2022年考点化学反应中的能量变化--高考化学知识点全程讲解.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全考点 3 化学反应中的能量变化 1 复习重点 明白化学反应中的能量变化 明白放热反应吸热反应 懂得反应热燃烧热中和热及书写热反应方程式 2难点聚焦 一、反应热 1、化学反应过程中放出或吸取的热量,通常叫做反应热;反应热用符号 H 表示,单位一般 采纳 kJ/mol ;当 H 为负值为放热反应;当 H 为正值为吸 热反应;测量反应热的仪器叫做量热计;2、燃烧热:在 101kPa 时, 1mol 物质完全燃烧生成稳固 的氧化物时放出的热量,叫做该物质的燃烧热;3、中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成 1molH 2O,这时的反应热叫
2、做中和热;中学阶段主要争论强酸和强碱的反应;二、热化学方程式 1、书写热反应方程式应留意的问题:1由于反应热的数值与反应的温度和压强有关,因此必需注明,不注明的是指 101kPa 和 25时的数据;2物质的集合状态不同,反应热的数值不同,因此要注明物质的集合状态;3热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量,它可以是整数,也可以是分数;2、书写热化学方程式的一般步骤 1依据有关信息写出注明集合状态的化学方程式,并配平;2依据化学方程式中各物质的化学计量数运算相应的反应热的数值;3假如为放热反应 H 为负值,假如为吸热反应就 H 为正值;并写在第一步所得方程式的后面,中间用“ ; ” 隔开;
3、4假如题目另有要求,如反应燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式,可将 热化学方程式的化学计量数变换成分数;三、中和热的测定1、测定前的预备工作0.10C),并进行校对(本试验温度要求精确到0.10C);1挑选精密温度计(精确到2使用温度计要轻拿轻声放;刚刚测量高温的温度计不行立刻用水冲洗,以免破裂;3测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于溶液中间,不要靠在烧杯壁上或插到烧 杯底部;不行将温度计当搅拌棒使用;2、要想提高中和热测定的精确性,试验时应留意的问题 1作为量热器的仪器装置,其保温隔热的成效肯定要好;因此可用保温杯来做;假如按教材中 的方法做,肯定要使小烧杯杯口与大
4、烧杯杯口相平,这样可以削减热量缺失;2盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须精确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度;为 使测得的中和热更精确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大;3温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳固一段时间后再读数,以提高所测温度 的精度;4试验操作时动作要快,以尽量削减热量的散失;5为了削减试验误差,重复试验 23 次,数据取平均值;留意事项:一、反应热的大小比较:比较反应热的大小,一般是在不同条件下(温度、压强、物质名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全的集合状态等)下的同
5、一化学反应,或同一条件(温度、压强)下的同类化学反应之间进行;比较时要善于从同中求异,抓住其实质, 从而顺当解决问题;影响反应热大小因素主要有以下几个方面;1、热化学方程式中的化学计量数;如 2mol 氢气燃烧放出的热量是相同条件下 1mol 氢气燃烧时放出的 2 倍;2、物质的集合状态或晶体结构;如等量氢气燃烧生成液态水时放出的热量比生成气态水时放出的热量多;3、化学键的强弱;如都由单质反应生成2mol 的卤化氢时,由于HF、HCl 、HBr 、HI 中的共价键依次减弱,所以放出的热量也依次削减;二、盖斯定律的应用和有关燃烧热和中和热的运算化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及集
6、合状态有关,与反应途径无关;根据能量守恒定律,无论反应是一步完成仍是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定,反应热就是个定值,这就是闻名的盖斯定律;3例题精讲【例 1】已知在 25, 101kPa 下,lgC 8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.40kJ 热量;表示上述反应的热化学方程式正确选项()1A.C 8H 18( 1) 22.5O2(g) 8CO2(g) 9H2O(g); H 48.40kJmol1 B.C8H 18( 1) 22.5O2(g) 8CO2(g) 9H2O(1); H 5518kJmol1 C.C8H 18( 1) 22.5O2(g) 8CO2(g)
7、 9H2O(1); H 5518kJmol1D.C 8H 18( 1) 22.5O2(g) 8CO2(g) 9H2O(1); H 48.40kJmol【解析】依据题目条件, 生成的水为液态, 所以 A 错,1gC8H 18 燃烧后放出热量 48.40kJ,故 1molC 8H 18完全燃烧放出热量 5518kJ,放热用“ ” 表示,故 C 错;【答案】 B 【评析】 热化学方程式的书写较难,书写时不能忽视反应物、生成物的状态,要留意系数与反应物的关系;【关键词】反应热及热化学方程式的书写【例 2】 在同温同压下,以下各组热化学方程式中Q2Q1 的是()A.2H 2gO2g2H2Og ; H Q
8、1;B.Sg O2gSO2g; H Q1;C.Cs1/2O2g COg ; H Q1;D.H 2gCl 2g2HClg ; H Q1;2H2gO2g 2H2Ol ; H Q2 SsO2g SO2g ; H Q2 CsO2gCO2g; H Q2 1/2H2g1/2Cl 2gHClg ; H Q2;【解析】 A 中,由于气态水转变为液态水要放出热量,所以生成液态水比生成气态水放出的热量要 多,即 Q2Q1;B 中,由于固态硫转变为气态硫要吸取热量,所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多,即Q1Q2;C 中,生成 CO 放热,因氧气过量会与CO 反应也放出热量,所以Q2Q1,D 中 Q1=
9、2Q2;【答案】 AC 【评析】 反应放出或吸取热量的多少,跟反应物和生成物的集合状态有亲密关系;【关键词】反应热及热化学方程式的书写【例 3】 酷热的炉膛内有反应:CsO2gCO 2g; H 392kJ/mol ,往炉膛内通入水蒸气时,有如下反应: CsH2OgCOgH 2g; H 131kJ/mol ,COg 1/2O2gCO 2g; H282kJ/mol ,H2g1/2O2gH2Og; H 241kJ/mol ,由以上反应推断往酷热的炉膛内通入名师归纳总结 水蒸气时()第 2 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全A. 不能节
10、约燃料,但能使炉火瞬时更旺 C.既能使炉火瞬时更旺,又能节约燃料B.虽不能使炉火瞬时更旺,但可以节约燃料 D.既不能使炉火瞬时更旺,又不能节约燃料【解析】 此题应从两个方面考虑,一是能否使炉火瞬时更旺,由于往炉膛内通入水蒸气时,有如下 反应发生: CsH2Og COgH2g,生成的 CO 和 H2 都是可燃性气体,故能使炉火瞬时更旺;二是能否节约燃料,依据盖斯定律,CsH 2OgCOg H 2g ; H 131kJ/mol ,COg 1/2O2gCO 2g; H 282kJ/mol ,H2g1/2O2gH2Og; H 241kJ/mol ,三个方程加合在一起即得总反应式 CsO2gCO 2g;
11、 H 392kJ/mol,故与相同量的炭燃烧放出的热量相同,因此不能节约原料;【答案】 A 【评析】 要娴熟把握运用盖斯定律进行热量的运算;【关键词】反应热及热化学方程式的书写 / 碳族元素【例 4】已知胆矾溶于水时,溶液温度降低;在室温下将1mol 无水硫酸铜制成溶液时,放出热量为Q1kJ,而胆矾分解的热化学方程式是 CuSO4 5H2OsCuSO4s5H2Ol ; H Q2kJ/mol,就Q1与 Q2的关系是()A.Q 1Q2 B.Q 1Q2 C.Q1Q2 D.无法确定【解析】 由已知得 CuSO45H 2OsCu 2+aq+SO 4 2-aq+5H 2Ol ; H+QQ 0) ,CuSO
12、4s Cu 2+aq+SO4 2-aq; H Q1 ,得 CuSO45H2OsCuSO4s5H 2Ol ; HQ1+Q,依据盖斯定律: Q1+Q=Q 2,故 D 正确;【答案】 D 【评析】 解此类题目常把题给信息转化为热化学方程,然后依据盖斯定律可得出正确的结论;【关键词】反应热及热化学方程式的书写 / 氧族元素【例 5】已知有 amolC 和 bmolO 2(a 2b),充分反应后,将得到的可燃性物质提取后再次燃烧,充分反应;可燃性物质燃烧放出的热量有 p%被 mg、0的水吸取,使之沸腾;如已知 1molC 燃烧成CO2放出的热量为 qJ,试求 1molC 燃烧成 CO 所放出的热量约为多
13、少?(c=4.2 10 3J/kg )【解析】 依据题意可知,可燃性物质燃烧后放出热量为:Qcm t4 2104m ;又知:p%pCO 2点燃CO2bmolbmol 高温 CbmolCO22 CObmolbmol2 bmol所以 amolC 和 bmolO 2(a2b)反应后,其可燃性物质的量为1molCO 燃烧成 CO 2放出的热量为xJ,就可得出关系式:2 b q2 b J a2 b q2 b x4 24 1 0mp解得: x4 2104mapa-2bmolC 和 2bmolCO ;如设名师归纳总结 如设所求 1molC 燃烧成 CO 放出的热量为yJ,就由以下热化学方程式:第 3 页,共
14、 8 页Cs 1O2gCO2g;HyJ/m o l2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全COg1O2gCO2g;HxJ/m o l2C s O 2 g CO 2 g ; H q J / m o l 就不难发觉:式式式,即为题目所求;故可推知:y q x4 m42 10 a 2 b qq p 2 b4aqp 42 10 m 2 bp【答案】 aqp-4.2 10 4m/2bpJ 【评析】 此题是一道物理、化学相互交叉渗透的综合运算题,难度大;因此,解决这类问题的关键在于分析题意,挖掘题中隐含着的重要信息(即热化学方程式有加合性),弄清该题中所涉及
15、的两个过程,即物理过程与化学过程,并求出联系这两个过程的纽带热量(Q);然后正确运用所学物理、化学的有关基础学问,就题中的问题便可迎刃而解;【关键词】反应热及热化学方程式的书写 / 碳族元素【例 6】 接触法制硫酸的流程可表示如下:问: 1热交换器在制硫酸的过程中有何重要作用?2如以 T1、T2、T3、T4分别表示进出热交换器的气体温度,且 T180,T 3600、T 4250,求进入接触室后的SO2、O2 混合气体的温度T2(设进、出热交换器的气体的平均比热均为0.8kJ/kg.);3假定每天进入接触室的混合气体为 碳 80%的优质煤?(已知煤的供热效率为20t,问与不用热交换器相比较每年至
16、少可节约多少吨含 20%, Cs+O 2g=CO 2g ; H=-393kJ/mol )【解析】(1)由沸腾炉导出的 SO2、O2 等气体的温度经除尘、去杂、洗涤等工艺处理后已大幅度下降,通过热交换器后气体的温度又得以提高,这有利于后续反应(即由SO2 合成 SO3)的进行; SO2的氧化反应是放热反应,从接触室导出的 SO3 等气体的温度已高达 600以上, 难以被浓硫酸吸取;通过热交换器后 SO3 的温度下降了,这有利于提高浓硫酸对它的吸取效率;总而言之,热交换器在制 H 2SO4 的过程中具有增效节能的作用;(2)经过热交换器后, SO2、O2 吸取的热量 cm1T 2-80 ,SO3
17、放出的热量 cm2600-250;依据物理学原理及质量守恒定律可知,即 T2430;Q吸 Q放,m1 m2,故 cm1T 2-80cm2600-250,名师归纳总结 (3)如不使用热交换器,欲使80的 SO2、O2预热到 430,每年需供应的热量为20 103kg第 4 页,共 8 页 365 0.8kJ/kg . 430-80=2.04 109kJ,每千克优质煤供应的有效热量为5240kJ/kg,使用热交换器后每年可节约优质煤的质量为:2.04 109kJ/5240kJ/kg=389.3t ;【答案】( 1)增效节能(2)T 2430( 3)389.3t 【评析】 此题主要运用公式Q=cm
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