高中化学 专题2 化学反应与能量变化 第二单元 化学反应中的热量 第2课时教学案 苏教版必修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第2课时热化学方程式燃料燃烧释放的热量知识条目必考要求加试要求1.热化学方程式的书写ab2.利用热化学方程式进行简单计算bc3.合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法aa能力要求1.知道热化学方程式与普通化学方程式的不同，会正确书写热化学方程式。2.熟知提高燃料的燃烧效率的措施。3.会进行化学反应热效应的简单计算。一、热化学方程式1用热化学方程式可以表示化学反应中放出或吸收的热量。氢气在氧气中燃烧的热量变化，可用下列热化学方程式分别表示：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8kJmol1回答下列问题：(1)与化学方程式2H2O22H2O相比较，有何特点？答案注明了反应物、生成物的状态；在方程式的右边注明了反应热H的正负、数值和单位。(2)与相比较，H不同的原因是什么？答案化学计量数不同，参加反应的H2的物质的量不同，H不同。(3)与相比较，H不同的原因是什么？答案参加反应H2的物质的量相同，生成物H2O的状态不同，H不同。(4)表示的意义是在一定条件下，1mol氢气与mol氧气完全反应，生成1mol气态水放出241.8kJ的热量。2由以上分析可知：(1)热化学方程式是用来表示化学反应中吸收或放出热量的化学方程式。(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。热化学方程式的书写方法(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。(2)要注明反应物和生成物的状态。(3)在右端注明H的符号(正号常省略)、大小及单位。(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，H的数值要相应改变。1下列对热化学方程式H2(g)I2(g)=HI(g)H9kJmol1的叙述中，正确的是()A1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收9kJ的热量B1个氢分子和1个碘分子完全反应需要放出9kJ的热量C1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需放出18kJ的热量D1molH2(g)与1molI2(g)完全反应吸收18kJ的热量答案C解析热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热或吸热情况。只要依据书写热化学方程式的注意事项，对于本题就不难作出判断。2已知：101kPa时，1mol辛烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为5518kJ，强酸与强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ，则下列热化学方程式书写正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5518kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5518kJmol1CHOH=H2OH57.3kJmol1D2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(l)2H2O(l)H57.3kJmol1答案B解析A项，因该反应为放热反应，H应取“”，同时水应为液态，故A错；C项，应标明H、OH状态是稀溶液状态(aq)；D项，Na2SO4应为稀溶液状态(aq)，H应取“”且数值错误，故D错。思维启迪“四查”热化学方程式书写正误一查“四态”。即(g、l、s、aq)是否正确；二查“正负莫反”。即“”、“”是否与吸热和放热一致；三查“单位书写”。即反应热的单位是否为kJmol1；四查“数值对应”。即H的数值与物质化学计量数是否对应。二、燃料燃烧释放的热量1常见燃料C、C8H18、CH4、C2H5OH(乙醇)完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.6kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5518kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H889.6kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1366.8kJmol1根据上述热化学方程式，回答下列问题：(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是。(2)完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量的大小顺序为。(3)燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJg1。(4)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。2以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题。(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快。(2)通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。(3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。(4)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。提高燃料燃烧效率的措施及意义(1)提高燃料的燃烧效率的措施尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。(2)提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节约资源、减少污染。3下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()提高燃料的着火点降低燃料的着火点将固体燃料粉碎将液体燃料雾化处理将煤进行气化处理通入适当过量的空气ABCD答案C解析理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于和，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。4将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()使煤充分燃烧，提高煤的利用率减少SO2的产生，避免造成“酸雨”减少有毒的CO产生，避免污染空气减少CO2的产生，避免“温室效应”ABCD答案A解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。1下列说法中错误的是()A燃料的燃烧反应都是放热反应B一定量的燃料完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量大C放热反应的逆反应一定是吸热反应D选择燃料只要考虑燃料热值的大小答案D2氯原子对O3的分解有催化作用：O3(g)Cl(g)=ClO(g)O2(g)H1；ClO(g)O(g)=Cl(g)O2(g)H2。该反应的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()AO3(g)O(g)=2O2(g)HE1E2BO3(g)O(g)=2O2(g)HE2E1C反应O3(g)O(g)=2O2(g)是吸热反应DO3(g)O(g)=2O2(g)HH1H2答案D解析将O3(g)Cl(g)=ClO(g)O2(g)H1与ClO(g)O(g)=Cl(g)O2(g)H2相加可得：O3(g)O(g)=2O2(g)HH1H2。由于反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应O3(g)O(g)=2O2(g)为放热反应。3已知拆开1mol氢气中的化学键需要吸收436.4kJ能量，拆开1mol氧气中的化学键需要吸收498kJ能量，形成气态水分子中的1molHO键能够释放462.8kJ能量，则下列热化学方程式中正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H480.4kJmol1DH2(g)O2(l)=H2O(l)H480.4kJmol1答案A解析反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H(436.42498462.822) kJmol1480.4kJmol1，所以A正确。4下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O2=2SO3H196.6kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJmol1答案B解析A项，未注明物质状态，错误；B项，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6kJmol1，正确；C项，H的单位是kJmol1，错误；D项，C(s)O2(g)=CO2(g)是放热反应，H0，错误。5(1)已知肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa、25时，0.5mol液态肼与足量氧气反应，生成氮气和液态水，放出312kJ的热量，写出该反应的热化学方程式_。(2)已知每千克氢气在常温常压下燃烧放出热量1.43105kJ，每千克汽油燃烧约放出热量4.6104kJ，氢气被公认为是21世纪替代矿物燃料的理想能源，氢气作为能源的优点有：_。答案(1)N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624kJmol1(2)清洁无污染、来源广泛、放热效率高等解析(1)101kPa、25时，0.5mol液态肼与足量氧气反应，生成氮气和液态水，放出312kJ的热量，则该反应的热化学方程式为N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624kJmol1。(2)由题意可知，相同质量的氢气和汽油，氢气提供的能量高，而且反应产物是水，清洁、无污染，制取氢气的原料来源广泛。基础过关题组一化石燃料及其利用1(2017杭州期中)下列说法不正确的是()A当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的B目前，全球仍处于化石能源时代C人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的D凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类答案D2减少酸雨的产生可以采取的措施有()用煤作燃料把工厂烟囱建高燃料脱硫向已酸化的土壤中加入石灰开发新能源ABCD答案C解析本题主要考查化石燃料的使用，酸雨主要是大量燃烧化石燃料造成的，开发新能源可以减少化石燃料的使用，燃料脱硫可以减少二氧化硫的排放量，这些都是可行的措施，故正确答案为C。3近年来，有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中你认为不妥当的是()A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B硅的来源丰富，易于开采C硅燃料放出的热量大，且燃料产物对环境污染较低，容易有效控制D寻找高效催化剂，使二氧化硅分解产生硅的同时释放能量，是硅能源大规模开发利用的一项关键技术答案D解析二氧化硅分解产生硅的同时吸收能量，无论多么高效的催化剂，也不会放出能量。题组二热化学方程式的意义及书写4在25、101kPa的条件下，5.2gC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()A.C2H2(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H259.92kJmol1B.C2H2(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H259.92kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2599.2kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(g)H2599.2kJmol1答案B解析A项，反应是放热的，所以焓变是负数，故A错误；B项，5.2g即0.2molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则热化学方程式为C2H2(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H259.92kJmol1，故B正确；C项，反应是放热的，所以焓变是负数，故C错误；D项，5.2g即0.2molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则2molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出2599.2kJ热量，热化学方程式为2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2599.2kJmol1，而不是生成气态水，故D错误。5沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O(l)，放出445kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是()A2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H890kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890kJmol1D.CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H890kJmol1答案C解析0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出445kJ热量，则1molCH4在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出890kJ热量，H为负值，则热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890kJmol1。62A(g)?B(g)H1(H10); 2A(g)?B(l)H2；下列能量变化示意图正确的是()答案B解析反应的H10，为放热反应，即反应物的能量高于生成物的能量，且物质由气态转变为液态时，也将放热。对照选项图像可知B项符合。7根据碘与氢气反应的热化学方程式()I2(g)H2(g)?2HI(g)H9.48kJmol1()I2(s)H2(g)?2HI(g)H26.48kJmol1下列判断正确的是()A254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC反应()的产物比反应()的产物能量高D反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低答案D解析由于反应I2(g)H2(g)?2HI(g)为可逆反应，不能进行到底，因此254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放出的热量小于9.48kJ，故A项不正确；1mol固态碘比1mol气态碘完全反应少放出的热量即为它们所含的能量差，其数值为35.96kJ，故B项不正确；两个反应的产物相同，能量相同，故C项不正确。8反应2CO2=2CO的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A12gC(s)与一定量O2(g)反应生成14gCO(g)放出的热量为110.5kJB2molC(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)放出的热量大于221kJC该反应的热化学方程式是2C(s)O2(g)=2CO(g)H221kJD该反应的反应热等于CO分子中化学键形成所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差答案B解析反应生成14gCO(g)放出的热量为55.25kJ；2molC(s)与O2(g)反应生成CO(g)时放出的热量为221kJ，完全燃烧时放出的热量大于221kJ；C项中H221kJmol1；D项中断裂的化学键还包括碳中的化学键。题组三反应热的简单计算9(2017台州市期中)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ba)kJmol1BN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ab)kJmol1C2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(abc)kJmol1D2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(bca)kJmol1答案D解析由图可知，N2(g)H2(g)=NH3(g)H(ab) kJmol1，N2(g)H2(g)=NH3(l)H(abc) kJmol1，经分析D正确。10(2017宁波市期中)下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8ABCD答案C解析中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H2，该反应为放热反应，即H1H20，所以H1H4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故H5H6；碳酸钙分解吸收热量，H70，CaO与H2O反应放出热量，H8H8。11(2017温州市期末)已知HH、HO和O=O键的键能分别为436 kJmol1,463 kJmol1,495kJmol1，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485kJmol1BH2O(g)=H2(g)O2(g)H485kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485kJmol1答案D解析反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H反应物的键能之和生成物的键能之和2436kJmol1495kJmol14463kJmol1485kJmol112已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1；CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890kJmol1。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()A11B13C14D23答案B解析设H2与CH4的物质的量分别是x和y，则xy5mol，571.6kJmol1890kJmol1y3695kJ，解得x1.25mol，y3.75mol，故两者之比为13。13(2017湖州市期中)一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(QO)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5molL1的KOH溶液200mL，恰好生成正盐。则此条件下反应：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)的H为()A16QkJmol1B8QkJmol1C16QkJmol1D8QkJmol1答案D解析KOH的物质的量为n(KOH)cV0.2L5molL11mol，2KOHCO2=K2CO3H2O，根据钾离子守恒，故n(K2CO3)1mol0.5mol，根据碳元素守恒由n(CO2)n(K2CO3)0.5mol，2C4H1013O2点燃,8CO210H2O根据碳元素守恒可知，丁烷的物质的量为n(C4H10)0.5molmol，即mol丁烷放出的热量大小为QkJ，故1mol丁烷完全燃烧放出的热量为QkJ88QkJ，则此条件下反应热化学方程式为C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H8Q kJmol1，故选D。能力提升14已知H2(g)O2(g)=H2O(g)，如图是1molH2燃烧的反应过程中能量变化示意图。请回答下列问题：(1)a、b、c分别代表什么意义？a_；b_；c_。(2)该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，H2燃烧的热化学方程式为_。(3)氢气在氧气中燃烧，破坏1molHH键吸收Q1kJ的能量，破坏1molO=O键吸收Q2kJ的能量，形成1molHO键释放Q3kJ的能量，则下列关系式正确的是_。A2Q1Q24Q3B2Q1Q24Q3CQ1Q2Q3D2Q1Q24Q3答案(1)表示断裂1molHH键和0.5molO=O键所吸收的总能量表示形成2molHO键所放出的总能量表示1molH2(g)和0.5molO2(g)完全反应生成1molH2O(g)放出的能量(2)放热2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2ckJmol1或H2(ba) kJmol1(3)B解析(1)化学反应发生时，首先断裂反应物中的化学键，再形成生成物中的化学键，H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键需吸收的能量。故a表示断裂1molHH键和0.5molO=O键所吸收的总能量。同理，b表示形成2molHO键所放出的总能量，c表示1molH2(g)和0.5molO2(g)完全反应生成1molH2O(g)放出的能量。(2)该反应的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2ckJmol1或H2(ba) kJmol1。(3)氢气在氧气中燃烧的反应为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)，反应释放能量。在该反应中破坏2molHH键、1molO=O键，形成4molHO键，所以2Q1Q24Q3。15化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。(1)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为_。(2)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式：_。答案(1)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165kJmol1(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2900kJmol1解析(1)根据题意可知，1mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ2165kJ热量，其热化学方程式为B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165kJmol1。(2)根据题意可知，1mol丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50kJ2900kJ，所以丁烷燃烧的热化学方程式为C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2900kJmol1。16. (1)在25、101kPa的条件下，请回答下列有关问题：