熱化學(xué)方程式書寫注意事項
熱化學(xué)方程式書寫注意事項
熱化學(xué)方程式是表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和焓變(或能量變化;熱量變化)。例如熱化學(xué)方程式:
H2(g) + Cl 2(g) = 2HCl(g)△H = -183 kJ/mol
ΔH代表在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2 molHCl(g),反應(yīng)放熱183kJ。這是一個假想的過程,實際反應(yīng)中反應(yīng)物的投料量比所需量要多,只是過量反應(yīng)物的狀態(tài)沒有發(fā)生變化,因此不會影響反應(yīng)的反應(yīng)熱。標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變稱為標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓,用符號ΔfHmO表示。
注意事項
與普通化學(xué)方程式相比,書寫熱化學(xué)方程式除了遵循書寫普通化學(xué)方程式外,還應(yīng)該注意以下幾點:
?、俜磻?yīng)熱ΔH與測定的條件(溫度、壓強(qiáng))有關(guān),因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明應(yīng)熱ΔH的測定條件。若沒有注明,就默認(rèn)為是在25℃、101KPa條件下測定的。
?、诜磻?yīng)熱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。ΔH為“-”表示放熱反應(yīng),ΔH為“+”表示吸熱反應(yīng)。ΔH的單位一般為kJ·mol-1(kJ/mol)。
③反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱ΔH不同。因此熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)固體用“s”、液體用“l”、氣體用“g”、溶液用“aq”等表示,只有這樣才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)“↑”或“↓”。
?、軣峄瘜W(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)。
?、轃峄瘜W(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于ΔH與反應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān),所以方程式中化學(xué)前面的化學(xué)計量系數(shù)必須與ΔH相對應(yīng),如果化學(xué)計量系數(shù)加倍,那么ΔH也加倍。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。
⑥在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol 水時的反應(yīng)熱叫中和熱。書寫中和熱的化學(xué)方程式應(yīng)以生成1 mol 水為基準(zhǔn)。
⑦反應(yīng)熱可分為多種,如燃燒熱、中和熱、溶解熱等,在101Kpa時,1 mol 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。
【例題1】25℃、101 kPa下,碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol,則下列熱化學(xué)方程式正確的是:
A.C(s)+1/2O2(g)==CO(g);△H =-393.5 kJ/mol
B.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g);△H =+ 571.6 kJ/mol
C.CH4(g) + 2O2(g)== CO2(g) + 2H2O(g);△H =-890.3 kJ/mol
D.1/2C6H12O6(s) + 3O2(g) === 3CO2(g) + 3H2O(1);△H =-1400 kJ/mol
解析:燃燒熱是指在101 kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量。對C而言穩(wěn)定的氧化物指CO2(g)、對H2而言穩(wěn)定的氧化物指H2O(l)。所以A、B、C錯誤,正確答案為D。
答案:D
【例題2】 已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol 二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水,并放出熱量b kJ,則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是:
A.2C2H2(g) + 5O2(g) === 4CO2(g) + 2H2O(l) △H = -4b k J/mol
B.C2H2(g) + 5/2O2(g) ===2CO2(g) + H2O(l) △H =2b k J/mol
C.2C2H2(g) + 5O2(g)=== 4CO2(g) + 2H2O(l) △H = -2b k J/mol
D.2C2H2(g) + 5O2(g)=== 4CO2(g) + 2H2O(l) △H =b k J/mol
解析:放熱反應(yīng)中ΔH<0,所以B、D錯誤。生成1 mol CO2時放出b kJ的熱量,所以,生成4 mol CO2時放出熱量為4b kJ,所以A正確。
答案:A
【例題3】(09四川卷9)25 ℃,101 k Pa時,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3
kJ/mol,辛烷的燃燒熱為5518 kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是
A.2H+(aq) + SO42-(aq) + Ba2+(aq) +2OH-(aq)=BaSO4(s) +2H2O(1) △H=-57.3 kJ/mol
B.KOH(aq) + 1/2H2 SO4(aq)=1/2K2SO4(aq) + H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
C.C8H18(l) + 25/2O2 (g)=8CO2 (g)+ 9H2O △H=-5518 kJ/mol
D.2C8H18(g) + 25O2 (g)=16CO2 (g)+18H2O(1) △H=-5518 kJ/mol
答案:B
點撥:書寫表示燃燒熱的化學(xué)方程式時,可燃物的化學(xué)計量系數(shù)為1;產(chǎn)物應(yīng)為完全燃燒生成的穩(wěn)定氧化物,如C燃燒產(chǎn)物為CO2而不是CO,H2燃燒生成的是H2O(l),而不是H2O(g)。書寫表示中和熱的熱化學(xué)方程式時,H2O的化學(xué)計量系數(shù)為1,并以此配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量系數(shù)。