第6章+第2节+燃烧热+能源+化学反应热的计算.ppt

考纲点击 1 了解反应热 燃烧热 的概念 2 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础 了解化学在解决能源危机中的重要作用 3 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 考情播报 1 燃烧热 中和热等概念的辨析和判断 2 盖斯定律在反应热计算中的应用 3 结合生产 生活考查新能源的开发和利用 1 燃烧热 1 定义在25 101kPa时 纯物质完全燃烧生成时所放出的热量 2 单位 1mol 稳定的氧化物 kJ mol 3 意义C的燃烧热为393 5kJ mol 表示在25 101kPa条件下 用热化学方程式表示为 4 特点物质燃烧一定放热 所以物质燃烧的反应热一定为负值 1mol碳完全燃烧生成CO2气体时 放出393 5kJ 的能量 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 2 能源 1 化石燃料 种类 特点 蕴藏量有限 属于能源 解决化石燃料枯竭的办法 开源节流 即开发新的能源和节约现有的能源 2 新能源 种类 太阳能 氢能 风能 地热能 海洋能和生物质能等 特点 资源丰富 可以 没有污染或污染很小 煤 石油 天然气 不可再生 再生 燃烧热与中和热的比较 具体解题过程中要分清是写燃烧热的热化学方程式还是写燃烧的热化学方程式 是写中和热的热化学方程式还是写中和反应的热化学方程式 在计算或标明反应物或生成物时 必须区分其物质的量是否为1mol 1 25 101kPa下 碳 氢气 甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393 5kJ mol 285 8kJ mol 890 3kJ mol 2800kJ mol 则下列热化学方程式正确的是 A C s O2 g CO g H 393 5kJ molB 2H2 g O2 g 2H2O g H 571 6kJ molC CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ molD C6H12O6 s 3O2 g 3CO2 g 3H2O l H 1400kJ mol 解析 根据燃烧热的概念 每摩尔物质燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为燃烧热 A项中生成的产物不是稳定的氧化物 错误 B项中燃烧为放热反应 H 0 错误 C项中生成的水在常温下的稳定状态为液体 错误 答案 D 2 氢能是一种既高效又干净的新能源 发展前景良好 用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐 我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车 超越三号 已达到世界先进水平 并逐步向产业化的目标迈进 氢能具有的优点包括 原料来源广 易燃烧 热值高 储存方便 制备工艺廉价易行A B C D 解析 氢能具有来源广 易燃烧且热值高等优点 但目前氢气的储存很不方便 也没有找到廉价易行的制备工艺 答案 A 1 内容化学反应不管是一步完成还是分几步完成 其反应热是的 即化学反应的反应热只与反应体系的有关 而与反应的途径无关 相同 始态和终态 2 应用间接计算某些反应的反应热 3 举例如 H H1 H2 反应热的简单计算1 利用热化学方程式进行相关量的求解写出热化学方程式 再根据热化学方程式所体现的物质之间 物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热 2 依据燃烧热数据 利用公式直接求算反应热Q 燃烧热 n 可燃物的物质的量 3 利用盖斯定律求反应热 1 设计合理的反应途径 2 适当加减已知的热化学方程式 得出待求的热化学方程式 反应热也要进行相应的加减运算 从而得出待求热化学方程式的反应热 3 在进行反应热的计算时 要注意反应热的符号以及反应热与方程式中化学计量数间的比例关系 4 混合物燃烧放热求比例问题可用常规的列方程组法 又可采用十字交叉法 5 依据反应物与生成物的能量计算 H E生成物 E反应物 6 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 H 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 应用盖斯定律计算反应热时须注意 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 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颠倒时 H的 号随之改变 3 已知下列热化学方程式 Zn s O2 g ZnO s H1 351 1kJ molHg l O2 g HgO s H2 90 7kJ mol由此可推知Zn s HgO s ZnO s Hg l H3 其中 H3的值是 A 441 8kJ molB 254 6kJ molC 438 9kJ molD 260 4kJ mol 解析 以上两个方程式相减得 H3 H1 H2 351 1kJ mol 90 7kJ mol 260 4kJ mol 答案 D 例1 2009 全国卷 有改动 已知 25 101kPa时 H2的燃烧热为285 8kJ mol CH4的燃烧热为890kJ mol 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 3C 1 4D 2 3 思路点拨 解答本题首先根据燃烧热的定义明确1molH2 1molCH4充分燃烧所放出的热量 然后再结合题中数据 列方程组计算 课堂笔记 选设H2与CH4的物质的量分别是x和y 则x y 112 22 4 285 8x 890y 3695 解得x 1 25mol y 3 75mol 故原混合气体中H2与CH4物质的量之比是1 3 故选B B 解答该类题目亦可用十字交叉法即 则151 453 2 1 3 例2 2009 海南高考 已知 Fe2O3 s C s CO2 g 2Fe s H 234 14kJ molC s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol则2Fe s O2 g Fe2O3 s 的 H是 A 824 4kJ molB 627 6kJ molC 744 7kJ molD 169 4kJ mol 思路点拨 解答此题的关键是根据盖斯定律设计合理的反应途径 适当加减已知的热化学方程式 课堂笔记 选把题给的两个方程式变换为 2Fe s CO2 g Fe2O3 s C s H 234 14kJ molC s O2 g CO2 g H 590 25kJ mol 相加即得结果 A 在给出的焓变不是一个具体的数值 而是用字母代替时 一定要注意焓变是一个既包括数值 又包括符号的物理量 当反应放热时 放出热量的数值的大小与焓变的大小相等 符号相反 借助新科技解决能源问题的探究能源与环境越来越成为焦点问题 频频出现的 油荒 表现了石油供需之间的矛盾 因此能源问题日益突出 高考历来追逐社会热点 所以与能源有关的知识点将出现在今后的高考题中 这种试题势必会成为高考热点 信息背景 国内化工行业的五大高耗能产业中 合成氨耗能占总量的40 单位能耗比国际先进水平高31 2 因此该产业节能的潜力非常大 目前山西地下采空区占全省面积的七分之一 采煤沉陷是一种典型的地质灾害 与煤炭开采规模成正比 阅读上述新闻信息 解答下列问题 1 目前 合成氨生产一般选择铁 或铁触媒 作为催化剂 反应温度控制在700K 根据反应设备的耐压程度 可以选择低压 中压 高压三种类型的压强 按照反应的化学方程式中的化学计量数可知 氮气和氢气的压强分压之比应该是 但实际操作中 往往使 的量稍微过量 目的是 2 目前制约中国合成氨节能降耗的因素有很多 其中正确的是 填正确选项的序号 a 化学反应速率太低b 原料转化率太低c 合成氨设备落后d 工艺技术落后 3 国家发改委颁布的 国家节能中长期规划 已将合成氨列为节能降耗的重点领域 根据规划要求 未来15年 国家将加快推进以洁净煤或天然气替代石油合成氨的工业改造 用洁净煤或天然气替代石油的主要目的是 填正确选项的序号 a 节约石油资源 降低生产成本b 使用石油耗能太高c 减少二氧化碳的排放 减少温室气体的排放d 提高原料的转化率 4 下列措施中有利于实现节能降耗的是 填正确选项的序号 a 加快合成氨设备的节能改造b 对废热进行合理利用 热电联产 达到合成氨工业的用电自给自足c 对化石燃料中的硫进行合理回收 如生产硫酸d 推动节能降耗技术的开发和推广应用 解析 1 合成氨反应的热化学方程式为N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 原料氮气来源于大气 成本低 所以往往提高反应物中氮气的比例 以提高氢气的转化率 2 目前 无论国际上 还是国内 工业合成氨采用的条件基本相同 所以反应速率和转化率不是造成国内合成氨高耗能的主要因素 合成氨的工艺技术落后 设备陈旧则是制约合成氨节能降耗的主要因素 3 利用石油进行合成氨的生产成本高 且浪费石油资源 4 合成氨工业中节能降耗的关键环节在于技术和设备 另外工艺生产中充分利用废弃的热量及废弃物 使其变为有用的能量和物质 从而达到节能降耗的目的 答案 1 1 3氮气提高氢气的转化率 2 cd 3 a 4 abcd 1 下列有关能量转换的说法正确的是 A 煤燃烧时化学能全部转化为热能B 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C 动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D 植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程 解析 A项 煤燃烧放出热量 化学能部分转化为光能 B项 化石燃料由动植物转变而来 动植物中的能量均来自太阳能 C项 葡萄糖氧化放出能量 是化学能转化为热能 D项绿色植物的光合作用是太阳能转化为化学能 答案 B 2 已知反应 101kPa时 2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol下列结论正确的是 A 碳的燃烧热大于110 5kJ molB 的反应热为221kJ mol C 浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水时放出的热量小于57 3kJD 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水 放出57 3kJ热量 解析 A项中燃烧热是指101kPa 1mol物质充分燃烧生成稳定化合物所释放的能量 由题知1molC生成1molCO放热110 5kJ 碳的燃烧热应指氧化产物为CO2时对应能量 要在此基础上继续氧化放热 所以应大于110 5kJ mol B项中反应热存在吸热 放热两种情况 可更正为 的反应 热为 H 221kJ mol C项中浓硫酸稀释时放热 则与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量大于57 3kJ D项中稀醋酸为弱酸 反应中继续电离吸收一部分热量 故放出热量值比57 3kJ要少 答案 A 3 已知 C s O2 g CO g H 110 5kJ mol C s O2 g CO2 g H 393 51kJ mol 计算反应C s CO2 g 2CO g 的反应热 H的值为 A 283 01kJ molB 172 51kJ molC 283 1kJ molD 504 00kJ mol 解析 根据盖斯定律 将 式反向则CO2 g C s O2 g H 393 51kJ mol 式 2得2C s O2 g 2CO g H 110 5 2kJ mol 二式相加得C s CO2 g 2CO g H 393 51kJ mol 221kJ mol 172 51kJ mol 答案 B 4 2009 盐城月考 已知2H2 g O2 g 2H2O l H 569 6kJ mol 2H2O g 2H2 g O2 g H 482 1kJ mol 现有1g液态H2O 蒸发时吸收的热量是 A 2 43KjB 4 86kJC 43 8kJD 87 5kJ 解析 将所给热化学方程式相加得 H2O g H2O l H 43 75kJ mol 则1g液态H2O蒸发时吸收的热量是2 43kJ 答案 A 5 CaCO3 s CaO CO2 g H 177 7kJ C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol H2SO4 l NaOH l Na2SO4 l H2O l H 57 3kJ mol C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol CO g O2 g CO2 g H 283kJ mol HNO3 aq NaOH aq NaNO3 aq H2O l H 57 3kJ mol 2H2 g O2 g 2H2O l H 517 6kJ mol 1 上述热化学方程式中 不正确的有 不正确的理由分别是 2 根据上述信息 写出C转化为CO的热化学方程式 3 上述反应中 表示燃烧热的热化学方程式有 表示中和热的热化学方程式有 解析 中CaO未注明聚集状态 H单位应为kJ mol 式不符合实际反应情况 碳和水的反应属于吸热反应 H 0 式中各物质聚集状态标注中 除H2O外 均应为 aq 由 可得C转化为CO的热化学方程式 101kPa时 1mol纯物质 指纯净物 单质或化合物 完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热 在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热 答案 1 中CaO未注明状态 H单位错 式不符合反应事实 吸热反应 H 0 式中各物质均处于稀溶液中 状态 除H2O外 均为溶液 aq 2 C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 3 6 下列两个热化学方程式 2H2 g