熱化學(xué)方程式的書寫

第3課時熱化學(xué)方程式什么是熱化學(xué)方程式？表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。請看以下兩個例子，再思考！問題：意義:熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。請同學(xué)們說明一下熱化學(xué)方程式的特點(diǎn)：通過以上兩個例子，說明一下熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)方程式的書寫有什么不同？(1)書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，(為什么？)而常溫、常壓可以不注明，即不注明則是常溫、常壓。(2)標(biāo)出了反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)：固體一s，液體一l，氣體一g；(為什么要標(biāo)出？)(3)寫出了反應(yīng)熱，還注明了“＋”，“－”(4)方程式中的計(jì)量系數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。例題1、當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl，放出184.6KJ的熱量，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)?H=-184.6KJ/mol問題：反應(yīng)物和生成物前的系數(shù)它代表了什么？在方程式中?H它表示了什么意義？?H它的值與什么有關(guān)系？熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個數(shù)，表示對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。?H(KJ/mol)它表示每摩爾反應(yīng)所放出的熱量，?H它的值與方程式中的計(jì)量系數(shù)有關(guān)，即對于相同的反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時，其?H不同。例如：

思考題1

下列說法中不正確的是()A．物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱僅指反應(yīng)放出的熱量B．熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子的個數(shù)C．所有的燃燒都是放熱反應(yīng)D．熱化學(xué)方程式中分子式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)

答案

A

3．特點(diǎn)(與化學(xué)方程式比較)(1)指明了反應(yīng)時的溫度和壓強(qiáng)，如在25℃、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明。(2)在化學(xué)方程式右邊注明ΔH的符號、數(shù)值和單位。(3)所有反應(yīng)物和產(chǎn)物都用括號注明了它們的聚集狀態(tài)。

(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，而不表示分子數(shù)或原子數(shù)，因此可以為非整數(shù)。(5)化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)熱的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小相同倍數(shù)。

思考題2為什么書寫熱化學(xué)方程式時要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)？

答案

反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，即狀態(tài)不同，產(chǎn)生的熱效應(yīng)不同。

寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式課堂練習(xí)1、1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO

(g)，需吸收68kJ的熱量；2、2molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s)，放出314kJ熱量；3、1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。4、4gCO在氧氣中燃燒生成CO2，放出9.6kJ熱量，寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式。5、在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=–572kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=–890kJ/mol由1mol氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為多少。2066KJ二、中和熱及其測定

1．中和熱在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1

molH2O，這時的反應(yīng)熱叫做中和熱。

2．中和熱的測定如右圖所示裝置，利用50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測定反應(yīng)過程中所放出來的熱量可計(jì)算中和熱。其實(shí)驗(yàn)過程為：

(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置。(2)用一個量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，倒入小燒杯中，用溫度計(jì)測出溶液的溫度，再用水洗凈溫度計(jì)。

(3)用另一個量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用溫度計(jì)測出NaOH溶液的溫度。(4)將NaOH溶液倒入小燒杯中，攪拌溶液，測量最高溫度。(5)重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取平均值計(jì)算。(6)數(shù)據(jù)處理。如起始兩溶液的平均溫度為t1，實(shí)驗(yàn)中最高溫度為t2，則生成1molH2O所放出的熱量(即中和熱)為：

ΔH＝－kJ·mol－1即酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所放出的熱量。

解惑與小結(jié)

一、書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)

1．ΔH只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“空格”隔開。若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”。ΔH的單位一般為kJ·mol－1。2．注意反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱數(shù)值不同。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系如下圖，因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不用標(biāo)“↑”或“↓”。

3．ΔH的單位“kJ·mol－1”的含義。并不是指每摩爾具體物質(zhì)反應(yīng)時伴隨的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應(yīng)以各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)來計(jì)量其物質(zhì)的量時伴隨的能量變化。如2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1中的反應(yīng)熱是指每摩爾反應(yīng)，放出的熱量為483.6kJ。因此ΔH與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。例如：已知H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，則2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1；H2O(l)＝H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.8kJ·mol－1。

［特別提醒］

在進(jìn)行熱化學(xué)方程式的書寫和正誤判斷時，一定要注意檢查狀態(tài)、數(shù)值及正負(fù)號，此三處易錯易漏。

二、熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，既可表示粒子個數(shù)，又可表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求注明必須在化學(xué)式后注明正負(fù)號及單位無必須注明意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

三、中和熱的測定與計(jì)算

1．中和熱測定實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)整個實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)把好兩關(guān)：①隔熱關(guān)。如量熱計(jì)保溫層內(nèi)隔熱填充材料要填滿；蓋板上的兩孔只需要正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒通過即可；倒入NaOH溶液要迅速，盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。②準(zhǔn)確關(guān)。如配制溶液的濃度要準(zhǔn)確；NaOH溶液要新制；量取溶液體積時讀數(shù)要準(zhǔn)確；對溫度計(jì)的讀數(shù)要讀到最高點(diǎn)。2．中和熱的計(jì)算由50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所測結(jié)果，計(jì)算中和反應(yīng)的中和熱為：ΔH＝kJ·mol－1(C為生成溶液的比熱容)

［特別提醒］

①中和熱的測量中堿稍過量的原因是保證酸能完全反應(yīng)，計(jì)算時應(yīng)以不足的酸作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。②實(shí)驗(yàn)中使用的酸和堿不能是濃酸或濃堿，若用濃酸或濃堿，由于稀釋過程中放出熱量，會使測得的中和熱數(shù)值偏高。3．導(dǎo)致測定誤差的因素求算出的中和熱是否接近57.3kJ·mol－1，取決于溶液的濃度、溶液的體積及溫度的變化。引起中和熱測定有較大誤差的因素主要有：①溶液濃度不準(zhǔn)確；②溶液量取不準(zhǔn)確；③隔熱較差；④室溫太低；⑤溫度未讀取到最高點(diǎn)等。

典例導(dǎo)析

知識點(diǎn)1：反應(yīng)熱(焓變)的比較

例1已知1mol白磷轉(zhuǎn)化成紅磷，放出18.39kJ的熱量，又知：P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH1,4P(紅，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH2。則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是()A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2C．ΔH1＝ΔH2 D．無法確定

解析

由于白磷轉(zhuǎn)化為紅磷時放出熱量，所以白磷和紅磷與等量O2反應(yīng)生成等量的P2O5時，白磷放出的熱量更多，又因ΔH1＜0，ΔH2＜0，故ΔH1＜ΔH2。

答案B

跟蹤練習(xí)1下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的ΔH前者大于后者的是()①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH1，C(s)＋O2(g)＝CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH3，S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH4③H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)ΔH5，2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)ΔH7，CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)ΔH8A．①B．④C．②③④D．①②③

答案

C

知識點(diǎn)2：熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷

例2

在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ，下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A．CH3OH(l)＋O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.76kJ·mol－1B．2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－1C．2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1451.52kJ·mol－1

解析

1g甲醇燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放熱22.68kJ，則1mol甲醇(32g)燃燒放熱22.68kJ×32＝725.76kJ，相同條件下，2mol甲醇燃燒放熱725.76kJ×2＝1451.52kJ。

答案

B

跟蹤練習(xí)2含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，放出28.7kJ熱量，下列表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式正確的是()A．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋2