圖示解析能量的比較與計(jì)算 河南省新縣高級(jí)中學(xué) 邱 峻
多個(gè)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng),,不但遵守物質(zhì)的質(zhì)量守恒,,還遵守能量守恒。在進(jìn)行多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)的能量比較或是計(jì)算其中某一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí),,使用作圖的方法來思考問題,,會(huì)更方便。 1.多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)的能量比較
例1:有兩個(gè)反應(yīng),,反應(yīng)a是放熱反應(yīng),,反應(yīng)b是吸熱反應(yīng)。 a.C2H2(g)+H2(g) C2H4(g) b.2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g) 根據(jù)上述變化,,判斷以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式中Q1,、Q2、Q3關(guān)系: C(s)+2H2(g)CH4(g) ,;ΔH=-Q1……I 2C(s)+H2(g)C2H2(g),;ΔH=-Q2……II 2C(s)+2H2(g)C2H4(g);ΔH=-Q3 ……III (1) Q2 Q3(填>,、<,、=)。 (2) Q1,、Q3 : 。
解析:從有機(jī)物的含C和H的數(shù)目來理解:2C→C2H2→C2H4→2CH4,。根據(jù)這種守恒關(guān)系,,得出以下能量關(guān)系: 也可以看出反應(yīng)a是放熱反應(yīng),反應(yīng)b是吸熱反應(yīng),。 不難得出:Q2<Q3,;2Q1>Q3。
答案:(1)Q2<Q3,;(2) 2Q1>Q3,。
點(diǎn)撥:在做能量大小圖示時(shí)注意遵守質(zhì)量守恒和能量守恒,。這是化學(xué)反應(yīng)必備的兩大守恒。 2. 多個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)的能量計(jì)算
例2:已知下列熱化學(xué)方程式: ①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-26.7kJ·mol-1 ②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-50.75kJ·mol-1 ③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO (s)+CO2(g) ΔH3=-36.5kJ·mol-1 則熱反應(yīng):FeO(s)+CO(g)= Fe(s)+CO2(g) ΔH=
解析:從鐵的氧化物的價(jià)態(tài)降低和個(gè)數(shù)守恒來理解:3Fe2O3→2Fe3O4→6FeO→6Fe,。根據(jù)這種守恒關(guān)系,,得出以下能量關(guān)系:
即:能量關(guān)系是3ΔH1=ΔH2+2ΔH3+6ΔH。將數(shù)值代入,,解得ΔH=+7.28 kJ·mol-1,。
答案:+7.28 kJ·mol-1。
點(diǎn)撥:在做能量圖示時(shí),,有時(shí)沒有注意真正數(shù)值的大小,,出現(xiàn)“放熱”和“吸熱”相反現(xiàn)象,應(yīng)以計(jì)算的“+”“-”符號(hào)為依據(jù),。 練習(xí): 1.同溫同壓下,,下列各熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱(△H)最小的是(Q1~Q4均為正值) A.2A ( l ) + B ( l ) = 2C (g ) △H1=+ Q1 B.2A ( g ) + B ( g ) = 2C (g ) △H2=+ Q2 C.2A ( g ) + B ( g ) = 2C ( l ) △H3=+ Q3 D.2A ( l ) + B ( l ) = 2C ( l ) △H4=+ Q4
2.根據(jù)以下3個(gè)熱化學(xué)方程式: 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1=―Q1 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(l) △H2=―Q2 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)=2S (s)+2H2O(g) △H3=―Q3 kJ/mol
判斷Q1、Q2,、Q3三者關(guān)系正確的是( ),。 A. Q1>Q2>Q3 B. Q1>Q3>Q2 C. Q3>Q2>Q1 D. Q2>Q1>Q3 3.已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低。膽礬分解的熱化學(xué)方程式為: CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),;ΔH>0 室溫下,,若將16 g無水硫酸銅和25 g膽礬溶于水分別配制成80g溶液時(shí),用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度分別上T1,、T2放熱,,則T1與T2的關(guān)系為( )。 A.T1>T2 B.T1=T2 C.T1<T2 D.無法比較
參考答案: 1.A.析:Q1~Q4均為正值,,△H是正值,,說明都是吸熱反應(yīng)。再根據(jù)物質(zhì)從液態(tài)到氣態(tài)要吸收熱量,,故有如圖能量變化,。△H1最小,即Q1最小
2. A,。析:后兩個(gè)反應(yīng)理解為生成產(chǎn)物的狀態(tài)不同,,而第一個(gè)反應(yīng)可理解為在第二個(gè)反應(yīng)的基礎(chǔ)上,S進(jìn)一步與O2反應(yīng),,這是S的燃燒,,是放熱的。故可以作圖如下:
3.A.析:膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低,。膽礬分解吸熱,,反過來無水硫酸銅轉(zhuǎn)化為膽礬是放熱;按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算,,16 g無水硫酸銅可生成25 g CuSO4·5H2O,,配成80 g溶液時(shí),,無水硫酸銅吸熱少,溫度下降的少,。分析如圖所示,,即有T1>T2。
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