导图社区 选择性必修一专题导图(热化学)
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编辑于2024-01-31 16:23:09选择性必修一专题导图(热化学)
反应热
反应热
概念:化学反应过程中放出或吸收的能量。反应热用(ΔH)表示,单位KJ/mol。
化学反应实质 断键吸收能量,成键放出能量
在化学反应中,用E反 表示反应物的能量,用E生表示生成物的能量
若E反>E生,则为放热反应;ΔH“-”或ΔH<0
若E反<E生,则为吸热反应;ΔH为“+”或ΔH>0
常见的放热反应:1、金属或金属氧化物与水或酸反应 2、可燃物的燃烧以及缓慢氧化反应(金属的锈蚀) 3、酸碱中和反应 4、铝热反应(见右图)5、大多数化合反应。
三个不一定:1、需要加热的反应不一定是吸热反应 2、放热反应常温下不一定会发生(如铝热反应)3、吸热反应不一定需要加热,如(见右图)
吸热反应和放热反应都是化学反应,如NaOH溶于水是放热过程,但不是放热反应;如升华、蒸发都是吸热过程,但不是吸热反应
反应热的计算
E1、E2为键能/活化能,口诀:生能反键(反键也适用于活化能)
1、从宏观角度分析:ΔH=H1生成物的总能量-H2反应物的总能量 2、从微观角度分析:ΔH=E1反应物的键能总和-E2生成物的键能总和 3、活化能角度分析:ΔH=E1正反应活化能-E2逆反应活化能
键能越小,越不稳定,能量越高,越不稳定,焓越高;键能越大,越稳定,能量越低,焓越低(如金刚石ΔH1与石墨ΔH2与氧气完全反应 ΔH1<ΔH2<0)
燃烧热、中和热
燃烧热
概念:1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,单位:KJ/mol(如C的燃烧热为-398KJ/mol) 稳定氧化物:如右图,表示燃烧热的化学方程式可燃物的化学计量数为1(书写热化学、燃烧热方程式要标明状态)
中和热
概念:稀溶液中酸跟碱反应生成1mol水时的反应热 单位:KJ/mol 表示中和热的化学方程式:水的化学计量数为1 表示强酸与强碱的稀溶液(不生产沉淀或其他气体)的中和热为-57.3KJ/mol
注意:中和反应是强酸强碱的稀溶液生成1mol水放出的热量为57.3KJ,弱酸弱碱电离吸热,生成1mol水时放出的热量小于57.3KJ。浓硫酸稀释时放热,生成1mol水时放出的热量大于57.3KJ。对于中和反应的反应热、燃烧热,由于它们反应放热是确定的,所以描述中不带“-”,但其焓变为负值(可燃物的物质的量必须为1)
中和反应的测定:如图装置(该装置的搅拌器必须为环形玻璃搅拌棒,不能使用金属)其测量关键是为防止热量损失:1、在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(起保温作用)使大烧杯与小烧杯杯口相平。用泡沫塑料作为盖板 2、用环形玻璃搅拌棒混合两溶液,还能减少金属仪器对热量的散失 3、操作必须保证溶液迅速全部倒入小烧杯中,然后盖上盖板,以免热量损失 4、保证酸碱完全中和,如使用等体积的0.55mol/LNaOH(aq)与0.50mol/L的稀盐酸(保证完全中和)
计算公式
ΔH=Q/n(水) n(水)表示生成水的物质的量 Q=cmΔt/1000 Q为中和反应放出的热量,单位为KJ m为反应物混合溶液的质量m=(V液*ρ酸+V碱*ρ碱)稀溶液的密度近似为1g/mL c为反应混合液的比热容,稀溶液的比热容近似为水的比热容,即4.18J/g/K Δt为反应前后溶液温度的差值,Δt=t反应后最高温度-t反应前后平均温度 当酸碱的质量相等时,则t反应前平均温度=(t碱+t酸)/2
实验误差:1、保温措施不严密,导致热量散失,使中和热偏小 2、使用弱酸弱碱,导致电离吸热,导致中和热偏小 3、使用浓强酸、浓强碱,导致溶于水放热,使中和热偏大 4、使用同一支量筒量取溶液:使残留在量筒的试剂反应,导致中和热偏小 5、读数误差
注意:比较反应热(ΔH)的大小时需带”±“ 对放入热的反应,放热越多,ΔH越小;对吸热反应,吸热越多,ΔH越大
相关方法 法一:不管是放热反应还是吸热反应,用生成物能量减反应物能量,差值越大反应热越大,差值越小反应热越小;生成物有固体或液体就有放热过程
盖斯定律
概念:一个化学反应,不管是一步还是分几步完成的,其反应热是相同的;化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
反应热=生成物的生成焓-反应物的生成焓(见拓展图1)
反应热=反应物的键能-生成物的键能(见拓展图2)
反应热=生成物的燃烧热-反应物的燃烧热【注意乘上相应的系数】(见拓展图3)
盖斯定律解题方法:关键:目标方程式的“四则运算” 方法:写出目标方程式确定“过渡物质”(要消去的物质)逐一消去“过渡物质”
经验规则:1、同为反应物或同为生成物的物质相加,不在同一侧的物质相减 2、目标方程式是系数的多少倍,就乘以相同的系数,ΔH也乘以相同的系数 3、写好后检查是否引入了新物质 4、所要消去的物质只能使用一次,不能二次相加或相减(要消去的物质必须满足只存在于一个参考方程式,不能重复)
常规计算方法(碱拓展图4)