熱化學方程式書寫注意事項
熱化學方程式是表示化學反應中的物質變化和焓變或能量變化;熱量變化。例如熱化學方程式:
H2g + Cl 2g = 2HClg△H = -183 kJ/mol
ΔH代表在標準態時,1molH2g和1molCl2g完全反應生成2 molHClg,反應放熱183kJ。這是一個假想的過程,實際反應中反應物的投料量比所需量要多,只是過量反應物的狀態沒有發生變化,因此不會影響反應的反應熱。標準態時化學反應的摩爾焓變稱為標準摩爾焓,用符號ΔfHmO表示。
注意事項
與普通化學方程式相比,書寫熱化學方程式除了遵循書寫普通化學方程式外,還應該注意以下幾點:
①反應熱ΔH與測定的條件溫度、壓強有關,因此書寫熱化學方程式時應註明應熱ΔH的測定條件。若沒有註明,就預設為是在25℃、101KPa條件下測定的。
②反應熱ΔH只能寫在標有反應物和生成物狀態的化學方程式的右邊。ΔH為“-”表示放熱反應,ΔH為“+”表示吸熱反應。ΔH的單位一般為kJ·mol-1kJ/mol。
③反應物和生成物的聚集狀態不同,反應熱ΔH不同。因此熱化學方程式必須註明物質的聚集狀態固體用“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出熱化學方程式的意義。熱化學方程式中不標“↑”或“↓”。
④熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數僅表示該物質的物質的量,不表示物質的分子數或原子數,因此化學計量數可以是整數,也可以是分數。
⑤熱化學方程式是表示反應已完成的數量。由於ΔH與反應完成物質的量有關,所以方程式中化學前面的化學計量係數必須與ΔH相對應,如果化學計量係數加倍,那麼ΔH也加倍。當反應逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數值相等,符號相反。
⑥在稀溶液中,酸跟鹼發生中和反應生成1 mol 水時的反應熱叫中和熱。書寫中和熱的化學方程式應以生成1 mol 水為基準。
⑦反應熱可分為多種,如燃燒熱、中和熱、溶解熱等,在101Kpa時,1 mol 純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。
【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,則下列熱化學方程式正確的是:
A.Cs+1/2O2g==COg;△H =-393.5 kJ/mol
B.2H2g+O2g==2H2Og;△H =+ 571.6 kJ/mol
C.CH4g + 2O2g== CO2g + 2H2Og;△H =-890.3 kJ/mol
D.1/2C6H12O6s + 3O2g === 3CO2g + 3H2O1;△H =-1400 kJ/mol
解析:燃燒熱是指在101 kPa時,1mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時放出的熱量。對C而言穩定的氧化物指CO2g、對H2而言穩定的氧化物指H2Ol。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 二氧化碳氣體和液態水,並放出熱量b kJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是:
A.2C2H2g + 5O2g === 4CO2g + 2H2Ol △H = -4b k J/mol
B.C2H2g + 5/2O2g ===2CO2g + H2Ol △H =2b k J/mol
C.2C2H2g + 5O2g=== 4CO2g + 2H2Ol △H = -2b k J/mol
D.2C2H2g + 5O2g=== 4CO2g + 2H2Ol △H =b k J/mol
解析:放熱反應中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925 ℃,101 k Pa時,強酸與強鹼的稀溶液發生中和反應的中和熱為57.3
kJ/mol,辛烷的燃燒熱為5518 kJ/mol。下列熱化學方程式書寫正確的是
A.2H+aq + SO42-aq + Ba2+aq +2OH-aq=BaSO4s +2H2O1 △H=-57.3 kJ/mol
B.KOHaq + 1/2H2 SO4aq=1/2K2SO4aq + H2Ol △H=-57.3kJ/mol
C.C8H18l + 25/2O2 g=8CO2 g+ 9H2O △H=-5518 kJ/mol
D.2C8H18g + 25O2 g=16CO2 g+18H2O1 △H=-5518 kJ/mol
答案:B
點撥:書寫表示燃燒熱的化學方程式時,可燃物的化學計量係數為1;產物應為完全燃燒生成的穩定氧化物,如C燃燒產物為CO2而不是CO,H2燃燒生成的是H2Ol,而不是H2Og。書寫表示中和熱的熱化學方程式時,H2O的化學計量係數為1,並以此配平其餘物質的化學計量係數。
化學物質的量濃度計算公式