第二单元化学反应中的能量.doc

高二化学选修 反应原理第二课时 反应热的测量与计算一教学目标1能运用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热计算。2掌握反应热的测定方法并理解其实验要求。3了解物质的标准燃烧热和热值的含义和意义。二先学应知（一）反应热的测量与计算1反应热通常由 测得，测定反应热的装置称为 。2实验温度的测量：（1）测量初始温度：用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入 中，测量并记录盐酸的温度t1；用另一量筒量取50mL0.50mol/L氢氧化钠溶液，测量并记录其温度t2。（2）测量终态温度：将量筒中的 溶液迅速倒入盛有 的简易量热计，立即盖上盖板，用 不断搅拌，观察温度计变化，并准确测出反应体系的最高温度t3。（二）盖斯定律3盖斯定律是热化学反应中计算反应热的常用定律，请简要叙述盖斯定律。 。如某化学反应物A经过反应一变为B，反应热为H 1，B再由反应二变为C，反应热为H2；或者是A由一步反应转变为C，反应热为H 3，请写出三个反应热之间的H关系为 。盖斯定律的本质说明了 。（三）物质的标准燃烧热与热值4物质的标准燃烧热是指在 下， 物质 燃烧的反应热。5热值是指 克物质 燃烧的反应热。三、合作交流1简要说明测量反应热时，在实验过程中应注意哪些问题？2如果用浓硫酸替代稀盐酸来测反应热，会对H造成什么影响？3根据反应热测得的数据，简要说明反应热的数据处理步骤。四、要点突破1、如何运用盖斯定律求未知反应的反应热？盖斯定律是质量守恒定律与能量守恒的共同体现，化学反应是一步完成不是多步完成，只要最初的反应物与最终的生成物相同，能量就没有区别，其本质就是：化学反应过程的焓变与途径无关。利用盖斯定律结合已知反应的反应热可以求解一些相关反应的反应热。解此类题的关键是善于设计合理的反应过程，适当加减已知方程式及反应热。以下列例题为例说明：例题：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，现在可以根据盖斯提出的“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：P4（白磷，s）+502 (g) = P4O10（s） H=-2983.2kJmol-1 P（红磷，s）+02 (g) = P4O10（s） H=-738.5kJmol-1 求白磷转化为红磷的热化学方程式为 。解析： 一4得P4（白磷，s）= 4P（红磷，s）H=Hl-4H2=(-2983. 2+4738.5)kJ.mol-1=-29.2 kJ.mol-l，答案：P4（白磷，s）= 4P（红磷，s）H= -29.2 kJmol-l （由此也可见红磷的能量比白磷低，稳定性比白磷高）实战检验1.已知25和101kPa时 CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1=283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g)=H2O(l) H.2=285.8 kJ/molC2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g) + 3H2O(l) H3=1370 kJ/mol试计算2CO(g)4H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H.4A285.8 kJ/mol B339.2 kJ/mol C1370 kJ/mol D339.2 kJ/mol2、理解标准燃烧热应注意哪些问题？理解标准燃烧热应注意：（1）条件：101kPa；（2）可燃物的量：1mol；（3）燃烧都是放热反应，反应热均为负值；（4）燃烧要完全，不能是不完全燃烧；（5）生成的产物应是稳定的氧化物：如C是生成CO2；H2是指生成液态水，而不能是气态水；（6）燃烧放出的热量与标准燃烧热不同，前者与可燃物的多少及燃烧后生成物的状态都有关系，而标准燃烧热固定了可燃物的量及状态，其值是一定的。实战检验2. 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是； CH3OH(g)+H20(g) = C02(g)+3H2(g）H = 49O kJ. mol-l CH30H(g)+O2(g) = CO2(g)+2H2(g) H= -192.9 kJmol-1 下列说法正确的是( ） 反应过程 A. CH3OH的燃烧热为192.9 kJmoI-l B反应中的能量变化如图所示 CCH30H转变成H2的过程一定要吸收能量 D根据推知反应：CH30H(l)+O2(g) = CO2 (g)+2H2(g) H -192.9 kJmol-1五、随堂练习1已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol，当它氧化生成1g水时放出的热量是（ ）A260kJ B.51.9kJ C.155.8kJ D.467.3kJ2用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。例如：CH4（g）+ 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) H=-574kJ/molCH4（g）+ 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) +2H2O(g) H=-1160kJ/mol（1）写出CH4还原NO2生成N2的热化学方程式： 。（2）若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子数为 ，放出的热量为 kJ。3已知下列热化学方程式：H2(g)+02(g)=H2O(1) H=-285 kJmol-1H2(g)+02(g)=H2O(g) H=-241.8 kJmol-1C(s) + 02(g) = C0(g) H= -283.0 kJmol-1C(s) + 02(g) = C02(g) H= -393.5 kJmol-1计算并回答下列问题（1）四个反应中属于放热反应的是 。（2）H2的标准燃烧热为 ；C的标准燃烧热为 。（3）燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为 。六自我评价1下列有关能量转换的说法正确的是 ( ) A煤燃烧只是化学能转化为热能的过程 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C02转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程2已知热化学方程式：（ ） C(金刚石，s)+02(g)=C02(g) H1 C(石墨，s)+02(g)=C02 (g) H2 C(石墨，s)=C（金刚石，s） H3 =+1.9 kJmol-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 CH3 =Hl-H2 DH1H23已知在101 kPa下，lg氢气在氧气中完全燃烧生成气态水时，放出热量120.9 kJ.则下列说法中正确的是 ( ) A氢气的燃烧热为241.8 kJmol-l B1 mol H20(1)具有的能量大于1 molH2 0(g)具有的能量 C反应的热化学方程式为：2Hz(g)+02(g)=2H2O(g)；H=+483.6 kJmol-l D2 mol H2(g)和1 mol 02(g)具有的能量总和大于2mol H2O(g)具有的能量4已知25、101 kPa条件下：4Al(s)+302(g)=2Al203 (s) H=-2834.9 kJmol-1 ； 4Al(s)+203(g)=2Al203 (s) H=-3119.1 kJmol-1： 由此得出的正确结论是( ) A等质量的O2比03能量低，由02变03为放热反应 ： B等质量的02比03能量低，由02变03为吸热反应 ： C03比02稳定，由02变03为放热反应 D02比03稳定，由02变03为吸热反应5已知：2CO(g)+02(g)=2C02 (g) H= -566 kJmol-1Na202(s)+C02(g)=Na2C03 (s)+ 02 (g) H= -226 kJmol-1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )ACO的燃烧热为283 kJB右图可表示由CO生成C02的反应过程和能量关系C2Na202(s)+2CO2(s)=2Na2C03(s)+O2(g) H-452 kJ.mol-1 DCO(g)与Na202(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02l0236 25，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol-1，辛烷的燃烧热为5518 kJmol-1.下列热化学方程式书写正确的是（ ） A. 2H+ (aq) +SO42-(aq)+ Ba2+(aq) +20H-(aq)=BaS04(s)+2H20(l) H=-57.3 kJ.mol-l B. KOH(aq)+ H2S04 (aq)=K2S04(aq)+H20(1) H=-57.3 kJmol-l C. C8 H18(1)+ 02( g)=8C02 (g) + 9H20(g) H=-5518 kJmol-1 D. 2C8H18(g)+2502( g) = 16C02(g) + 18H20 (1) H=-5518 kJmol-17煤燃烧的反应热可通过以下两条途径来利用 a利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热 b先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在空气中充分燃烧，这两个过程的热化学方程式为：a. C(s)+02(g)=C02(g) H=E1 b. C(s) + H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=E2 H2(g)+ 02(g)=H20(g) H=E3 CO(g)+ 02(g)=C02 (g) H=E4 请回答：(1)与途径a相比，途径b有许多优点，即 。(2)上述四个热化学方程式中，HO的反应是（填序号） 。(3)等质量的煤分别通过以上两条不同途径，可利用的总能量关系正确的是 （填序号）。 Aa比b多 Ba比b少 Ca与b在理论上相同(4)根据能量守恒定律，E1，E2，E3，E4之间的关系为 。8下列两个热化学方程式：2H2(g)+02 (g)=2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1；C3H8(g) +502(g)=3CO2(g) + 4 H20(1) H=-2220 kJmol-1根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：(1)H2的燃烧热为_ _，C3H8的燃烧热为 。(2)1 mol H2和2 mol C3 H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为 。(3)现有Hz和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847 kJ，则在混合气体中H2和C3 H8的体积比是 。9H2S04溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2试回答下列问题：(1)用离子方程式表示中和反应的实质 。(2)判断E1和E2的大小关系：E1 E2(3)已知H+ (aq)+OH- (aq)=H20(1) H=-57.3 kJmol-l，计算下列中和反应中放出的热量，用20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出 kJ的热量 用O.l mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出 kJ的热量。10.磷单质及其化合物应用广泛，由磷灰石主要成分Ca5( P04)3F在高温下制黄磷(P4)的热化学方程式为：4Ca5(P04)3F(s)+21SiO2(s