高中化学第一章化学反应与能量12燃烧热能源教案选修4.docx
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高中化学第一章化学反应与能量12燃烧热能源教案选修4.docx
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高中化学第一章化学反应与能量12燃烧热能源教案选修4
第二节燃烧热能源
教学目标:
1.知识与技能
理解燃烧燃烧的含义
掌握表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算
2.过程与方法
通过对“应根据什么标准来选择燃料”的教学,让学生学会多角度的综合分析的方法
3.情感态度与价值观
通过结我国的能源现状的认识过程,培养学生的节能意识
教学重点
表示燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算
教学难点
表示燃烧热的热化学方程式的写法
学习过程
1、燃烧热
什么是燃烧热?
是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?
1)定义:
在25℃,101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
燃烧热通常可由实验测得。
2)在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:
①研究条件:
25℃,101kPa
②反应程度:
完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:
1mol
④研究内容:
放出的热量。
(ΔH<0,单位kJ/mol)
⑤在未有特别说明的情况下,外界压强一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。
如:
C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)
练习1]分析以下几个热化学方程式,哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的?
为什么?
A.C(s)+O2(g)===CO(g);ΔH=110.5kJ/mol
B.C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6kJ/mol
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8kJ/mol
你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗?
由于计算燃烧热时,可燃物质是以1mol作为标准来计算的,所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。
2、燃烧热的计算及应用
例题]
1.在101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890.3kJ的热量,CH4的燃烧热为多少?
1000LCH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
CH4的燃烧热为890.3kJ/mol,1000LCH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ
2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。
葡萄糖燃烧的热化学方程式为:
C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2800kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。
计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
3、中和热
1)定义:
在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生成1mol水时的反应热叫做中和热。
2)中和热的表示:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol。
3)要点
①条件:
稀溶液。
稀溶液是指溶于大量水的离子。
②反应物:
(强)酸与(强)碱。
中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
③生成1mol水,中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。
④放出的热量:
57.3kJ/mol
例:
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。
(2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应,放出____________kJ的热量。
3)燃烧热和中和热的区别与联系
4、能源
1)什么是能源?
能源的作用?
就是能提供能量的自然资源,包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
•能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。
2)当今世界上重要的能源是什么?
怎样解决能源枯竭问题?
节约能源的重要措施是什么?
什么是新能源?
化石燃料:
煤、石油、天然气解决的办法:
开源节流;即开发新能源,节约现有能源,提高能源的利用率。
措施:
科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的利用率。
新能源:
太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。
3)相关思考题∶燃料充分燃烧的条件是什么?
.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?
为什么固体燃料要粉碎后使用?
煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等,严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等,从而使环境受到严重污染,故通过清洁煤技术(如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等),大大减少燃煤对环境造成的污染,势在必行。
提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。
教学反思:
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.氢氧化钡溶液与稀硝酸反应:
OH-+H+=H2O
B.澄清的石灰水与稀盐酸反应:
Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
C.醋酸与氢氧化钠溶液反应:
H++OH-=H2O
D.碳酸钡溶于稀盐酸中:
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
2.实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括:
氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。
已知:
可能用到的数据信息和装置如下。
下列说法错误的是
A.实验时,①的废水中出现红色
B.②的作用是吸收尾气,防止空气污染
C.用③进行萃取时,选择CCl4比乙苯更合理
D.④中温度计水银球低于支管过多,导致Br2的产率低
3.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()
A.17g由H2S与PH3组成的混合气体中含有的质子数为9NA
B.90g果糖(C6H12O6,分子中无环状结构和碳碳双键)中含有的非极性键数目为3NA
C.1mol由乙醇与二甲醚(CH3-O-CH3)组成的混合物中含有的羟基数目为NA
D.已知
Ra→X+
He,则0.5molX中含有的中子数为34NA
4.磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:
LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4。
某磷酸铁锂电池的切面如下图所示。
下列说法错误的是
A.放电时Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
B.隔膜在反应过程中只允许Li+通过
C.充电时电池正极上发生的反应为:
LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+
D.充电时电子从电源经铝箔流入正极材料
5.铅霜(醋酸铅)是一种中药,具有解毒敛疮、坠痰镇惊之功效,其制备方法为:
将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化,以三层细布趁热滤去渣滓,放冷,即得醋酸铅结晶;如需精制,可将结晶溶于同等量的沸汤,滴醋酸少许,过七层细布,清液放冷,即得纯净铅霜。
制备过程中没有涉及的操作方法是
A.萃取B.溶解C.过滤D.重结晶
6.下列实验方案中,可以达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去苯中混有的苯酚
加入适量的溴水充分反应后过滤
B
检验Fe2+溶液中是否含有Fe3+
向待测液中滴加几滴铁氰化钾溶液
C
除去粗盐中含有Mg2+、Ca2+、SO42-的试剂加入顺序
向该溶液中先加入NaOH溶液、再加BaCl2溶液,最后加碳酸钠溶液
D
检验SO2中是否含有HCl
将产生的气体通入HNO3酸化的AgNO3溶液中
A.AB.BC.CD.D
7.反应2NO2(g)
N2O4(g)+57kJ,若保持气体总质量不变。
在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a、c两点气体的颜色:
a浅,c深
B.a、c两点气体的平均相对分子质量:
a>c
C.b、c两点的平衡常数:
Kb=Kc
D.状态a通过升高温度可变成状态b
8.设NA代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是
A.1molP4(正四面体结构)含有6NA个P-P键
B.1mol碳正离子(CH3+)所含的电子总数为9NA
C.25℃,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
D.常温常压下,过氧化钠与水反应,生成8g氧气时转移的电子数为0.25NA
9.已知X、Y、Z为短周期主族元素,在周期表中的相应位置如图所示,下列说法不正确的是()
A.若X为金属元素,则其与氧元素形成的化合物中阴阳离子个数比可能是1∶2
B.若Z、Y能形成气态氢化物,则稳定性一定是ZHn>YHn
C.若Y是金属元素,则其氢氧化物既能和强酸反应又能和强碱反应
D.三种元素的原子半径:
r(X)>r(Y)>r(Z)
10.下列关于有机物(a)
的说法错误的是
A.a、b、c的分子式均为C8H8
B.b的所有原子可能处于同一平面
C.c的二氯代物有4种
D.a、b、c均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
11.材料在人类文明史上起着划时代的意义,下列物品所用主要材料与类型的对应关系不正确的是
A.人面鱼纹陶盆-无机非金属材料B.圆明园的铜鼠首--金属材料
C.宇航员的航天服-有机高分子材料D.光导纤维--复合材料
12.常温下,若要使0.01mol/L的H2S溶液pH值减小的同时c(S2﹣)也减小,可采取的措施是( )
A.加入少量的NaOH固体B.通入少量的Cl2
C.通入少量的SO2D.通入少量的O2
13.下列说法正确的是
A.多糖、油脂、蛋白质均为高分子化合物
B.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
C.可用酸性KMnO4溶液鉴别苯和环己烷
D.分离溴苯和苯的混合物:
加入NaOH溶液分液
14.下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.
配制一定浓度的NaCl溶液B.
除去SO2中的HCl
C.
实验室制取氨气D.
观察Fe(OH)2的生成
15.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。
下列说法正确的是
A.溶液酸性:
A>B>C
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2=2Fe3++2H2O
C.向B溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能会变为红色
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.乳酸亚铁晶体{CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,广泛应用于乳制品、营养液等,吸收效果比无机铁好,可由乳酸与FeCO3反应制得:
2CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑
Ⅰ.制备碳酸亚铁(FeCO3):
装置如图所示。
(1)仪器C的名称是______。
(2)清洗仪器,检查装置气密性,A中加入盐酸,B中加入铁粉,C中加入NH4HCO3溶液。
为顺利达成实验目的,上述装置中活塞的打开和关闭顺序为:
关闭活塞_____,打开活塞_____,装置B中可观察到的现象是_____,当加入足量盐酸后,关闭活塞1,反应一段时间后,关闭活塞_____,打开活塞_____。
C中发生的反应的离子方程式为_____。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体:
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应。
然后再加入适量乳酸。
(3)加入少量铁粉的作用是_____。
从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是隔绝空气低温蒸发,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
Ⅲ.乳酸亚铁晶体纯度的测量:
(4)若用KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%,其原因可能是_____。
(5)经查阅文献后,改用Ce(SO4)2标准溶液滴定进行测定。
反应中Ce4+离子的还原产物为Ce3+。
测定时,先称取5.76g样品,溶解后进行必要处理,用容量瓶配制成250mL溶液,每次取25.00mL,用0.100mol/LCe(SO4)2标准溶液滴定至终点,记录数据如表所示。
滴定次数
0.100mol/LCe(SO4)2标准溶液/mL
滴定前读数
滴定后读数
1
0.10
19.65
2
0.12
22.32
3
1.05
20.70
则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为______(以质量分数表示,保留3位有效数字)。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.据研究报道,药物瑞德西韦(Remdesivir)对2019年新型冠状病毒(COVID-19)有明显抑制作用。
F为药物合成的中间体,其合成路线如下:
已知:
R-OH
R-Cl
(1)A中官能团名称是________;C的分子式为_____
(2)A到B为硝化反应,则B的结构简式为___,A到B的反应条件是_____。
(3)B到C、D到E的反应类型________(填“相同”或“不相同”);E→F的化学方程式为________。
(4)H是C的同分异构体,满足下列条件的同分异构体有_____种。
①硝基直接连在苯环上
②核磁共振氢谱峰面积之比为2:
2:
2:
1
③遇FeCl3溶液显紫色
(5)参照F的合成路线图,设计由
、SOCl2为原料制备
的合成路线_______(无机试剂任选)。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。
实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。
实验过程如下:
已知:
①还原性:
Cl->Co2+;
②Fe3+和
结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。
回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为___________
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有________(填化学式)。
写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式____________
(4)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。
已知:
①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2。
②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量。
序号
温度范围/℃
化学方程式
固体失重率
Ⅰ
120~220
CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O
19.67%
Ⅱ
300~350
______
59.02%
(6)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4,将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为________mol·L-1。
19.(6分)燃煤产生的烟气中含有较多的CO2、CO、SO2等影响环境的气体。
如何综合利用这些气体一直是科研单位研究的热点。
(1)已知:
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH1
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2
2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3
用ΔH2、ΔH3表示ΔH1,ΔH1=_________。
(2)针对CO2与H2反应转化为二甲醚(g)和H2O(g),研究发现,该反应中CO2的平衡转化率随反应温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如图:
①ΔH1________(填“>”或“<”)0。
②若其他条件不变,仅仅增大压强,则逆反应速率会________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),平衡常数K会________。
(3)研究发现,催化剂可以促使烟气CO、SO2转化为CO2、S。
反应原理为2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(l)ΔH=-270kJ·mol-1。
①其他条件相同,研究发现,分别选取Fe2O3、NiO、Cr2O3作上述反应的催化剂时,SO2的转化率随反应温度的变化如图,研究得出,应该选择Fe2O3作催化剂,主要原因可能是________________
②若在2L恒容密闭容器中,将3molCO、1molSO2混合,在一定条件下引发反应,当SO2的平衡转化率为40%时,此时K=________。
③向反应容器中再分别通入下列气体,可以使SO2转化率增大的是_____(填字母)。
A.CO B.SO2 C.N2 D.H2S E.CO2
参考答案
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.A
【解析】
【详解】
A.反应符合事实,符合离子方程式的物质拆分原则,A正确;
B.澄清的石灰水中Ca(OH)2电离出自由移动的Ca2+、OH-离子,不能写化学式,B错误;
C.醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,不能写离子形式,C错误;
D.BaCO3难溶于水,不能写成离子形式,D错误;
故合理选项是A。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.①中发生反应:
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,反应产生了红棕色的Br2单质,因此实验时,①的废水由无色变为红色,A正确;
B.②中盛有NaOH溶液,NaOH是碱,可以与Cl2、Br2发生反应,变为可溶性的物质,因此可以防止空气污染,B正确;
C.根据表格数据可知乙苯的沸点比CCl4的沸点高,与液溴的沸点差别大,所以选择乙苯比CCl4更合理,更有利于后续的蒸馏作用,C错误;
D.蒸馏时温度计是测量馏分的温度,若温度计水银球低于支管过多,导致蒸馏时支管口温度低于Br2的沸点,使Br2的产率低,D正确;
故合理选项是C。
3.A
【解析】
【详解】
A. 假设17g全部为H2S,含有质子物质的量为
=9mol,假设全部为PH3,含有质子物质的量为
=9mol,则17g该混合物中含有的质子物质的量为9mol,故A正确;
B. 果糖结构简式为CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)COCH2OH,根据果糖的结构简式,非极性键应是C-C之间的键,90g果糖中含有非极性键的物质的量为
=2.5mol,故B错误;
C. 乙醇结构简式为CH3CH2OH,乙醚的结构简式为CH3-O-CH3,前者含有羟基,后者不含羟基,因此1mol该混合物中含有羟基物质的量应在0~1mol之间,故C错误;
D. 推出X的原子结构为
,0.5molX中含有中子物质的量为0.5mol×(222-86)=68mol,故D错误;
答案:
A。
4.D
【解析】
【分析】
放电时,LixC6在负极(铜箔电极)上失电子发生氧化反应,其负极反应为:
LixC6-xe-=xLi++6C,其正极反应即在铝箔电极上发生的反应为:
Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电电池充电时,正极与外接电源的正极相连为阳极,负极与外接电源负极相连为阴极,
【详解】
A.放电时,LixC6在负极上失电子发生氧化反应,其负极反应为:
LixC6-xe-=xLi++6C,形成Li+脱离石墨向正极移动,嵌入正极,故A项正确;
B.原电池内部电流是负极到正极即Li+向正极移动,负电荷向负极移动,而负电荷即电子在电池内部不能流动,故只允许锂离子通过,B项正确;
C.充电电池充电时,原电池的正极与外接电源的正极相连为阳极,负极与外接电源负极相连为阴极,放电时,正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反,放电时Li1-xFePO4在正极上得电子,其正极反应为:
Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,则充电时电池正极即阳极发生的氧化反应为:
LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+,C项正确;
D.充电时电子从电源负极流出经铜箔流入阴极材料(即原电池的负极),D项错误;
答案选D。
【点睛】
可充电电池充电时,原电池的正极与外接电源的正极相连为阳极,负极与外接电源负极相连为阴极,即“正靠正,负靠负”,放电时Li1-xFePO4在正极上得电子,其正极反应为:
Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,则充电时电池正极即阳极发生的氧化反应为:
LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+。
5.A
【解析】
【详解】
此操作中,将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化操作为溶解;放冷,即得醋酸铅结晶…清液放冷,即得纯净铅霜此操作为重结晶;以三层细纱布趁热滤去渣滓,此操作为过滤,未涉及萃取,答案为A。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.苯酚与溴水生成的三溴苯酚溶于苯,无法除去杂质,且引进了新的杂质溴,A项错误;
B.铁氰化钾溶液用于检验亚铁离子,无法检测铁离子,B项错误;
C.NaOH溶液可以除去Mg2+、再加稍过量的BaCl2溶液可以除去SO42-,最后加碳酸钠溶液可以除去Ca2+和过量的Ba2+,到达除杂目的,C项正确;
D.HNO3会氧化二氧化硫为硫酸根,硫酸根与银离子反应生成微溶的硫酸银白色沉淀,与氯化银无法区分,D项错误;
答案选C。
7.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.c点压强高于a点,c点NO2浓度大,则a、c两点气体的颜色:
a浅,c深,A正确;
B.c点压强高于a点,增大压强平衡向正反应方向进行,气体质量不变,物质的量减小,则a、c两点气体的平均相对分子质量:
a<c,B错误;
C.正方应是放热反应,在压强相等的条件下升高温度平衡向逆反应方向进行,NO2的含量增大,所以温度是T1>T2,则b、c两点的平衡常数:
Kb>Kc,C错误;
D.状态a如果通过升高温度,则平衡向逆反应方向进行,NO2的含量升高,所以不可能变成状态b,D错误;
答案选A。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.一个P4分子中含有6个P-P键,所以1molP4(正四面体结构)含有6NA个P-P键,故A正确;
B.一个CH3+所含电子数为6+3-1=8,所以1mol碳正离子(CH3+)所含的电子总数为8NA,故B错误;
C.溶液体积未知,无法计算所含微粒数目,故C错误;
D.8g氧气的物质的量为0.25mol,过氧化钠与水反应过程中氧化产物为O2,且为唯一氧化产物,氧元素化合价由-1价变为0价,所以转移的电子数目为0.5NA,故D错误;
故答案为A。
9.C
【解析】
【分析】
由题中元素在周期表中的位置推出X、Y、Z三种元素分别位于第二周期和第三周期;当X为金属时,X可能为Na、Mg、Al,若Y为金属时可能为Mg或者Al,根据常见氧化物以及镁、铝化合物的性质分析。
【详解】
由题中元素在周期表中的位置推出X、Y、Z三种元素分别位于第二周期和第三周期;
A、当X为金属时,X可能为Na、Mg、Al,与氧气形成的化合物分别为Na2O、Na2O2、MgO、Al2O3,阴阳离子个数比有为1:
2、1:
1、2:
3,故A不符合题意;
B、由于Z、Y同族,从上至下非金属性逐渐减弱,Z的非金属性大于Y,所以气态氢化物的稳定性ZHn>YHn,故B不符合题意;
C、若Y为金属时可能为Mg或者Al,因为Mg(OH)2不与强碱反应,故C符合题意;
D、因电子层数X=Y>Z,故半径Y>Z,同周期原子半径从左至右逐渐减小,故原
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- 高中化学 第一章 化学反应 能量 12 燃烧热 能源 教案 选修