第八章 学案37 反应热的计算和测定能源Word文档下载推荐.docx
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(2)化石燃料的大量使用带来严重的____________问题。
5.解决能源问题的措施
(1)提高能源的使用效率
①改善开采、运输、加工等各个环节。
②科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。
一是保证燃烧时有______________,如鼓入空气、增大O2浓度等。
二是保证燃料与空气有____________________,如将固体______________,使液体__________等。
(2)开发新的能源
开发资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染的新能源。
一、反应热的计算
1.主要依据
热化学方程式、键能的数据、盖斯定律和燃烧热的数据等。
2.主要方法
(1)根据热化学方程式计算
反应热与反应物各物质的物质的量成________。
(2)根据反应物和生成物的总能量计算
①画出放热反应、吸热反应在反应过程中的能量变化示意图。
②根据图示判断能量变化与反应热的关系是什么?
(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算
ΔH=
(4)根据盖斯定律计算
化学反应的反应热只与__________________________有关,而与______________无关。
即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是________的。
应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:
①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2至3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应乘、除以某一个数;
方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH的符号也随之改变,但数值不变。
④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;
反之会放热。
(5)根据物质燃烧放热数值计算Q(放)=
典例导悟1
已知:
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-393.5kJ·
mol-1
(2)H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH2=-285.8kJ·
(3)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3kJ·
根据以上方程式可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A.+244.1kJ·
mol-1B.-488.3kJ·
C.-996.6kJ·
mol-1D.+996.6kJ·
听课记录:
变式演练 已知下列热化学方程式
Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH1=-25kJ·
mol-1①
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH2=-47kJ·
mol-1②
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH3=+19kJ·
mol-1③
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式
典例导悟2
由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________
若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH=________kJ·
mol-1,氢气的燃烧热为__________kJ·
mol-1。
二、实验探究——中和热的测定
1.测定原理
c=4.18J·
g-1·
℃-1=4.18×
10-3kJ·
℃-1;
n为生成H2O的物质的量。
2.装置如图(在横线上填出仪器的名称)
3.注意事项
(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是
____________________________________________。
(2)为保证酸、碱完全中和,常采用________稍稍过量。
(3)实验中若使用弱酸或弱碱,因中和过程中电离________,会使测得数值________。
典例导悟3
(2011·
吉林一模)某实验小组设计用50mL1.0mol·
L-1盐酸跟50mL1.1mol·
L-1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应。
在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。
然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。
通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
试回答下列问题:
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。
试问:
盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量盐酸在反应中挥发,则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50mL,并记录如下原始数据。
实验
序号
起始温度t1/℃
终止温度(t2)/℃
温差(t2-t1)/℃
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
31.6
6.6
2
31.8
6.7
3
31.9
6.8
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·
cm-3,中和后混合液的比热容c=4.18×
℃-1,则该反应的中和热为ΔH=__________________。
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”),其原因是
(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
1.(2011·
上海,11)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(ⅰ)I2(g)+H2(g)
2HI(g)+9.48kJ
(ⅱ)I2(s)+H2(g)
2HI(g)-26.48kJ
下列判断正确的是( )
A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJ
B.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ
C.反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定
D.反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低
2.(2011·
重庆理综,13)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。
已知:
1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ,则S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A.-1780kJ·
B.-1220kJ·
C.-450kJ·
D.+430kJ·
3.(2011·
浙江理综,12)下列说法不正确的是( )
A.已知冰的熔化热为6.0kJ·
mol-1,冰中氢键键能为20kJ·
假设每摩尔冰中有2mol氢键,且熔化热完全用于打破冰的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,Ka=
。
若加入少量CH3COONa固体,则电离平衡CH3COOH
CH3COO-+H+向左移动,α减小,Ka变小
C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为-3916kJ·
mol-1、-3747kJ·
mol-1和-3265kJ·
mol-1,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D.已知:
Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g)
ΔH=489.0kJ·
CO(g)+
O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283.0kJ·
C(石墨)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·
则4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH=-1641.0kJ·
4.(2010·
广东理综,9)在298K、100kPa时,已知:
2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g)ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
5.(2010·
课标全国卷,11)已知:
HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1kJ·
mol-1;
HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6kJ·
则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A.-67.7kJ·
mol-1B.-43.5kJ·
C.+43.5kJ·
mol-1D.+67.7kJ·
题号
4
5
答案
题组一 盖斯定律及反应热的计算
1.(2009·
海南化学,12)已知:
Fe2O3(s)+
C(s)===
CO2(g)+2Fe(s) ΔH=+234.1kJ·
mol-1
(1)
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·
mol-1
(2)
则2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是( )
A.-824.4kJ·
mol-1B.-627.6kJ·
C.-744.7kJ·
mol-1D.-169.4kJ·
2.(2009·
全国理综Ⅱ,11)已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890kJ·
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1B.1∶3
C.1∶4D.2∶3
太原月考)实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.64kJ·
mol-1,当放出314.624kJ热量时,SO2的转化率为( )
A.40%B.50%C.80%D.90%
4.已知25℃、101kPa条件下:
(1)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH=-2834.9kJ·
(2)4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH=-3119.1kJ·
由此得出的正确结论是( )
A.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为吸热反应
B.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为放热反应
C.O3比O2稳定,由O2变为O3为吸热反应
D.O2比O3稳定,由O2变为O3为放热反应
5.2009年哥本哈根气候大会,是被称作“人类拯救地球的最后一次机会”的联合国气候变化大会。
下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是( )
①回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源 ②发展低碳经济、循环经济,开发推广太阳能、水能、风能等能源,减少煤、石油等化石燃料的使用 ③使用填埋法处理未经分类的生活垃圾 ④推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染 ⑤研制开发新型燃料电池汽车,减少机动车尾气污染
A.①②④⑤B.①②⑤
C.①②③④D.③④⑤
6.炽热的炉膛内发生的反应为C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-392kJ·
mol-1,往炉膛内通入水蒸气时,有如下反应:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131kJ·
mol-1,
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH=-282kJ·
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g)
ΔH=-241kJ·
mol-1,由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气的说法正确的是( )
A.不能节省燃料,但能使炉火瞬间更旺
B.虽不能使炉火瞬间更旺,但可以节省燃料
C.既能使炉火瞬间更旺,又能节省燃料
D.既不能使炉火瞬间更旺,又不能节省燃料
7.如果1个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这个规律称为盖斯定律。
据此回答下列问题:
(1)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
丙烷脱氢可得丙烯。
C3H8(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)
ΔH1=+156.6kJ·
CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)
ΔH2=+32.4kJ·
则相同条件下,丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为
(2)已知:
Na2CO3·
10H2O(s)===Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH1=+532.36kJ·
10H2O(s)===Na2CO3·
H2O(s)+9H2O(g) ΔH2=+473.63kJ·
写出Na2CO3·
H2O脱水反应的热化学方程式
8.
(1)32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是
(2)水的电离方程式:
H2O+H2O
H3O++OH-,若液态肼能够按照类似方式电离,请写出电离方程式:
(3)若肼和强氧化剂液态H2O2反应,产生大量N2和水蒸气放出大量热,已知在此条件下0.4mol肼与足量H2O2(l)反应放出256.652kJ的热量,则该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________;
若H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44kJ·
mol-1,则16g液态肼与足量的液态H2O2反应生成液态水时放出的热量是________kJ。
题组二 燃料的充分燃烧和新能源
9.2009年11月27日,全球最大太阳能办公大楼亮相山东德州。
这座名为“日月坛微排大厦”的太阳能大厦,是2010年第四届世界太阳城大会的主会场。
总建筑面积达到7.5万平方米,采用全球首创太阳能热水供应、采暖、制冷、光伏发电等与建筑结合技术,是目前世界上最大的集太阳能光热、光伏、建筑节能于一体的高层公共建筑。
有关说法不正确的是( )
A.太阳能集热玻璃管的玻璃属于硅酸盐之一
B.光伏光电的材料主要成分是高纯度的硅
C.太阳能、生物质能源和天然气都是清洁能源,也是可再生能源
D.传统制冷剂氟利昂容易造成臭氧空洞
6
9
题组三 综合探究
10.(2011·
保定模拟)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。
反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
上述分解反应是一个可逆反应。
温度T1时,在密闭容器中加入0.80molPCl5,反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol,其分解率α1等于________;
若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于)。
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5。
原因是__________________________________。
(4)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3=__________,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是
学案37 反应热的计算和测定 能源
【课前准备区】
知识点一
1.一样
2.间接计算某些难以直接测量的反应热
3.
A
ΔH1=aΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
知识点二
1.能量
2.柴草 化石能源 多能源结构
3.
(1)①煤 石油 天然气 ②不能
(2)①太阳能 氢能 风能 地热能 海洋能 生物质能 ②可以
4.
(1)化石燃料
(2)环境污染
5.
(1)②适当过量的空气 足够大的接触面积 粉碎成粉末 喷成雾状
1.实质是能量守恒。
2.当热化学方程式的方向改变时,ΔH的符号改变,大小不变。
【课堂活动区】
一、2.
(1)正比
(2)①
②反应热ΔH=E(生成物的能量)-E(反应物的能量)
(3)反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量
(4)反应的始态(各反应物)和终态(各生成物) 反应的途径 相同
(5)n(可燃物)×
|ΔH|
二、2.环形玻璃搅拌棒 温度计
3.
(1)保温、隔热,减少实验过程中热量的损失
(2)碱 (3)吸热 偏低
典例导悟
1.B [根据盖斯定律,将
(1)×
2+
(2)×
2-(3)得:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l) ΔH=-393.5kJ·
mol-1×
2-2×
285.8kJ·
mol-1-(-870.3kJ·
mol-1)=-488.3kJ·
mol
- 配套讲稿:
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- 第八章 学案37 反应热的计算和测定能源 第八 37 反应热 计算 测定 能源