【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1 第1-3单元学案（打包10套）苏教版选修4
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【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1 第1-3单元学案（打包10套）苏教版选修4,步步高,学年,高中化学,专题,单元学,打包,10,苏教版,选修
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1 第一单元 化学反应中的热效应 第 1 课时 化学反应的焓变 学习目标定位 热反应和放热反应的本质。 1化学反应过程中既有物质变化，又有 能量变化 。 2化学反应中的能量变化有多种形式， 释放 或 吸收 热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。因此化学反应分为两类： 放热 反应和 吸热 反应。下列图中，图 1表示 放热 反应，图 2表示 吸热 反应 。 3有下列反应： 氧化钙与水反应 碳酸氢钠受热分解 硫酸与氢氧化钠溶液混合 燃烧煤炭取暖 钠与水反应 胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是 ，放热反应的是 。 探究点一 化学反应的焓变 1 N2(g) O2(g)=2NO(g)反应的能量变化如图所示： 由图可知 ： 1 2分子中的化学键断裂吸收的能量是 946_ 1 2分子中的化学键断裂吸收的能量是 498_ 2 2 264_ 则 N2(g) O2(g)=2NO(g)的反应吸收的热量为 180_ 2反应热、焓变的概念 (1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所 吸收 或 放出 的热量。 (2)在 恒温 、 恒压 条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的 焓变 (即：化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差 )。符号是 H，单位是 kJ 1。 3 和吸热、放热反应的关系 (1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量 大于 生成物的总能量的反应。由于反应后放出热量 (释放给环境 )而使反应体系的能量 降低 ，故 H” ，下同 )。 (2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量 小于 生成物的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量 升高 ，故 H0。 归纳总结 活学活用 1由右图分析，有关叙述正确的是 ( ) A A B C A 两个反应吸收或放出的能量不等 B A B C 和 D A B B C A 必然是放热反应 答案 D 解析 本题考查化学反应中的能量变化，由图可知， B C 的能量高于 A 的能量，则反应 B C A 一定是放热反应；反之， A B C 则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。 2已知反应 X Y=M 该反应的下列说法中正确的是 ( ) A B C 的总能量一定高于 的总能量 D因为是放热反应，故 不必加热就可以发生 答案 C 解析 一个化学反应是放热还是吸热，决定于所有反应物的总能量之和与所有生成物的总能 3 量之和的相对大小，前者大的为放热反应，后者大的为吸热反应。所以，放热反应中每种反应物的能量不一定比每种生成物的能量都高。放热反应也往往需要加热才能进行，如炭的燃烧；吸热反应不一定都需要加热，如 H)28H 2O 与 反应是吸热反应，不用加热就能发生。 探究点二 热化学方程式 1氢气与碘蒸气化合反应的能量 (或热量 )变化，可用下式表示： H2(g) I2(g) =200 101 g) H 14.9 kJ 1，它与化学方程式 2特点为 (1)指明了反应时的 温度 和 压强 ：若在 25 、 101 进行的反应，可不注明。 (2)用括号注明了各物质反应时的状态： s(固体 )、 l(液体 )、 g(气体 )或 液 )。 (3)在方程式的右边注明了 值 、 正负号 (正号常省略 )及 单位 。 2热化学方程式的概念及意义 (1)热化学方程式是表示 参加反应 物质的量 和 反应热 的关系的化学方程式。 (2)热化学方程式的意义：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，还说明了物质的 “ 量 ” 与 “ 能量 ” 之间的数量关系。 3热化学方程式的书写方法及要求 (1)遵循一般化学方程式的书写规则 (一般不写反应条件 )。 (2)在右端注明热量的变化：吸热反应， H0；放热反应， H” 或 “0的反应，反应物的总能量小于生成物的总能量 C放热 反应都不需要加热就能发生 D吸热反应在一定条件 (如常温、加热等 )下也能发生 答案 C 解析 化学反应中既有物质变化，又有能量变化， A 正确； H0 的反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量， B 正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发， C 错误；有些吸热反应如 H)28H 2常温下就能反应， 2下列反应属于吸热反应的是 ( ) A炭燃烧生成一氧化碳 B中和反应 C锌粒与稀硫酸反应制取 7 D H)28H 2答案 D 解析 物质燃烧、酸碱中和、金属与水或酸的置换反应都为放热反应。 3下列变化一定为放热的化学反应是 ( ) A g)=l)放出 44 B H0的化学反应 C形成化学键时共放出能量 862 D能量变化如图所示的化学反应 答案 D 解析 化学反应放热还是吸热，取决于 H(生成物 )与 H(反应物 )的相对大小。若 H(生成物 )H(反应物 )，则反应吸热，反之放热。 2O(g)=l)为物理变化； H0，即H(生成物 )H(反应物 )，反应吸收热量； C 项无法确 定反应放热还是吸热； D 项，由图可知H(生成物 )0；反应吸热时， 一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓；焓变是指在恒温、恒压条件下，化学反应过 程中吸收或释放的热量，不仅是指 1 质参加反应时的能量变化。 5在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用 2H2(g) O2(g)=2g) H2(g) O2(g)=2l) ( ) A B D 无法确定 答案 B 解析 气态水液化时释放能量，放热越少， 4分子，其结构为正四面体 (如图所示 )，与白磷分子相似。已知断裂 1 93 裂 1 N 键吸收 941 ( ) 8 A 4高 B 1 4气体转化为 24 C 2的同系物 D 1 4气体转化为 24 答案 D 解析 构相似，均为分子晶体，由于 4，故其分子间作用力弱于 熔点低于 2互为同素异形体，而不是同系物，则 C 错；从结构图中可看出，一个 个 N 据 N4(g)=2N2(g) H，有 H 6193 kJ 1 2941 kJ 1 724 kJ 1，故 7下列有关焓变与反应热的说法，正确的是 ( ) A反应热和焓变的单位都是 如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等 C如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等 D任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定 答案 B 解析 反应热和焓变的单位都是 kJ 1， A 错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等， C 错误；有些反 应的反应热不能通过实验直接测定，如 C 不完全燃烧生成 三、热化学方程式 8已知： H2(g) F2(g)=2HF(g) H 270 kJ 1，下列说法正确的是 ( ) A 2 70 B 1 70 在相同条件下， 1 D 1个氢气分子与 1个氟气分子反应生成 2个氟化氢气体分子放出 270 答案 C 解析 A 项中用 为热化学方程式的化学计量数表示物质的量； g) HF(l) 会放热，所以放出热量应大于 270 项正确。 9由氢气和氧气反应生成 1 41.8 热量， 1 下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A H2(g) 12O2(g)=l) H 285.9 kJ 1 B H2(g) 12O2(g)=l) 9 H 241.8 kJ 1 C H2(g) 12O2(g)=l) H 285.9 kJ 1 D H2(g) 12O2(g)=g) H 241.8 kJ 1 答案 A 解析 放热反应 H 0， C、 D 错； 1 蒸气转化为相同条件下的 1 态水时要放出 44.1 求出 285.9 kJ 1， 选 10根据热化学方程式： S(s) O2(g)=g) H a kJ 1(a 分析下列说法，其中不正确的是 ( ) A S(s)在 O2(g)中燃烧的反应是放热反应 B S(g) O2(g)=g) H b kJ 1，则 ab C 1 O2(g)所具有的能量低于 1 (s)与 1 2(g)所具有的能量之和 D 16 吸收 148.6 热量 答案 D 解析 由题中条件可知：反应的热效应 H a kJ 1 297.2 kJ 1，可知该反应的正向反应为放热反应，故 11有如下三个热化学方程式： H2(g) 12O2(g)=g) H a kJ 1 H2(g) 12O2(g)=l) H b kJ 1 2H2(g) O2(g)=2l) H c kJ 1 关于它们的下列表述正确的是 ( ) A它们都是吸热反应 B a、 b和 C a b D 2b c 答案 D 解析 H 应为负 值，故 A、 B 均错；根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可知 a b，故 据相同的反应，反应热与可燃物的量成正比可知：2b c。 能力提升 12白磷与氧气可发生如下反应： 5=知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 10 a kJ 1、 P O： b kJ 1、 P=O： c kJ 1、 O=O： d kJ 1。 根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的 H，其中正确的是 ( ) A (6a 5d 4c 12b) kJ 1 B (4c 12b 6a 5d) kJ 1 C (4c 12b 4a 5d) kJ 1 D (4a 5d 4c 12b) kJ 1 答案 A 解析 旧化学键断裂吸收的能量为 (6a 5d)化学键形成放出的能量为 (12b 4c) 13已知断裂 1 36 裂 1 91 据化学方程式： N2(g) 3(g) H 92.4 1，则断裂 1 ) A 431 B 945.6 649 D 869 案 B 解析 化学反应中断键吸热，成键放热， H反应物断键吸收的总能量生成物成键释放的总能量。所以 92.4 kJ 1 436 kJ 13 E(NN) 2391 kJ 13 ，故 E(NN) 945.6 kJ 1。 14化学反应 3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 ( ) A N2(g) 3H2(g) 2l) H 2(a b c)kJ 1 B N2(g) 3H2(g) 2g) H 2(b a)kJ 1 g) 32H2(g) l) H (b c a)kJ 1 11 g) 32H2(g) g) H (a b)kJ 1 答案 A 解析 12 2(g)与 32 2(g)完全反应生成 1 H3(g)时放热 (b a)生成 1 H3(l)时放热 (b c a)故 15根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题 (题中 Q 0， 0)： (1)反应过程 的热化学方程式： _； (2)反应过程 的热化学方程式： _； (3)1的关系： “ ” 、 “ ” 或 “ ”) 。 答案 (1)A2(g) B2(g)=C(g) H Q kJ 1 (2)C(g)=A2(g) B2(g) H Q1 kJ 1 (3) 解析 图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热，热化学方程式不难写，但两个反应互为逆反应，因此两反应的反应热数值相等，符号相反。 拓展探究 16化学键 的键能是原子间形成 1 或断裂 )时释放 (或吸收 )的能量。以下是部分共价键键能的数据： H S： 364 kJ 1、 S S： 266 kJ 1、 S=O： 522 kJ 1、H O： 464 kJ 1。 (1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热： 2g) g)=3S(s) 2l) H Q kJ 1，反应产物中的 S 实为 际分子是一个 8 元环状分子 (即)，则 Q _。 (2)标准状况下，将 a L b L a2应放热 _kJ2 1；当 计算，当 a22 (3)1 4 2 8 由第 (1)问可知生成 g)时共放热 (154 88)66 1 第 2 课时 反应热的测量 学习目标定位 步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。 1已知 1 和 1 2O(g)反应生成 1 2，需吸收 131.5 热量，则该反应的反应热 H 1。该反应的热化学方程式是 C(s) g)=CO(g) H2(g) H 131.5 kJ 1。 2已知热化学方程式： g) O2(g)=N2(g) 2g) H 534 kJ 1 (1)该反应是 放热 (填 “ 放热 ” 或 “ 吸热 ”) 反应，判断的依据是 (2)当反应的热量变化为 2 136 加反应的 28_g。 3 丙烷 (一种气体燃料。标准状况下， 丙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量 2 220.0 (1)该反应的热化学方程式是 g) 5O2(g)=3g) 4l) H 2 220.0 kJ 1。 (2)1.1 4中和反应的概念是 酸和碱反应生成盐和水的反应 ，实质是 酸电离产生的 H 与碱电离产生的 结合成 酸和强碱反应生成可溶性盐和水的离子方程式为 H = 探究点一 中和反应的反应热 (中和热 ) 1写出下列反应的化学方程式： (1)将 1盐酸与 1氢氧化钠溶液等体积混合 ： =2O。 (2)将 1硫酸与 1氢氧化钠溶液等体积混合： 2=2 2上述两反应，若从物质类别的变化分析，其反应类型是 中和反应 ；若从能量的变化分析，其反应类型是 放热反应 。 3上述两反应的离子方程式是 H =反应过程中的热量变化 相同 (填 “ 相同 ”或 “ 不同 ”) ，你判断的依据是 参加两反应的 H 、 的数目都相同 。 归纳总结 (1)中和热的概念是酸和碱在 稀溶液 中发生中和反应 生成 1_l)时的反应热。 2 (2)强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时， 1 和 1 H 反应生成 1 态 出 57.3 示为 H ( (=l) H 57.3 kJ 1。 活学活用 1下列说法正确的是 ( ) A中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量 B 1 C在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成 1 2O(l)时的反应热叫做中和热 D测定中和热时 可用稀硫酸和稀 H)2溶液 答案 C 解析 本题考查的是中和热的概念，关键是记清楚有关中和热的问题。中和热是指稀酸、稀碱发生中和反应生成 1 2O(l)时所放出的热量，故 a(反应时，除生成水外，还有 以其反应热不是中和热， 2已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为 H ( (=l) H 57.3 kJ 1，又知电解质的电离是吸热过程。向 1 L 0.5 1的 稀醋酸； 浓硫酸； 稀硝酸，恰好完全反应。其焓变 ) A B 2 D 案 D 解析 因为稀醋酸是弱酸，难电离，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量 Q(浓硫酸 )Q(稀硝酸 )Q(稀醋酸 )，又因放热反应中， H Q，故 57.3 kJ 1 B 2O(=l) H 57.3 kJ 1 答案 D 解析 H 57.3 kJ 1， B、 2O、 离时需吸收热量，分别与强酸、强碱发生中和反应时，放出的热量小于 57.3 H 57.3 kJ 1， B、 4已知 应的 H 12.1 kJ 1； 应的 H 55.6 kJ 1。则 ) A 67.7 kJ 1 B 43.5 kJ 1 C 43.5 kJ 1 D 67.7 kJ 1 答案 C 解析 由题意可知 (=l) ( H 12.1 kJ 1； H ( (=l) H 55.6 kJ1。对比 两个热化学方程式可知，反应 比反应 放热少的原因是 离过程吸热。 1 3.5 热量，故 3.5 kJ1，所以选 C。 5已知 H ( (=l) H 57.3 kJ 1，回答下列问题。 (1)用含 20 g _ (2)用含 2 2反应的中和热 _。 (3)如果将 (1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸，反应放出的热量 _(填 “ 大于 ” 、 “ 小于 ”或 “ 等于 ”)(1) 中反 应放出的热量。 答案 (1)2) 57.3 kJ 1 (3)小于 解析 (1) 20 g 1 0.5 以 0.5 足量稀盐酸反应放出的热量为 0.5 7.3 kJ 1 (2)据中和热的定义可知，中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关，中和热 H 为 57.3 kJ 1。 (3)因醋酸为弱酸，用 和时，需不断地电离出 H ，而电离过程中要吸收热量，故反应放出的热量会减小。 基础过关 7 一、中和反应的反应热 1已知 H = 27.3 列反应中能放出 57.3 ) A 1 2B稀盐酸与氨水反应生成 1 2O C稀盐酸与稀 H)2溶液反应生成 1 D稀 5%浓硫酸反应生成 1 答案 C 解析 7.3 kJ 1； 7.3 弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱、弱酸与强碱的中和反应热数值小于57.3 与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故 2含有 11.2 g 稀溶液与 1 L 0.1 1的 出 热量，表示该反应的中和热的热化学方程式为 ( ) A 12=12 l) H kJ 1 B 2 = 2l) H kJ 1 C 2 = 2l) H 114.6 kJ 1 D 12=12 l) H 57.3 kJ 1 答案 D 解析 中和热是以生成 1 2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成 1 2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为 D。 二、中和反应反应热的测定 3实验室进行中和热的测定实验时除需要量热计外，所用的其他仪器和试剂均正确的一组是 ( ) A 1盐酸， 1 100 筒 1个 B 1盐酸， 1 100 筒 2个 C 1盐酸， 1 50 筒 1个 D 1盐酸， 1 50 筒 2个 答案 D 解析 本实验中为了保证 1的盐酸完全被中和，采用 1 8 使碱稍过量，故 需酸、碱量均为 50 、碱分别用不同的量筒量取，故 4用 50 1盐酸和 50 1 液反应，实验中测得起始温度为 ，终止温度为 ，反应后溶液的比热容为 g 1 1，盐酸和密度都近似认为是 1 g 3，则中和反应生成 1 ) A 55.2 B 391 336 D 案 A 解析 代入 H kJ 1计算即可。 5将 V1 1 液和 V2 知浓度的 液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示 (实验中始终保持 50 下列叙述正确的是 ( ) A做该实验时环境温度为 22 B该实验表明化学能可以转化为热能 C 1 D该实验表明有水生成的反应都是放热反应 答案 B 解析 从图中曲线可以看出，温度为 22 时， 5 时已经开始发生反应，所以 22 一定不是室温， 线随 反应的进行，溶液温度升高，说明反应放热，化学能转化为热能， 30 温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则 c( 30 120 1.5 1， C 错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热反应， 三、反应热与物质能量的关系 6已知 25 、 101 墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨， s) O2(g)=g) H kJ 1 C(金刚石， s) O2(g)=g) H kJ 1 9 据此判断，下列说法正确的是 ( ) A由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低 B由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高 C由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低 D由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高 答案 A 解析 有两种方法可判断。方法一：反应中放出的热量反应物的总能量生成物的总能量；方法二：由 得 C(石墨， s)=C(金刚石， s) H 1.9 kJ 1，该反应为吸热反应，石墨的能量比金刚石的能量低，故选 A。 7下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 ( ) A已知 2g) (g)为放 热反应，则 B已知 C(s，石墨 )=C(s，金刚石 ) H0，则金刚石比石墨稳定 C已知 H ( (=l) H 57.3 kJ 1，则任何酸碱中和反应的热效应均为 57.3 已知 2C(s) 2O2(g)=2g) 2C(s) O2(g)=2CO(g) 为 2的反应为放热反应，所以生成物总能量小于反应物总能量， 成 1 12， 1 Br(g) 10 变为 1 Br(l)要放出热量，所以， 1 Br(g)具有的能量大于 1 Br(l)具有的能量， 能力提升 9某实验小组用 1 1硫酸溶液进行中和热的测定。 . 配制 1 (1)若实验中大约要使用 245 少需要称量 _g。 名称 托盘天平(带砝码 ) 小烧杯 坩埚钳 玻璃棒 药匙 量筒 仪器 序号 a b c d e f (2)从上图中选择称量 体所需要的仪器： _(填字母 )。 . 测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。 (1)写出该反应的热化学方程式 (中和热为 57.3 kJ 1)： _。 (2)取 50 0 验数据如下表。 请填写下表中的空白： 温度 实验次数 起始温度 终止温度 温度差平均值 (t2 均值 1 2 3 4 近似认为 1 液和 1硫酸溶液的密度都是 1 g 3，中和 后 生 成 溶 液 的 比 热 容 c g 1 1 。 则 中 和 热 H _ (取小数点后一位 )。 上述实验数值结果与 57.3 kJ 1有偏差，产生偏差的原因可能是 _(填字母 )。 11 a实验装置保温、隔热效果差 b量取 c分多次把 d用温度计测定 液起始温度后直接测定 答案 .(1)(2).(1)H 2 2= 2l) H 114.6 kJ 1 (2) 53.5 kJ 1 10下表中的数据是断裂 1 物质 2 I 能 /kJm 243 193 151 436 431 298 366 根据上述数据回答 (1) (4)题。 (1)下列物质本身具有的能量最低的是 _(填字母，下同 ) A B C D 2)下列氢化物本身具有的能量最低的是 _ A B D 3)=2代表 I)的反应是 _反应 (填 “ 吸热 ” 或 “ 放热 ”) 。 (4)相同条件下， 代表 I)分别与氢气反应，当消 耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是 _。 答案 (1)A (2)D (3)放热 (4)析 (1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知 (2)物质越不活泼，与 身能量越高，故选 D。 (3)由表可知，反应物 倍的能量，故均为放热反应。 (4)由表可知，反应物 2所具有的能量，与 2倍 放热最多。 11写出下列反应的热化学方程式。 (1)16 g g) 与适量 O2(g) 反 应 生 成 g) 和 l) ， 放 出 890.3 量_。 (2)1 L 1 1 液中和 1 L 1 1 液，放出 57.3 量_。 (3)已知拆开 1 1 1 N 键分别需要的能量是 436 391 946 N2(g)与 H2(g)反应生成 g)的热化学方程式为 12 _。 答案 (1)g) 2O2(g)=g) 2l) H 890.3 kJ 1 (2) = l) H 57.3 kJ 1 (3)N2(g) 3H2(g) 2g) H 92 kJ 1 解析 (1)16 g 6 g 1 1 1 90.3 (2)参加反应的 出的热量为 57.3 (3)由 H反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量及 N2(g)3(g)得： H 3436 kJ 1 946 kJ 1 6391 kJ 1 92 kJ 1。 12红磷 P(s)和 g)发生反应生成 g)和 g)。反应过程和能量关系如下图所示 (图中的 。 根据上图回答下列问题： (1)_。 (2)_。 (3)P 和 _， P 和 3(填 “ 大于 ” 、 “ 小于 ” 或 “ 等于 ”) 。 答案 (1)32g) P(s)=g) H 306 kJ 1 (2)g)=g) g) H 93 kJ 1 (3) 399 kJ 1 等于 解析 (1)生成物的总能量减 去反应物的总能量就等于反应热，结合图像可知， 反应物 06 此该热化学反应方程式为 13 P(s) 32g)=g) H 306 kJ 1。 (2)根据图像可知 3 此 g)=g) g) H 93 kJ 1。 (3) 306 kJ 1 93 kJ 1 399 kJ 1。该反应与途径无关，只与起始状态、最终状态有关。 14 拓展探究 13 0.3 氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出 649.5 热化学方程式为 _。 已知 l)=g) H 44 kJ 1。则 (标准状况 )乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 _ 答案 g) 3O2(g)=s) 3l) H 2 165 kJ 1 1 析 1 249.5 2 165 0.5 21.5 出热量为 122 165 1.5 2O(l)变为 1.5 2O(g)需吸收热量为 66 所以0.5 222 165 4 1 016.5 1 第 3 课时 化学反应热的计算 学习目标定位 用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 一步提高化学计算的能力。 1 (1)许多化学反应的反应热可以直接测量，其测量的仪器叫做 量热计 。 (2)下列 (填序号 )。 2H 2(g) O2(g)=2l) C(s) 12O2(g)=CO(g) (g) 2O2(g)=g) 2g) C 6s) 6O2(g)=6g) 6l) = l) 2 = 2l) 已知在 101 273 K 时 ， 15 g 乙烷完全燃烧生成 放出 a 热量 ，表示乙烷燃烧热的热化学方程式是 g) 72O2(g)=2g) 3l) H 2 1。 3充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为 161.9 成的 1 100 燃烧 1 探究点一 盖斯定律 1同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的 “ 不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的 ” 观点来计算反应热。已知 磷， s) 5O2(g)=s) H 2 983.2 kJ 1 P(红磷， s) 54O2(g)=14s) H 738.5 kJ 1 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 _。 相同状况下，能量状态较低的是 _；白磷的稳定性比红磷 _(填 “ 高 ” 或 2 “ 低 ”) 。 答案 磷， s)=4P(红磷， s) H 29.2 kJ 1 红磷 低 解析 根据已知条件可以虚拟如下过程： 根据盖斯定律 H ( 4 2 983.2 kJ 1 738.5 kJ 14 29.2 kJ 1 同种元素的不同单质 (即同素异形体 )具有不同的能量，因此涉及书写此类单质的热化学方程式时，不仅要注明单质的聚集状态，而且应注明同素异形体的名称。 所以白磷转化为红磷的热化学方程式为 磷， s)=4P(红磷， s) H 29.2 kJ 1 同素异形体相互转化的反应中，若正反应放热，则生成物稳定；若正反应吸热，则反应物稳定。即本身所具有的能量越高越活泼，本身所具有的能量越低越稳定。所以，红磷能量较低，白磷能量较高，稳定性较低。 2盖斯定律的内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是 相同的 。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的 始态和终态 有关，而与反应的 途径 无关。 3盖斯定律的应用方法 (1)“ 虚拟路径 ” 法 若反应物 ，可以有两个途径 由 ，反应热为 H； 由 变成 C，再由 ， 每步的反应热分别为 如图所示： 则有 H (2)加合法 运用所给热化学方程式通过 加减乘除 的方法得到所求的热化学方程式。 归纳总结 应用盖斯定律计算反应热的方法 (1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。 (2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。 (3)将一个热化学方程式左右颠倒时， 活学活用 3 1已知 C(s) 12O2(g)=CO(g) H 上述反应在 燃烧生成 可生成 同时还部分生成 此该反应的 H 无法直接测得。但是下述两个反应的 (1)C(s) O2(g)=g) 393.5 kJ 1 (2)CO(g) 12O2(g)=g) 283.0 kJ 1 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的 H。 分析上述两个反应的关系，即知： H _。 则 C(s)与 O2(g)生成 CO(g)的热化学方程式为 _。 答案 (s) 12O2(g)=CO(g) H 110.5 kJ 1 解析 根据已知条件，可以虚拟如下过程： 由盖斯定律可知 H 110.5 kJ 1， 热化学方程式是 C(s) 12O2(g)=CO(g) H 110.5 kJ 1。 2在 298 K、 101 ，已知： 2g)=O2(g) 2H2(g) l2(g) H2(g)=2g) g) 2g)=4g) O2(g) ) A 2 2 案 A 解析 第三个方程式可由第二个方程式乘以 2 与第一个方程式相加得到，由盖斯 定律可知 2 探究点二 反应热的计算 4 1 100 g 炭粉燃烧所得气体中， 13体积、 3体积，且 C(s) 12O2(g)=CO(g) H kJ 1 CO(g) 12O2(g)=g) H kJ 1 C(s) O2(g)=g) H kJ 1 与这些炭完全燃烧相比较，损失的热量是 _。 答案 析 炭粉完全燃烧可分两步，先生成 热， 生成 热量即为完全燃烧放出的热量，因此不完全燃烧与完全燃烧相比，损失的热量就是生成的 烧放出的热量。 CO(g) 12O2(g)=g) H kJ 1 1 100/12)1/3 Q Q 2 已知 ： (1)Zn(s) 12O2(g)=s) H 348.3 kJ 1 (2)2Ag(s) 12O2(g)=s) H 31.0 kJ 1 则 Zn(s) s)=s) 2Ag(s)的 _。 答案 317.3 kJ 1 解析 根据盖斯定律 ， 将方程式 (1) (2)得 ， H 348.3 kJ 1 ( 31.0 kJ1) 317.3 kJ 1。 归纳总结 有关反应热计算的依据 (1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正负号；各项的化学计量数包括 (2)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其 H 相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 (3)根据反应物和生成物的键能， H反应物的键能和生成物的键能和。 活学活用 5 3氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为 H2(g) 12O2(g)=l) H 285.8 kJ 1 CO(g) 12O2(g)=g) H 283.0 kJ 1 l) 252O2(g)=8g) 9l) H 5 518 kJ 1 g) 2O2(g)=g) 2l) H 890.3 kJ 1。 相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时 ， 放出热量最少的是 ( ) A B C D 案 B 解析 题中各 它们的 g 可燃物燃烧的热量 (即 H/M)即可比较。 4键能是指在 25 、 0 5 1 和 知键能： H 36 kJ 1； 43 kJ 1； H 31 kJ 1。下列说法中不正确的是 ( ) A 1 2中的化学键断裂时需要吸收 436 B 2 62 C此反应的热化学方程式为 H2(g) g)=2g) H 183 kJ 1 D此反应的热化学方程式为 12H2(g) 12g)=g) H 91.5 kJ 1 答案 C 解析 由键能可知，每摩尔 36 能量，每摩尔 断开需要吸收 243 量，每摩尔 31 能量，由此可知 A、 时根据热化学方程式的书写要求， 1 2和 1 36 kJ 1243 kJ 1 431 kJ 12 183 kJ 1，则 12 2和 12 183 kJ12 91.5 kJ1， H 为负，故 D 项的说法正确。 6 反应热的计算依据 依据热化学方程式：反应热与各物质的物质的量成正比 依据盖斯定律 “ 虚拟路径 ” 法 加合法 依据一定物质的量 或质量 的物质的反应热 H 依据反应物和生成物的键能之差 H Q 吸 Q 放1下列关于盖斯定律描述不正确的是 ( ) A化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B盖斯定律遵守能量守恒定律 C利用盖斯定律可间接计算通过实验 难测定的反应的反应热 D利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 答案 A 解析 化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。 2已知热化学方程式： C(金刚石， s) O2(g)=g) C(石墨， s) O2(g)=g) C(石墨， s)=C(金刚石， s) 1.9 kJ 1 下列说法正确的是 ( ) A石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B金刚石比石墨稳定 C 案 A 解析 由方程式 中 1.9 kJ 10 得出石墨比金刚石稳定，故 墨具有的能量低于金刚石，故都生成 锡在常温下以灰锡状态存在 C灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D锡制器皿长期处在低于 的环境中，会自行毁坏 答案 D 解析 由 知 )转化为 )是吸热的，当温度低于 时 )自动转化为 )，所以 A、 B、 C 都错，只能选 D。 二、盖斯定律的应用 4已知： 2C(s) O2(g)=2CO(g) H 221.0 kJ 1； 2H 2(g) O2(g)=2g) H 483.6 kJ 1。 则制备水煤气的反应 C(s) g)=CO(g) H2(g)的 ) A 262.6 kJ 1 B 131.3 kJ 1 C 352.3 kJ 1 D 131.3 kJ 1 答案 D 解析 根据盖斯定律，由题意知： 1/2 1/2 得： H ( 221.0 kJ 1)1/2 ( 483.6 kJ 1)1/2 131.3 kJ 1。 5能源问题是人类社会面临的重 大课题， g)都是重要的能源物质， 1 85.8 282.5 726.7 知 2在一定条件下可以合成甲醇 CO(g) 2H2(g)=l)。则 ) A CO(g) 2H2(g)=l) H 127.4 kJ 1 B CO(g) 2H2(g)=l) H 127.4 kJ 1 C CO(g) 2H2(g)=g) H 127.4 kJ 1 10 D CO(g) 2H2(g)=g) H 127.4 kJ 1 答案 A 解析 根据题给 1 种物质完全燃烧后放出的热量可以写出： H2(g) 12O2(g)=l) 285.8 kJ 1 CO(g) 12O2(g)=g) 282.5 kJ 1 l) 32O2(g)=g) 2l) 726.7 kJ 1 运用盖斯定律进行计算 ， 即 2 可得 ： CO(g) 2H2(g)=l) H 2 2( 285.8 kJ 1) ( 282.5 kJ 1) ( 726.7 kJ 1)127.4 kJ 1。 6 已知 ： g)=l) H Q1 kJ 1 g)=l) H Q2 kJ 1 g) 3O2(g)=2g) 3g) H Q3 kJ 1 若使 46 后恢复到室温，则放出的热量为 ( ) A ( 1 ( (3案 D 解析 由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式： l) 3O2(g)=2g)3l) H (3kJ 1。 7已知： s) 32C(s)=32g) 2Fe(s) 234.1 kJ 1 C(s) O2(g)=g) 393.5 kJ 1 则 2Fe(s) 32O2(g)=s)的 ) 11 A 824.4 kJ 1 B 627.6 kJ 1 C 744.7 kJ 1 D 169.4 kJ 1 答案 A 解析 由盖斯定律可知： 32 得 2Fe(s) 32O2(g)=s)，所以 H 32( 393.5 kJ 1) 234.1 kJ 1 kJ 1 824.4 kJ 1。 三、根据热化学方程式计算反应热 8 已知 ： H2(g) 12O2(g)=l) H kJ 1 CO(g) 12O2(g)=g) H 282.9 kJ 1 若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成 5.4 g l)， 并放出 114.3 量 ， 则混合气体中 物质的量为 ( ) A B C 0.1 D 案 C 解析 设当生成 5.4 g x，则 H2(g) 12O2(g)=l) H kJ 1 18 g .4 g x 解得 x由 14.3 设 y，则 CO(g) 12O2(g)=g) H 282.9 kJ 1 1 282.9 kJ y 得 ： y0.1 9已知下列热化学方程式： C(s) O2(g)=g) H 393.5 kJ 1 2H2(g) O2(g)=2g) H 483.6 kJ 1 现有 0.2 混合物在氧气中完全燃烧，共放出 量， 12 则炭粉与氢气 的物质的量之比为 ( ) A 11 B 12 C 23 D 32 答案 A 解析 设炭粉的物质的量为 x， y，由题意知 x y 0.2 kJ 1x 483.6 kJ12 y x 0.1 y 0.1 x y 11 。 10已知： (g) 2O2(g)=g) 2l) 2H 2(g) O2(g)=2g) 2H 2(g) O2(g)=2l) 温下取体积比为 41 的甲烷和氢气的混合气体 (标准状况 )，经完全燃烧恢复至室温，放出的热量为 ( ) A (0.4 B (0.4 C (0.4 0.1 D (0.4 0.1 答案 A 解析 物质的量为 mo l 1 45 0.4 物质的量为 1 150.1 合气体完全燃烧放出的热量为 (0.4 11人体内葡萄糖的消耗可用下列热化学方程式表示： s) 6O2(g)=6g) 6l) H 2 800.6 kJ 1，如果某人每天消耗 12 540 他每天至少需摄入葡萄糖的质量为 ( ) A 806 g B 1
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