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高考反應熱問題解法例談

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高三 來源: 記憶方法網

 

反應熱是研究化學反應中能量變化的重要概念,反應熱問題則是高考的重點內容,處理好相關題目的關鍵是深刻理解概念,掌握解題方法。

 

一、概念本質剖析

 任何化學反應進行過程中都伴隨著能量的變化,而這種能量常以熱能的形式表現出來,此熱能的大小之度量以及反應過程中吸、放熱情況都可以用到反應熱的概念。

要點:⑴符號:ΔH

⑵單位:kJ/ol。

⑶判斷:ΔH= ∑E(生成物)-∑E(反應物) 其中∑E表示物質具有的總能量。

        具體地:

①若ΔH>0 ∑E(生成物)> ∑E(反應物),物質所具能量升高,反應吸熱。

②若ΔH<0 ∑E(生成物)< ∑E(反應物),物質所具能量降低,反應放熱。

 

二、解題方法總結

 

1.圖像分析法

    

     圖像的特點是直觀、形象,尤其適合問題分析與推斷時使用。

 

例1 (2004年全國)已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為:     

 

       C(石墨)+O2(g)=CO2(g)     △H=-393.51 kJ·ol-1

 

C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)   △H=-395.41 kJ·ol-1

 

據此判斷,下列說法中正確的是(    )。

 

 A.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低

 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高

 C.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的低

  D.由石墨制備金剛石是放熱反應;等質量時,石墨的能量比金剛石的高

 

 解析:根據題意知石墨與金剛石的燃燒都為放熱反應,據此作出下圖。

 

            

      由圖很容易看出,金剛石能量比石墨能量要高,即完成由石墨制備金剛石的過程需要吸熱。故答案為 A

 2.鍵能計算法

反應熱的實質是化學反應中化學鍵的斷裂與形成過程中的能量變化的綜合,鍵能直接反映了化學鍵的斷裂與形成過程中的能量變化,因此反應熱與鍵能有著密切的聯系,可以通過鍵能計算出反應熱。

 具體地:

ΔH=∑E(生成物)-∑E(反應物)=∑U(反應物)-∑U(生成物)

其中∑E表示物質具有的總能量,∑U表示物質所含化學鍵的總鍵能。

 例2 已知H-H鍵能為436 KJ/ol,H-N鍵能為391 KJ/ol,根據熱化學方程式

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); ΔH= -92.4KJ/ol,則 N≡N的鍵能是( 。

A.431 KJ/ol    B.946 KJ/ol    C.649 KJ/ol   D.869 KJ/ol

 解析:ΔH=U(N≡N)+3U(H-H)-6U(N-H)= -92.4 KJ/ol

代入相應數據,計算得E(N≡N)= 945.6 KJ/ol 故選擇B

 3.定義解析法

燃燒熱和中和熱是反應熱的兩個基本概念,它們的考查多圍繞定義展開,因此,理解定義內容、抓住定義要點是解題的關鍵。

 ⑴燃燒熱定義:在101 kPa時,1 ol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。

 定義要點:

 ①規定在101 kPa壓強下測出熱量,因為壓強不定,反應熱數值不相同。

 ②規定以1 ol可燃物作為標準來進行測定,因此在計算燃燒熱時,熱化學方程式里其他物質的化學計量數常出現分數。

 ③規定可燃物完全燃燒生成穩定化合物所放出的熱量為標準。

 ④燃燒熱為放出的熱量,故為正值。

 ⑵中和熱定義:在稀溶液中,酸跟堿發生中和反應生成1 ol水時的反應熱叫做中和熱。

  定義要點:

 ①必須是酸和堿的稀溶液,因為濃酸溶液和濃堿溶液在相互稀釋時會放熱。

 ②強酸和強堿的稀溶液反應才能保證H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)中和熱均為  57.3 kJ?ol-1,而弱酸或弱堿在中和反應中由于電離吸收熱量,其中和熱小于57.3 kJ ol-1。

 ③以生成1 ol水為基準,測定放出來的熱量,因此書寫它們的熱化學方程式時,應以生成1 ol水為標準來配平其余物質的化學計量數。

 例3(2006天津)

已知反應:①101 kPa時,2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H=-221 kJ/ol

②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1);△H=-57.3 kJ/ol

下列結論正確的是(  。

A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ/ol

B.①的反應熱為221 kJ/ol

C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為-57.3 kJ/ol

D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1 ol水,放出57.3 kJ熱量

解析:A項考查燃燒熱的概念, 根據燃燒熱的定義要點,結合題給信息,由C(s)到CO(g),CO(g)到CO2(g)的過程均為放熱過程,故A正確。

B項考查反應熱的概念,反應熱要注意正負號,反應①為放熱反應,故①的反應熱為-221 kJ/ol,故B錯誤。

C項考查中和熱的概念,中和熱為放出的熱量,為正值,故C錯誤。

D項要注意醋酸為弱酸,電離時要吸收熱量,則最終放出的熱量將小于57.3 kJ。

        4.蓋斯定律法

1840年,俄國化學家蓋斯從大量實驗事實中總結出一條規律:化學反應不管是一步完成還是分幾步完成,其反應熱是相同的。

 即化學反應的反應熱(能量)只與反應的始態(各反應物)和終態(各生成物)有關,而與具體反應進行的途徑無關。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相同,這就是蓋斯定律。如:

      

有:△H1=△H2+△H3+△H4

蓋斯定律的主要應用是計算無法直接用實驗測量的反應之反應熱。

 例4 (2006年江蘇)

下列各組熱化學方程式中,化學反應的△H前者大于后者的是( 。

①C(s)+O2(g)==CO2(g);△H1          C(s)+ O2(g)==CO(g);△H2

②S(s)+O2(g)==SO2(g);△H3           S(g)+O2(g)==SO2(g);△H4

③H2(g)+ 1/2O2(g)==H2O(l);△H5       2H2(g)+O2(g)==2H2O(l);△H6

④CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g);△H7     CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(s);△H8

A.①      B.④      C.②③④      D.①②③

 

解析:

 

         

 ③根據物質變化與能量變化一一對應的關系,可知發生同樣的燃燒反應,物質的量越多,放出的熱量越多,則|△H5 |<|△H6|,即△H5>△H6

 ④碳酸鈣分解吸收熱量,ΔH7>0;CaO下H2O反應放出熱量,ΔH8<0,顯然 ΔH7>ΔH8

故答案為C

 此題中的①、②的確定就是根據蓋斯定律。

 利用蓋斯定律解題的關鍵為:合理設計變化過程。

 總之,解決反應熱問題的一個基本思路就是抓住定義要點、選擇最佳方法,從而以不變應萬變,在高考中取勝。

 

 


本文來自:逍遙右腦記憶 /gaosan/706750.html

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