人教版选修4 第1章第2、3节 燃烧热 化学反应热的计算 学案.doc

第2、3节 燃烧热 化学反应热的计算【学习目标】1、了解燃烧热、中和热的概念，并能进行简单的计算；2、了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义；3、知道盖斯定律，能用盖斯定律进行反应热的简单计算。【要点梳理】要点一、反应热的类型1、燃烧热：在101kpa时，1mol物质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。燃烧热的单位一般用kj/mol表示。要点诠释：燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点。 规定是在101 kpa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kpa下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。 规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，c8h18的燃烧热为5518kj/mol，用热化学方程式表示则为c8h18(l)+o2(g)= 8co2(g)+9h2o(l)h=5518kj/mol 规定生成物为稳定的氧化物例如c co2、h h2o(l)、s so2等。 c(s)+o2(g)=co2(g) h=393.5kj/mol2、中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol h2o，这时的反应热叫中和热。中和热的表示：h(aq)+oh(aq)=h2o(l)h=57.3kj/mol。要点诠释： 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(h)1mol/l，碱溶液中的c(oh)1mol/l。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。强酸与强碱的中和反应其实质是h和oh反应(即与酸、碱的种类无关)，通过许多次实验测定，1molh和1moloh反应生成1molh2o时，放出热量57.3kj。其热化学方程式为h(aq)+oh(aq)=h2o(l)；h=57.3kj/mol因此，所有中和反应的h相同，都为57.3kj/mol。 中和热是以生成1molh2o为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1mol h2o均放热57.3kj，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kj/mol。要点诠释：比较燃烧热与中和热燃烧热中和热相同点能量变化放热反应hhh2h3 b. h1h3h1h3 d. h1h3h2【答案】 d【解析】弱电解质电离吸热，中和过程放热少；浓硫酸稀释放热，中和过程放热多。h的比较要注意符号，放热越多，h越小。【变式2】已知： 2h2(g) + o2(g) = 2h2o (l); rh1= 572 kj /mol ch4(g) +2o2(g) = co2(g)+2h2o (l); r h2= 890 kj/mol由1 mol h2和2 mol ch4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。【答案】2066kj【解析】1mol h2完全燃烧放出的热量是572kj/2，2mol ch4完全燃烧放出的热量是890kj2，本题释放的总能量应当是(572/2+8902 )kj【变式3】城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是co和h2的混合气体，它由煤炭和水蒸气反应制得，故又称水煤气。(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式_.(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为c3h8(g) +5o2(g)3co2(g) + 4h2o(l)h=2220.0 kj/mol，又知co气体燃烧的热化学方程式为：co(g) +1/2o2(g) co2(g)h=282.57 kj/mol，试比较同物质的量的c3h8和co燃烧，产生的热量比值约为_。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2h2(g)+o2(g) 2h2o(l)h=571.6 kj/mol，试比较同质量的h2和c3h8燃烧，产生的热量比值约为_。(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是_。【答案】(1)ch2ocoh2(2)7.8：1(3)2.8：1(4)不产生co2，不会因温室效应而影响大气环境；h2来源丰富；其燃烧产物对环境无污染类型二、能源的利用例2 我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不对的是()a. 大力发展氢能源 b. 充分利用太阳能c. 不使用含碳能源 d. 提高能源利用率【答案】c【解析】目前全球能源还主要依靠含碳物质的燃烧。要减少二氧化碳的排放应在开发新能源、提高能源利用率等方面下功夫。举一反三：【变式1】下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是()a、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量b、绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能“贮存”起来c、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用d、吸热反应没有利用价值【答案】d类型三、盖斯定律 反应热的计算例3 已知1 g氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水放出120.9kj的热量，试计算1000l标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。【思路点拨】解题时注意题给氢气的量以及放出热的对应关系，然后利用气体体积与物质的量的转化，可以计算出答案。【解析】解法一、根据热化学方程式进行计算解：设氢气燃烧的热化学反应的反应热 h q kj/ mol h2 (g)o2 (g)h2o(g) h q kj/ mol 2 g q kj 1 g120.9 kjq 241.8 h 241.8 kj/ mol 又设1000l标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为q1 h2 (g)o2 (g)h2o(g) h 241.8 kj/ mol 22.4 l 241.8kj 1000 l q1q1 1.08104 kj 答：(从略)。解法二：关系式法：设1000l标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为q1h2 (g)h q kj/ mol22.4l/ mol120.9 kj 1000 l q1解得： q1 1.08104 kj 答：(从略)。【总结升华】高中阶段化学科的计算，主要涉及两个方面，一是根据化学方程式进行，一是通过关系式法计算，熟练掌握这两种方法，对化学计算的解答有很大的帮助作用。例4 求 c(s)o2(g) co(g)h1 已知：c(s) o2(g) co2 (g) h2 393.5 kjmol1co( g)o2(g) co2 (g)h3 283.0 kjmol1【思路点拨】本题考查盖斯定律的应用，在计算时注意化学方程式中各物质前面系数的处理。【答案】c(s)o2(g)co(g)；h1110.5 kjmol1【解析】方法一：(组合法)用已知反应热的热化学方程式相互组合(加、减、乘等)，得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热作相同的组合(加、减、乘等数学计算)即为所求的反应热。如：由整理得 ，则h1 h2h3(393.5)(283.0)110.5 kjmol1即： c(s)o2(g) co(g) h1110.5 kjmol1方法二：热循环图式法由热循环图示可知：h1 h2 h3 (393.5kjmol1)(283.0kjmol1) 110.5 kjmol1 c(s)o2(g)co(g)；h1110.5 kjmol1【总结升华】盖斯定律的应用，在近几年考试中考查比较频繁。计算过程中特别注意物质状态及系数的处理。举一反三：=【变式1】(2014 新课标全国卷)室温下，将1 mol的cuso45h2o(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为h1，将1 mol的cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为h2；cuso45h2o受热分解的化学方程式为cuso45h2o(s) cuso4(s)+5h2o(l)，热效应为h3。则下列判断正确的是()a.h2h3 b.h1h3【答案】b=【解析】根据题意知，cuso45h2o(s)溶于水温度降低，反应为cuso45h2o(s)=cu2+(aq)+so42- (aq)+5h2o(l)h10，cuso4(s)溶于水温度升高，反应为cuso4(s)=cu2+(aq)+so42-(aq)h20。h20，所以a错误；由h1h3+h2可知b正确，c、d错误。【变式2】在同温同压下，硫燃烧的热化学方程式如下：s(g)+o2(g)=so2(l)h1=as(g)+o2(g)=so2(g)h2=bs(s)+o2(g)=so2(g)h3=c，则a、b、c的大小关系正确的是()a. abc b. abc c. bcca【答案】b【解析】对于相同条件下的同一物质来说，气态物质具有的能量最高，液态物质次之，固态物质具有的能量最低。根据h=e产-e反，所以a=eso2(l)-es(g)-eo2(g)，b=eso2(g)-es(g)-eo2(g)，c=eso2(g)-es(s)-eo2(g)，所以a-b=eso2(l)eso2(g)0，b-c=es(s)es(g)0，故abc。【变式3】已知下列两个热化学方程式：2h2(g)+o2(g)=2h2o(l) h=571.6kj mol1c3h8(g)+5o2(g)=3co2(g)+4h2o(l) h=2220.0kj mol1实验测得h2与c3h8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kj，则混合气体