化學(xué)物質(zhì)的熱化學(xué)參數(shù)與熱量變化

化學(xué)物質(zhì)的熱化學(xué)參數(shù)與熱量變化一、熱化學(xué)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾物質(zhì)由最穩(wěn)定的元素狀態(tài)形成時(shí)放出或吸收的熱量。標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾反應(yīng)物參與反應(yīng)生成1摩爾產(chǎn)物放出或吸收的熱量。熵：系統(tǒng)混亂度的量度，表示系統(tǒng)無序程度的物理量。自由能：系統(tǒng)在等溫等壓條件下進(jìn)行非體積功的能力，是系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀量。二、熱量變化放熱反應(yīng)：在反應(yīng)過程中，系統(tǒng)向外界放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。吸熱反應(yīng)：在反應(yīng)過程中，系統(tǒng)從外界吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。熱效應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量，分為放熱效應(yīng)和吸熱效應(yīng)。能量守恒定律：在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)內(nèi)能的變化等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量。熱力學(xué)第二定律：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。熱力學(xué)第三定律：在溫度趨近于絕對(duì)零度時(shí)，系統(tǒng)的熵趨近于零。三、熱化學(xué)方程式的表示反應(yīng)物和產(chǎn)物的摩爾數(shù)用化學(xué)式表示。反應(yīng)物和產(chǎn)物的狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）用下標(biāo)表示。反應(yīng)熱、生成熱、燃燒熱等在方程式上方用“ΔH”表示，放熱為負(fù)值，吸熱為正值。熵變?cè)诜匠淌缴戏接谩唉”表示，熵增為正值，熵減為負(fù)值。自由能變?cè)诜匠淌缴戏接谩唉”表示，自由能減為正值，自由能增為負(fù)值?；瘜W(xué)反應(yīng)的能量變化：判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱，分析反應(yīng)自發(fā)性。熱能轉(zhuǎn)換：如燃料燃燒、太陽能電池等。化學(xué)熱機(jī)：如內(nèi)燃機(jī)、燃料電池等。材料設(shè)計(jì)：如超導(dǎo)材料、儲(chǔ)氫材料等。生物化學(xué)：如酶催化反應(yīng)、生物體內(nèi)能量代謝等。環(huán)境科學(xué)：如全球氣候變化、酸雨成因等。五、注意事項(xiàng)注意區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱化學(xué)參數(shù)。注意熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的狀態(tài)。理解熱力學(xué)定律在實(shí)際應(yīng)用中的意義。掌握熱量變化的計(jì)算方法，提高化學(xué)計(jì)算能力。關(guān)注化學(xué)與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，學(xué)以致用。習(xí)題及方法：已知H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)的ΔH為-285.8kJ/mol，求2molH2燃燒放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，2molH2燃燒生成2molH2O(l)，放出的熱量為2×(-285.8)kJ/mol。所以2molH2燃燒放出的熱量為-571.6kJ。已知N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)的ΔH為-91.8kJ/mol，求4molN2和6molH2反應(yīng)生成NH3放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，4molN2和6molH2反應(yīng)生成4molNH3(g)，放出的熱量為4×(-91.8)kJ/mol。所以4molN2和6molH2反應(yīng)生成NH3放出的熱量為-367.2kJ。已知C(s)+O2(g)→CO2(g)的ΔH為-393.5kJ/mol，求12gC燃燒放出的熱量。首先計(jì)算12gC的物質(zhì)的量，C的摩爾質(zhì)量為12g/mol，所以物質(zhì)的量為12g/12g/mol=1mol。根據(jù)化學(xué)方程式，1molC燃燒放出的熱量為-393.5kJ/mol。所以12gC燃燒放出的熱量為-393.5kJ。已知H2O(l)→H2O(g)的ΔH為+6.0kJ/mol，求18gH2O(l)蒸發(fā)吸收的熱量。首先計(jì)算18gH2O(l)的物質(zhì)的量，H2O的摩爾質(zhì)量為18g/mol，所以物質(zhì)的量為18g/18g/mol=1mol。根據(jù)化學(xué)方程式，1molH2O(l)蒸發(fā)吸收的熱量為+6.0kJ/mol。所以18gH2O(l)蒸發(fā)吸收的熱量為+6.0kJ。已知C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)的ΔH為-1366.8kJ/mol，求0.5molC2H5OH完全燃燒放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，0.5molC2H5OH完全燃燒生成1molCO2(g)和1.5molH2O(l)，放出的熱量為0.5×(-1366.8)kJ/mol。所以0.5molC2H5OH完全燃燒放出的熱量為-683.4kJ。已知NH3(g)→NH3(aq)的ΔH為-16.4kJ/mol，求2molNH3(g)溶解在水中放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，2molNH3(g)溶解在水中生成2molNH3(aq)，放出的熱量為2×(-16.4)kJ/mol。所以2molNH3(g)溶解在水中放出的熱量為-32.8kJ。已知NaOH(s)+HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)的ΔH為-57.3kJ/mol，求0.1molNaOH和0.1molHCl反應(yīng)放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，0.1molNaOH和0.1molHCl反應(yīng)生成0.1molNaCl(aq)和0.1molH2O(l)，放出的熱量為0.1×(-57.3)kJ/mol。所以0.1molNaOH和0.1molHCl反應(yīng)放出的熱量為-5其他相關(guān)知識(shí)及習(xí)題：一、燃燒熱與生成焓燃燒熱是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量。生成焓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾物質(zhì)由最穩(wěn)定的元素狀態(tài)形成時(shí)放出或吸收的熱量。已知C(s)+O2(g)→CO2(g)的ΔH為-393.5kJ/mol，求碳的燃燒熱。碳的燃燒熱是指1摩爾碳完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，碳的燃燒熱為-393.5kJ/mol。已知H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)的ΔH為-285.8kJ/mol，求水的生成焓。解題方法：水的生成焓是指1摩爾水由氫氣和氧氣形成時(shí)放出的熱量。根據(jù)化學(xué)方程式，水的生成焓為-285.8kJ/mol。二、反應(yīng)焓與能量守恒反應(yīng)焓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾反應(yīng)物參與反應(yīng)生成1摩爾產(chǎn)物放出或吸收的熱量。能量守恒定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。已知N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)的ΔH為-91.8kJ/mol，求氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣的能量守恒表現(xiàn)。根據(jù)能量守恒定律，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣的能量守恒表現(xiàn)為：ΔH=反應(yīng)物的總能量-產(chǎn)物的總能量。已知H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)的ΔH為-285.8kJ/mol，求氫氣與氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的過程中的能量守恒表現(xiàn)。根據(jù)能量守恒定律，氫氣與氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的能量守恒表現(xiàn)為：ΔH=反應(yīng)物的總能量-產(chǎn)物的總能量。三、熵與自由能熵是系統(tǒng)混亂度的量度，表示系統(tǒng)無序程度的物理量。自由能是系統(tǒng)在等溫等壓條件下進(jìn)行非體積功的能力，是系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀量。已知H2O(l)→H2O(g)的ΔH為+6.0kJ/mol，求液態(tài)水蒸發(fā)為水蒸氣的熵變。液態(tài)水蒸發(fā)為水蒸氣的熵變?yōu)檎?，表示系統(tǒng)的混亂度增加。已知NH3(g)→NH3(aq)的ΔH為-16.4kJ/mol，求氨氣溶解在水中的自由能變。氨氣溶解在水中的自由能變可以根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS計(jì)算，其中ΔH為生成焓，T為溫度，ΔS為熵變。四、熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律指出，系統(tǒng)內(nèi)能的變化等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量。熱力學(xué)第二定律指出，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。熱力學(xué)第三定律指出，在溫度趨近于絕對(duì)零度時(shí)，系統(tǒng)的熵趨近于零。已知C(s)+O2(g)→CO2(g)的ΔH為-393.5kJ/mol，求碳完全燃燒過程中熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，碳完全燃燒過程中的內(nèi)能變化等于燃燒放出的熱量。已知H2O(l)→H2O(g)的ΔH為+6.0