化学自习室移动版

      在当今社会中，人类所需能量绝大部分是由化学反应产生的，因此，研究学习化学反应中的反应热，对于人们充分利用能源，减少环境污染是至关重要的。所以有关反应热的知识也成为高考中的重要考点。在学习反应热时，有如下几个难点应引起我们的注意。 　　
　　1 正确理解区别“三热”概念 　　
　　在学习反应热时，正确理解和分清“三热”概念，是我们学好反应热的前提。 　　
　　例1.(2006年高考天津卷)已知反应：
　　①101kPa时， 2C(s)+O₂(g)=2CO(g)；△H=-221kJ/mol ②稀溶液中： H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)； △H=-57.3kJ/mol，下列结论正确的是(    )
　　A.碳的燃烧热大于110.5kJ/mol
　　B.反应①的反应热为221kJ/mol
　　C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3kJ/mol
　　D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量

　　解析：结合“三热”概念，燃烧热和中和热都是正值，反应热既有正值又有负值，符号不表示大小而表示吸热放热。A选项中，该反应没有生成最稳定的氧化物，因此C的燃烧热比此处反应热的绝对值大；B选项中，该反应的反应热应该为-221kJ/mol；C选项中稀硫酸和稀NaOH的中和热为57.3kJ/mol；D选项中醋酸不是强酸，电离时要吸热，因此发生中和反应时放出的热量小于57.3kJ。答案为A。

　　2 注意可逆反应中的反应热大小比较
　　例2. 350K时， 2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g); △H= -197kJ/mol，在相同温度下向密闭容器中通入1mol SO₂和0.5mol O₂，达到平衡时放出热量Q1kJ，在相同温度下向相同的密闭容器中通入2mol SO₂和1mol O₂，达到平衡时放出热量Q2kJ，则下列关系式正确的是(     )。
　　A.2Q1=Q2        B.2Q1>Q2   　C.　Q2>2Q1   D    Q2<2Q1

     解析：197kJ为完全生成2mol SO₃(g)时所放出的热量，而实际反应中存在着平衡态，反应物不可能百分之百的转化，因此，Q2<197kj。当温度不变，相同的密闭容器中，反应物物质的量减半时，由平衡移动原理可知，平衡向逆反应方向移动，所以q2>2Q1，则正确答案为C。

　　3 注意△H与键能的关系及计算

　　3.1 利用键能比较物质的稳定性

　　△H在理论上等于反应物的总键能减去生成物的总键能。当生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量大，这是放热反应，△H为负值，相反△H为正值。且某物质的键能越大，该物质内部的能量越低，该物质越稳定。

　　例3.(2004，13)已知25℃，101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： C(石墨) +O₂(g)=CO₂(g)； △H=-393.5kJ/mol； C(金刚石)+O₂(g)=CO₂(g)； △H=-395.4kJ/mol
　　据此判断下列说法正确的是(    )
　　A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
　　B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
　　C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
　　D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

　    解析：由△H＝反应物的总键能－生成物的总键能，由金刚石燃烧时比等质量的石墨燃烧时放热多，则可判断等质量时，石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨制备金刚石是吸热反应，所以答案为A。

　　3.2结合晶体结构，利用键能计算反应热

　　利用键能计算反应热时，在晶体中一定要注意晶体的结构，要判断清晶体中化学键的数量与晶体中微粒数量的关系。

　　例4.(2005年高考江苏卷)通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(△H)，化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。则：工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl₄(g)+2H₂(g) ==Si(s)+4HCl(g)，该反应的反应热△H=______kJ/mol。

　　解析：晶体Si属于原子晶体，其结构与金刚石相似，即每个硅原子与周围的4个硅原子形成4条Si-Si共价键，故1个硅原子实际占有2个Si-Si键，即晶体Si中，硅原子数与Si-Si共价键数之比为1∶2，因此该反应的反应热△H=(4×360kJ/mol+2×436kJ/mol)-(2×176kJ/mol+4×431kJ/mol)=+236kJ/mol。

　　3.3由反应热确定化学键的键能

　　在由反应热确定物质的化学键的键能时，要注意结合物质的结构推断出合理的反应式，并要结合物质的结构正确地推出化学键的个数。
　　例5.化学反应的能量变化(△H)与反应物和生成物的键能有关，键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：

　　已知白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物结构如右图所示，则上表中x=_____。
　　解析：由白磷完全燃烧的产物结构可知该反应为：P₄+5O₂=P₄O₁₀，注意白磷P₄为正四面体结构，1mol白磷分子中有6mol P-P键，燃烧热＝(4x+12×360)-(6×197+5×499)=2378.0，求得x=433.75kJ/mol。

　　4 注意正确运用“盖斯定律”

　　在解答有关反应热的问题时，要注意盖斯定律的应用。盖斯定律告诉我们化学反应不管是一步完成还是分几步完成，只要始态和终态相同，其反应热是相同的。也就是说，化学反应只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同。也就是利用盖斯定律可进行热化学方程式加减(因方程式也是等式)，加减时把反应热也相应进行加减。可求出所要求的反应的反应热。

　　例6.发射卫星的火箭通常用肼(N₂H₄)作燃料，用NO₂作氧化剂，燃烧过程中无污染物生成，现已知： N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)； △H=67.2kJ/mol     N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)；△H=-534kJ/mol，则1mol肼在足量的NO2中燃烧时放出的热量为(      ) 　　 

     总之，正确理解“三热”概念是学好反应热的前提。键能与反应热的有关计算是难点，要注意运用晶体或分子的结构，注意正确运用盖斯定律，要注意已知反应式与被求反应式的正确转化。