知识点 反应热的有关概念 热化学方程式的书写
1.反应热的表示方法——热化学方程式
热化学方程式书写或判断的注意事项。
(1)注意ΔH的符号和单位:ΔH的单位为kJ·mol-1。
(2)注意测定条件:绝大多数的反应热ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。
(3)注意热化学方程式中的化学计量数:热化学方程式化学计量数可以是整数,也可以是分数。
(4)注意物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
(5)注意ΔH的数值与符号:如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。
(6)对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态外,还要注明物质的名称。
如①S(单斜,s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(单斜,s)=S(正斜,s) ΔH3=-0.33 kJ·mol-1
2.对比法理解反应热、燃烧热与中和热
“三热”是指反应热、燃烧热与中和热,可以用对比法深化对这三个概念的理解,明确它们的区别和联系,避免认识错误。
(1)化学反应吸收或放出的热量称为反应热,符号为ΔH,单位常用kJ·mol-1,它只与化学反应的化学计量数、物质的聚集状态有关,而与反应条件无关。中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热。
(2)燃烧热:在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位:kJ·mol-1。需注意:①燃烧热是以1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的,因此在书写燃烧热的热化学方程式时,一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数;②燃烧产物必须是稳定的氧化物,如C→CO2、H2→H2O(l)等。
(3)中和热:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热。需注意:①稀溶液是指物质溶于大量水中;②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应;③中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O,即H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
(4)反应热是指反应完全时的热效应,所以对于可逆反应,其热量要小于反应完全时的热量。
热化学方程式表示燃烧热和中和热的比较
3.中和热实验
【实验目的】 测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
【实验原理】 通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此得中和热。
【实验装置】
【实验用品】
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、环形玻璃搅拌棒、量筒(50 mL)两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、盐酸(0.50 mol·L−1)、氢氧化钠溶液(0. 55 mol·L−1)
【实验步骤】
【误差分析】
中和热的计算公式 ΔH=
kJ·mol−1误差分析依据 各因素主要影响()。若()偏大,则|ΔH |偏大;若()偏小,则|ΔH |偏小。
引起误差的实验操作 | t终−t始 | |ΔH | |
保温措施不好 | 偏小 | 偏小 |
搅拌不充分 | 偏小 | 偏小 |
所用酸、碱浓度过大 | 偏大 | 偏大 |
用同浓度的氨水代替NaOH溶液 | 偏小 | 偏小 |
用同浓度的醋酸代替盐酸 | 偏小 | 偏小 |
用等浓度的NaOH溶液和盐酸实验 | 偏小 | 偏小 |
重点注意:
中和热是反应热的一种,其ΔH<0;中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离吸收的热量等。
只有强酸和强碱的稀溶液才能保证H+(aq)+OH−(aq)H2O(l)的中和热为57.3 kJ/mol,因为浓酸和浓碱在稀释时会放热,而弱酸和弱碱在中和反应中电离时吸收能量,其中和热一般小于57.3 kJ/mol,。
中和热通常是由实验测得的。在书写表示中和热的热化学方程式时,应以生成1 mol H2O为基准,配平其余物质的化学计量数。
写中和热的热化学方程式时生成的水必须为1 mol,而写中和反应的热化学方程式时生成水的物质的量可为任意值。
例:向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如右图所示,下列说法正确的是
A.反应HCO3-(aq) H (aq)=CO2(g) H2O(l)为放热反应
B.∆H1>∆H2 ∆H2<∆H3
C.CO32-(aq) 2H (aq)=CO2(g) H2O(l) ∆H=(∆H1 ∆H2 ∆H3)
D.H2CO3(aq)=CO2(g) H2O(l),若使用催化剂,则∆H3变小
【答案】C
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