l”、气体用“g”、溶液用“aq”等表示，只有这样才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不标“”或“”。热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。热化学方程式是表示反应已完成的数量，注意可逆反应的反应热与反应产物物质的量有关与反应物的量无关。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学前面的化学计量系数必须与H相对应，如果化学计量系数加倍，那么H也加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol 水时的反应热叫中和热。书写中和热的化学方程式应以生成1 mol 水为基准。注意弱酸弱碱。反应热可分为多种，如燃烧热、中和热、溶解热等，在101Kpa时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。五、热化学方程式的计算根据能量：H E总(生成物)E总(反应物)根据键能：H E总(反应物)E总(生成物)燃烧热：Q(放) n(可燃物)H(燃烧热) H2在Cl2中燃烧不叫燃烧热。指的可燃物在O2中的燃烧。中和热：Q(放) n(H2O )H(中和热) 弱酸、弱碱所测定的中和热数值偏小，浓硫酸测定的数值偏大。 中和热计算必须不含其他离子反应。将H看作是热化学方程式中的一项，再按普通化学方程式的计算步骤、格式进行计算，得出有关数据。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，即盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。如： 六、规律总结1、键能越大，物质所含能量越低，物质越稳定。键能越小，物质所含能量越高，物质越不稳定。如：HF和HI2、物质所含能量越低，断裂其化学键所吸收的能量越多，而形成化学键所释放的能量也越多。3、对于同素异形体，能量越高越不稳定。4、不是需要加热的反应都是吸热反应，燃烧大多数要点燃，都是放热反应5、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热表示完全转化时的能量变化，因此，在计算可逆反应时不能是全部，热量随着平衡移动而改变。对等效平衡注意从：逆反应开始的热量+正反应开始的热量 = H 6、注意图像正反应的活化能与逆反应的活化能的区别。（燃烧热）1概念：25 ，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。注意以下几点：研究条件：101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（H0，单位kJ/mol）（中和热）1概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。2强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) H=57.3kJ/mol3弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4中和热的测定实验反应热大小比较五注意：1、 注意化学计量数2、 注意可燃物是否充分燃烧3、 注意物质的聚集状态4、 注意稳定性与能量的关系5、 注意中和反应过程中的其他能量的变化【例题4】已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量，1mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量，由H原子和Cl 原子形成1mol HCl分子时释放431kJ的能量。下列叙述正确的是A氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g) + Cl 2(g) 2HCl(g)B氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H 183 kJ/molC氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H 183 kJ/mol D氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的H 183 kJ/mol解析：根据热化学方程式的书写原则和反应热的计算方法：H 反应物键能总和生成物键能总和，即H 436 kJ/mol + 243 kJ/mol 2431 kJ/mol 183 kJ/mol，因此正确的热化学方程式是：H2(g) + Cl 2(g) 2HCl(g) H 183 kJ/mol。故选C。点拨：热化学方程式中的H必须标明“”或“”符号，比较反应热(H)的大小时，要注意带符号(“”或“”)进行比较。热化学方程式中的反应热数值表示反应物按方程式中化学计量数反应进行到底时的热量值，如反应是可逆反应，则热量值小于对应的反应热数值。化学反应逆向进行时，其反应热的数值不变，但符号改变。【例题5】（09宁夏卷28）（14分）2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3的H99 kJmol1.请回答下列问题：（1）图中A、C分别表示 、 ，E的大小对该反应的反应热有无影响？ 。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是 ；（2）图中H _ kJmol1；（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ；（4）如果反应速率（SO2）为0.05 molL1min1,则（O2）_molL1min1、(SO3) _molL1min1；（5）已知单质硫的燃烧热为296 kJmo l1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H_（要求计算过程）。解析：（1）本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，可得到A和C所表示的意义，E为活化能与反应热无关，但是用催化剂可以降低活化能；（2）图中表示的是2mol SO2的反应，因此H992kJmol1；（3）依题意即可写出：SO2 +V2O5 SO3+2VO2 4VO2 + O22V2O5；（4）依据速率之比等于化学计量数之比答案：（1）反应物能量 生成物能量 （2）无 降低 因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低 （3）198 (4) SO2 +V2O5 SO3 +2VO2 4VO2 + O2 2V2O5 (4)0.025 0.05 (5)S(s) + O2(g) 2SO2(g) H1296 kJmol1 , SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) H299 kJmol13S(s) + 9/2O2(g) 3SO3(g) H 3(H1+H2)1185 kJmol1 【例题6】（2008年全国）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程和能量关系如图所示（图中的H表示生成1mol产物的数据）根据上图回答下列问题（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式 ；（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式 ；上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80 mol PCl5，反应达到平衡时还剩余0.60 mol PCl5，其分解率1等于 ；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5分解率2，2 1 (填“大于”，“小于”或“等于”)；（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是 ；（4）P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的H3= ；P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的H4 H1(填“大于”，“小于”或“等于”)；（5）PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，其化学方程式是 。解析：（1）由图可以看出，1 mol P 在Cl2中完全燃烧生成1 mol PCl3，放出的热量为306kJ，所以P 在Cl2中完全燃烧生成PCl3的热化学方程式为： P(s) + 3/2Cl2(g) = PCl3(g)； H 306 kJ/mol或2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(g)；H = 612 kJ/mol。（2）中间产物PCl3和未反应的Cl2的总能量高于最终产物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；由热化学方程式知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大，即2大于1。（3）由图可以看出，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。（4）由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即H（612 kJ/mol）+（93 kJ/mol） 399 kJ/mol；（5）PCl5与足量水反应生成H3PO4和HCl，其化学方程式为：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）因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成。（4）399 kJ/mol 等于（5）PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl 点拨：热化学方程式的系数即可以用分数，也可以用整数。反应热随着系数的变化而变化。本题将化学图像与热化学方程式、反应热等概念结合起来很好地考查了考生的观察能力、思维能力等。要学会理解热化学方程式的含义，并能熟练地根据题给信息写出热化学方程式来。【例题7】（2008年海南）白磷与氧可发生如下反应：P4 + 5O2 P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJmol1、PO b kJmol1、PO c kJmol1、OO d kJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算