王明堂
摘 要:影響反應(yīng)熱大小的因素較多,主要有反應(yīng)的性質(zhì)、反應(yīng)物的用量、反應(yīng)的程度及物質(zhì)的聚集狀態(tài)等。通過舉例說明比較其大小的規(guī)律及應(yīng)用時(shí)注意的主要因素。
【關(guān)鍵詞】 反應(yīng)熱 比較 規(guī)律 運(yùn)用能力
反應(yīng)熱的大小比較是高考的常見考點(diǎn),熱化學(xué)的常見考點(diǎn),也是易錯(cuò)點(diǎn)。影響反應(yīng)熱大小的因素主要有反應(yīng)的性質(zhì)、反應(yīng)物的用量、反應(yīng)的程度及物質(zhì)的聚集狀態(tài)等.近幾年高考題利用影響反應(yīng)熱大小的因素,構(gòu)造旨在考查考生知識(shí)運(yùn)用能力的試題。本文舉例說明,以求舉一反三,觸類旁通。
一、注意吸熱還是放熱
化學(xué)反應(yīng)中不但有物質(zhì)變化,同時(shí)伴隨著能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化。吸熱反應(yīng)△H吸>0,放熱反應(yīng)△H放<0,故△H吸>△H放。
例1:已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1 , 2H2O(g) =2H2(g)+O2(g) △H2 , 則△H1、△H2的大小關(guān)系?
[解析] H2燃燒是放熱反應(yīng),△H1<0;H2O的分解是吸熱反應(yīng)△H2>0,故△H2 >△H1
二、注意化學(xué)計(jì)量數(shù)
化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的同時(shí)伴隨著能量的變化,而能量的變化量(焓變)與各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)有關(guān)。對于同一反應(yīng),當(dāng)相同組分處于相同狀態(tài)時(shí),反應(yīng)熱與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比。
例2:已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2,則△H1、△H2的大小關(guān)系?
[解析]對于同一反應(yīng)且各物質(zhì)的聚集狀態(tài)相同時(shí),反應(yīng)熱僅與各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)有關(guān)。②式各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)是①式的2倍,故反應(yīng)熱也是其2倍,2△H1=△H2,放熱反應(yīng)△H1>△H2。
三、注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)
當(dāng)物質(zhì)聚集狀態(tài)不同時(shí),本身所含有的能量不同。同量同物質(zhì)的能量:E(g)>E(l)>E(S)。狀態(tài)由氣→液→固變化時(shí)放熱。反之吸熱。
例3:已知S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1 ,S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2 ,則△H1、△H2的大小關(guān)系?
[解析] 已知S(g)能量高于S(s)。故 S(s)→S(g)吸熱。反應(yīng)①可表示成:S(s)=S(g) △H3>0 ,S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2<0,△H1=△H3 +△H2>△H2,即△H1>△H2
例4:已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2;則△H1、△H2的關(guān)系?
[解析] 水汽化吸熱。反應(yīng)①可以拆分成2H2(g)+O2(g)=2H2O( l) △H2<0
H2O(l) =H2O(g) △H3>0 △H1 =△H2 +2△H3>△H2 ,即△H1>△H2
四、注意可燃物是否完全燃燒
對于分步進(jìn)行的反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行的越徹底,其熱效應(yīng)越大。
例5:已知乙醇燃燒的三個(gè)熱化學(xué)方程式:
① C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H= - Q1kJ/mol
② C2H5OH(g)+2.5O2(g)=CO2(g)+ CO(g)+3H2O(g) △H= - Q2kJ/mol
③ C2H5OH(g)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(g) △H= - Q3kJ/mol
則Q1 、Q2 、Q3大小關(guān)系正確的是 ( )
A、Q1Q2 >Q3 C、Q1 =Q2 =Q3 D、無法判斷
[解析] ①是乙醇完全燃燒放熱最多;②和③都是乙醇不完全燃燒,但③燃燒最不完全放熱最少。選B
五、注意反應(yīng)是否可逆
對于可逆反應(yīng)來說,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,轉(zhuǎn)化率越高,吸收或放出的熱量也越多。
例6:一定條件下有下列可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H= - Q kJ/mol?,F(xiàn)有容積相同的甲、乙兩個(gè)定容容器,在上述條件下分別充入的氣體和反應(yīng)放出的熱量如下表所示:
[解析] 據(jù)題意,生成2 mol SO3(g)時(shí)放出熱量Q kJ。則生成1 mol SO3(g)放出熱量0.5Q kJ;且SO3氣體凝固放熱。故生成1 mol SO3(s)時(shí)放出熱量大于0.5Q kJ。A錯(cuò)。甲容器中反應(yīng)物不可能完全反應(yīng),所以Q1