高中化学人教版选修4教案第1章 第1节 第2课时 热化学方程式+中和反应反应热的测定 含答案Word下载.docx
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3.意义
热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
4.实例
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,表示在25℃、101kPa,1molH2与
molO2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8kJ。
[探究·
升华]
[思考探究]
已知有下列化学方程式:
①H2+I2
2HI
②H2(g)+I2(g)
2HI(g)
ΔH=-14.9kJ·
mol-1
③H2+Cl2
2HCl
④H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-184.6kJ·
⑤
Cl2(g)===HCl(g)
ΔH=-92.3kJ·
⑥H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH=-241.8kJ·
⑦H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8kJ·
问题思考:
(1)以上7个化学方程式,哪些不属于热化学方程式?
化学方程式中的g、l等代表什么意思?
固(态)体和溶液如何表示?
【提示】 ①、③不是热化学方程式。
方程式中的g表示气体,l表示液体,固体和溶液分别用s和aq表示。
(2)在热化学方程式中,方程式②的ΔH与其他的有什么不同?
把1mol的H2和1molI2在该温度和压强下放入密闭容器中充分反应,最终放出的热量是14.9kJ吗?
【提示】 方程式②中标明了温度和压强,其它热化学方程式中未标注,说明是在常温常压下。
因为H2与I2反应是可逆反应,所以该温度和压强下反应,最终放出的热量小于14.9kJ。
(3)方程式⑤中的
代表什么意义?
如果是2molH2和2molCl2完全反应,则ΔH为多少?
【提示】
代表物质的量,若2molH2和2molCl2完全反应,则ΔH=-92.3kJ·
mol-1×
4=-369.2kJ·
mol-1。
[认知升华]
1.普通化学方程式与热化学方程式的区别
化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数,既表示微粒个数又表示该物质的物质的量
既可以是整数,又可以是分数,只表示该物质的物质的量
物质的状态
不要求注明
必须在化学式后注明
ΔH
无
有,与物质的量有关,单位kJ/mol,必须注明正负号
反应条件
要注明
可以不注明
温度和压强
不注明
要注明,但是ΔH是在25℃、101kPa下测定的,可不注明
意义
表明了化学反应中的物质变化
不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化
2.判断热化学方程式正误的“五审”
[题组·
冲关]
题组1 热化学方程式的正误判断
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2+O2
2SO3 ΔH=-196.6kJ/mol
B.N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol
C.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=+393.5kJ/mol
D.H2O(l)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+285.8kJ/mol
【解析】 A项,未注明反应物,生成物的聚集状态,故错;
B项,化学方程式书写错误,应为N2(g)+O2(g)===2NO(g),故错;
C项,C与O2反应为放热反应,ΔH<
0,故错。
【答案】 D
2.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放出241.8kJ的热量,1g水蒸气转化为液态水放出2.45kJ的热量,则下列热化学方程式书写正确的是( )
A.H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.9kJ·
B.H2(g)+
C.H2(g)+
ΔH=+285.9kJ·
D.H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH=+241.8kJ·
【解析】 1gH2O(g)转化为H2O(l)放出2.45kJ热量,则1molH2O(g)转化为H2O(l)放出2.45×
18kJ=44.1kJ热量,故H2(g)与O2(g)反应生成1molH2O(l)放出285.9kJ的热量,即热化学方程式为
【答案】 A
3.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )【29910004】
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)
ΔH=2(a-b-c)kJ·
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=2(b-a)kJ·
C.
N2(g)+
H2(g)NH3(l)
ΔH=(b+c-a)kJ·
D.
H2(g)NH3(g)
ΔH=(a+b)kJ·
【解析】 理解a、b、c的含义及符号。
a为
molN2(g)和
molH2(g)分解为1molN(g)和3molH(g)吸收的能量,b为1molNH3(g)分解成1molN(g)和3molH(g)吸收的能量,c为1molNH3(l)→NH3(g)吸收的能量。
合成氨反应热包括吸收的热量与放出热量的相对大小,若生成1molNH3(g):
ΔH=(a-b)kJ·
mol-1,若生成1molNH3(l):
ΔH=(a-b-c)kJ·
题组2 热化学方程式的书写
4.写出下列反应的热化学方程式。
(1)16gCH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出890.3kJ热量____________________________________。
(2)已知拆开1molH—H键,1molN—H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为______________________________________。
(3)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态的三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为_____________________。
【解析】
(1)由化学方程式为CH4+2O2===CO2+2H2O可得热化学方程式。
(2)化学方程式为N2+3H22NH3,ΔH=(946+436×
3-391×
6)kJ·
(3)化学方程式为B2H6+3O2===B2O3+3H2O,则1molB2H6(g)完全燃烧放出2165kJ热量。
【答案】
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92kJ·
(3)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJ·
5.
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图,请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式:
_______________
______________________________________________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式:
______________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】
(1)反应的化学方程式为NO2+CO===CO2+NO,1molNO2(g)反应时的反应热ΔH=E1-E2=134kJ·
mol-1-368kJ·
mol-1=-234kJ·
(2)反应的化学方程式为N2+O2=2NO,1molN2(g)参加反应时的ΔH=945kJ·
mol-1+498kJ·
mol-1+2×
(-630kJ·
mol-1)=+183kJ·
【答案】
(1)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·
(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g)
ΔH=+183kJ·
【方法规律】
书写热化学方程式的“五步”
中和反应反应热的测定
1.中和反应反应热
在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1_mol_H2O(l)时的反应热。
表示为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
2.实验原理
通过一定量的酸碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得中和热。
3.实验仪器装置
(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
(2)实验过程中,还需要的其他仪器有两个50_mL量筒。
4.测量步骤
(1)初始温度(t1)的测量
用一量筒量取50mL0.50mol·
L-1盐酸,倒入小烧杯中并测量其温度;
用另一量筒量取50mL0.55mol·
L-1NaOH溶液并测量其温度,取两温度平均值为t1。
(2)终止温度(t2)的测量
把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中,盖好盖板。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记录终止温度为t2。
(3)重复实验操作三次,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
5.数据处理
ΔH=
kJ/mol[其中c=4.18J/(g·
℃)]
甲同学用50mL0.50mol·
L-1的盐酸与50mL0.55mol·
L-1的KOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量计算中和反应的反应热。
结论:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
(1)实验装置中在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是什么?
【提示】 目的是保温、隔热,减少实验过程中热量的损失。
(2)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(
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