第1讲 化学反应的方向和热效应
南京市第十三中学
【考试要求】
2015年江苏省《高考考试说明》规定
①能说明化学反应中能量转化的主要原因,知道化学变化中常见的能量转化形式。
②了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。
③能正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
④了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性,认识化学在解决能源危机中的重要作用。
⑤能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。
【命题特点】
2009~2015年相关考点对比
考点 年份 备注
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
盖斯定律 √ √ √ √ √ √ √ 一些由平衡移动判断吸放热反应的考点暂未列出
热化学方程式 √ √ √ × × × ×
反应热计算 √ √ √ √ √ √ √
化学反应方向判断 × √ √ √ √ √ √
常见吸放热反应判断 × × × × × √ ×
【要点梳理】
一、概念正误判断
1.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ•mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ•mol-1 ( )
2.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ•mol-1,则反应2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的反应热
ΔH=+2×283.0 kJ•mol-1 ( )
3.1 mol甲烷燃烧生成气态水和CO2所放出的热量是甲烷的燃烧热 ( )
4.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变 ( )
5.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 ( )
6.某反应的ΔH=+100 kJ•mol-1,则正反应活化能不小于100 kJ•mol-1 ( )
7.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ•mol-1( )
二、热化学方程式的书写
1.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,写出该反应热化学方程式。
2.已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ•mol-1,写出H2S燃烧的热化学方程式。
3.已知H—H键能436 kJ•mol-1,H—N键能391 kJ•mol-1,N≡N键能945.6 kJ•mol-1,试写出N2和H2反应生成NH3的热化学方程式。
4.已知12N2(g)+32H2(g)===N(g)+3H(g) ΔH1=+a kJ•mol-1
N(g)+3H(g)===NH3(g) ΔH2=-b kJ•mol-1
NH3(g)===NH3(l) ΔH3=-c kJ•mol-1
写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式。
三、反应热计算
1.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.64 kJ•mol-1,在一定温度下,向一固定体积的密闭容器中通入2 mol SO2、1 mol O2,达到平衡时放出热量为Q1 kJ,在同样条件下,向该容器中通入2 mol SO3,达到平衡时,吸收热量为Q2 kJ,则Q1和Q2的关系为______________________。
2.实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.64 kJ•mol-1,当放出314.624 kJ热量时,SO2的转化率为________。
四、化学反应方向判断
1.化学反应进行的方向判断有以下几种情况:
(1)ΔH< 0 ,ΔS >0时,反应一定能自发进行
(2)ΔH > 0,ΔS <0时,反应一定能自发进行
(3)ΔH< 0 ,ΔS <0时,反应在低温高压下能自发进行
(4)ΔH > 0,ΔS >0时,反应高温低压下能自发进行
2.灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿,现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用?
已知:在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为
ΔH=-2180.9 J•mol-1,ΔS=-6.61 J•mol-1•K-1。
【真题精析】
1.(2015年江苏卷•20(1))烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量;O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H=﹣200.9kJ.mol﹣1
NO(g)+ O2(g)═NO2(g)△H=﹣58.2kJ.mol﹣1
SO2(g)+O3(g)═SO3(g)+O2(g)△H=﹣241.6kJ.mol﹣1
(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H= mol•L﹣1
解析:1)NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H=﹣200.9kJ.mol﹣1 ①
NO(g)+ O2(g)═NO2(g)△H=﹣58.2kJ.mol﹣1②
将方程式2②+①3NO(g)+O3(g)=3NO2(g),
所以△H=2×(﹣58.2kJ.mol﹣1)+(﹣200.9kJ.mol﹣1)=﹣317.3kJ/mol
典型错误:不能熟练的运用盖斯定律,利用已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减,反应热也乘以相应的系数进行相应的计算
参考答案:﹣317.3
方法规律:明确热化学方程式正确书写的三要素:方程式正确、物质状态正确、反应热计算书写正确。反应热的计算需结合盖斯定律,利用已知热化学方程式进行加合计算。
2.(2014年江苏卷•10)已知:C(s)+ O2(g)= CO2(g) △H1
CO2(g)+ C(s)=