ΔQ=Q吸-Q放=2253.0kJ·mol-1-2346.0kJ·mol-1=-93.0kJ·mol-1。
即当生成2molNH3时放出的热量为93.0kJ。
答案:
放出93.0kJ的热量
[新知探究]
[成功体验]
7.某同学做如图所示实验,以检验反应中的能量变化。
(1)实验中发现反应后(a)中温度升高,由此可以判断(a)中反应是________热反应;(b)中温度降低,由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式:
___________________________。
(3)根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量应该________其生成物的总能量。
解析:
(1)反应后(a)中温度升高,(b)中温度降低,说明(a)中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应。
(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
(3)(b)中反应为吸热反应,根据能量守恒定律,(b)中反应物的总能量低于其生成物的总能量。
答案:
(1)放 吸
(2)2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(3)低于
———————————————[关键语句小结]————————————————
1.吸热反应和放热反应的“概念和判断”:
(1)吸收热量的化学反应叫吸热反应,放出热量的化学反应叫放热反应;
(2)微观上:
断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量不同,若前者大为吸热反应,后者大为放热反应;
(3)宏观上:
反应物的总能量与生成物的总能量不同,若前者小于后者为吸热反应,前者大于后者为放热反应。
2.常见的吸热反应与放热反应。
(1)常见的放热反应有:
①燃烧;②中和反应;③活泼金属与H2O或酸的反应;④大多数化合反应。
(2)常见的吸热反应有:
①CO、H2还原金属氧化物的反应;②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;③大多数分解反应。
3.书写热化学反应方程式的“三步骤”:
(1)写出配平的化学反应方程式;
(2)标明物质的状态;
(3)计算并写出对应的反应热ΔH。
[例1] 已知X+Y===M+N反应中的能量变化过程如图,则下列有关说法正确的是( )
A.X的能量一定低于M的能量,Y的能量一定低于N的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
解析:
选D 一个确定的化学反应是吸热还是放热,取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小;或取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小。
物质本身具有的能量越低越稳定,参加反应时化学键断裂吸收的能量就越多,而如果是通过新键形成而生成该物质,则放出的能量就越多。
物质具有的能量越高,则物质本身越不稳定,参加反应时断键所需能量越少,该物质性质活泼,而形成该物质时,放出的能量较少。
表示为,由反应A―→B ΔH<0可知,A的能量高于B,但稳定性B>A。
[双选]金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。
在100kPa时,1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ的热能。
据此,试判断在100kPa压强下,下列结论正确的是( )
A.石墨比金刚石稳定
B.金刚石比石墨稳定
C.1mol石墨比1mol金刚石的总能量高
D.1mol石墨比1mol金刚石的总能量低
解析:
选AD 石墨转变成金刚石的热化学方程式为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.895kJ·mol-1,故1mol金刚石具有的总能量高于1mol石墨具有的总能量。
依据能量越低越稳定判断石墨比金刚石稳定。
[例2] 1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ热量,此反应的热化学方程式为( )
A.C+H2O===CO+H2 ΔH=+131.3kJ
B.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=-131.3kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(l)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1
D.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1
解析:
选D A项,未注明物质的状态,ΔH的单位错误,A错;该反应为吸热反应,ΔH>0,B错误;C项,H2O为液态,错误;1molC(s)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)时,吸收热量为12×10.94kJ=131.3kJ,D正确。
书写热化学方程式时的常见错误:
(1)忘记或标错物质的状态或漏标某一物质的状态。
(2)关于ΔH:
①漏标“+”或“-”;
②ΔH的数值错误,ΔH应与化学计量数成正比;
③漏掉单位kJ·mol-1或错写成kJ。
(1)若例2中的反应为可逆反应,写出其逆反应的热化学方程式。
(2)2g碳在相同条件下反应将吸收多少kJ的热量?
提示:
(1)互为可逆反应的两个反应其反应热的数值相等,符号相反。
(2)2g碳在相同条件下反应吸收热量为
10.94kJ×2=21.88kJ。
答案:
(1)CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)
ΔH=-131.3kJ·mol-1
(2)21.88
1.下列各图中表示热化学方程式A(g)+B(g)===C(g)+D(l) ΔH<0的是(E表示能量)( )
解析:
选B ΔH<0,该反应是放热反应,即生成物的总能量比反应物的总能量低,并且反应的发生需要一定的能量,所以B项正确。
2.下列说法中正确的是( )
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时,反应为吸热反应
C.反应产物的总能量大于反应物的总能量时,反应吸热,ΔH>0
D.ΔH的大小与热化学方程式的计量系数无关
解析:
选C 化学反应过程中,既有物质的变化,又有能量的变化,A错;B项反应为放热反应,错误;ΔH的大小与化学计量数对应成正比,D错。
3.下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
A.铝片与稀硫酸的反应
B.大理石分解反应
C.灼热的炭与CO2的反应
D.甲烷在O2中的燃烧反应
解析:
选C B项和C项涉及的反应是吸热反应,但B项反应的化学方程式为CaCO3
CaO+CO2↑,是非氧化还原反应,C项反应的化学方程式为C+CO2
2CO,是氧化还原反应。
4.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2+O2
2SO3 ΔH=-196.6kJ·mol-1
B.H2(g)+
O2(g)===H2O(l)ΔH=+241.8kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1
解析:
选C 书写热化学方程式必须注意以下几点:
①要注明反应热与各物质的状态,A错,②吸热反应ΔH>0,体系能量升高;放热反应,ΔH<0,B、D错。
5.甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃。
(1)甲硅烷中含有的化学键是________,其在固态时属于__________晶体。
(2)已知室温下1g甲硅烷自燃生成SiO2和水放出热量44.6kJ,则其热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)甲硅烷是非金属和非金属形成的化合物,属于共价化合物,其中只含共价键,在固态时依靠分子间作用力结合成分子晶体。
(2)1molSiH4完全燃烧,生成液态水放出的热量为44.6kJ·g-1×32g=1427.2kJ。
因此热化学方程式为
SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)
ΔH=-1427.2kJ·mol-1。
答案:
(1)共价键 分子
(2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)
ΔH=-1427.2kJ·mol-1
1.下列说法中,错误的是( )
A.化学反应必然伴随发生能量变化
B.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C.化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D.能量变化是化学反应的基本特征之一
解析:
选C 任何化学反应都会伴随有能量的变化,A、D正确。
化学反应过程中,因化学键断裂要吸收能量,新化学键形成要释放能量,所以反应中能量变化也是由化学键变化引起的,B正确。
2.已知2H2+O2点燃,2H2O,关于该反应的下列说法错误的是( )
A.该反应是一个放热反应
B.参加反应的氢气和氧气的总能量高于反应生成的水的总能量
C.反应条件“点燃”决定了该反应是一个吸热反应
D.2molH2和1molO2反应时断裂化学键吸收的总能量小于生成2molH2O时形成化学键释放的总能量
解析:
选C 氢气与氧气的反应是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应物中断裂化学键吸收的总能量小于生成物中形成化学键释放的总能量,与反应条件无关。
3.在下列化学变化中,反应物的总能量低于生成物的总能量的是( )
A.2H2+O2
2H2O
B.CaCO3
CaO+CO2↑
C.CaO+CO2===CaCO3
D.C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
解析:
选B 当反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应为吸热反应,H2、C2H5OH的燃烧均为放热反应;CaO与CO2的化合反应属于放热反应;CaCO3的分解反应属于吸热反应。
4.下列对热化学方程式
H2(g)+
I2(g)===HI(g) ΔH=+26kJ·mol-1的叙述中,正确的是( )
A.1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量
B.1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量
C.1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量
D.1molH2(g)与1molI2(g)完全反应放出26kJ的热量
解析:
选C 在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态;A、D则未将反应的化学计量数与ΔH正确对应起来;热化学方程式中各物质前的化学计量数并不是表示分子个数,B错误;且D将反应错认为是放热反应。
5.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。
在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中,正确的是( )
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2<2Q3
解析:
选D H2与Cl2反应的化学方程式为H2+Cl2
2HCl,断裂化学键消耗的总能量为(Q1+Q2)kJ,形成化学键放出的总能量为2Q3,因该反应为放热反应,则2Q3>Q1+Q2。
6.已知1g丙烷(C3H8)完全燃烧生成CO2气体和液态水,放出50.405kJ热量,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-50.405kJ·mol-1
B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=+2217.82kJ·mol-1
C.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=+50.405kJ·mol-1
D.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2217.82kJ·mol-1
解析:
选D 丙烷燃烧是放热反应,ΔH应小于0,B、C错误;1g丙烷燃烧放出热量50.405kJ,1mol丙烷燃烧放热为2217.82kJ,A错误。
7.4P(红磷,s)
P4(白磷,s) ΔH=+17kJ·mol-1,根据以上热化学方程式,下列推论正确的是( )
A.当1mol白磷完全转变成红磷时放出17kJ热量
B.正反应是一个放热反应
C.当4g红磷转变成白磷时吸收17kJ热量
D.白磷比红磷稳定
解析:
选A 题给热化学方程式表示4mol红磷转变成1mol白磷时吸收17kJ的热量,B、C错误,A正确;因为白磷比红磷的能量高,故白磷比红磷稳定性差,D错误。
8.化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量
C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量
D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
解析:
选C 由图示知反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,A、D项错误;断键时吸收能量,B项错误。
9.已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,且氧气中1molO===O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ,则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量为( )
A.920kJB.557kJ
C.436kJD.188kJ
解析:
选C 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-484kJ·mol-1
1molH-H键断裂时吸收热量为
(463kJ×4-484kJ-496kJ)/2=436kJ。
10.[双选]在101kPa时燃烧1t含FeS2质量分数为70%的黄铁矿生成固态Fe2O3和气态SO2,放出4.98×106kJ的热量。
表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A.4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO