第八章学案37反应热的计算和测定能源 (2)

1、学案37反应热的计算和测定能源考纲要求1.理解盖斯定律并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。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。知识点一盖斯定律1内容对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是_的。2意义_。3应用方程式反应热间的关系aABAB问题思考1盖斯定律的实质是什么？2在利用盖斯定律进行计算时，如果热化学方程式方向改变时应做哪些调整？知识点二能源1概念能提供_的自然资源。2发展阶段_时期_时期_时期。3分类(1)化石燃料种类：_、_、_。特点：蕴藏量有限，且_再生。(2)新能源种类：_、_、_、_、_和_等。特点：资

2、源丰富，_再生，没有污染或污染很小。4能源问题(1)我国目前使用的主要能源是_，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的_问题。5解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有_，如鼓入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有_，如将固体_，使液体_等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染的新能源。一、反应热的计算1主要依据热化学方程式、键能的数据、盖斯定律和燃烧热的数据等。2主要方法(1)根据热化学方程式计算反应热与反应物各物质的物质的量成_。(2)

3、根据反应物和生成物的总能量计算画出放热反应、吸热反应在反应过程中的能量变化示意图。根据图示判断能量变化与反应热的关系是什么？(3)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_。(4)根据盖斯定律计算化学反应的反应热只与_有关，而与_无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是_的。应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2至3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的H与

4、原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。(5)根据物质燃烧放热数值计算Q(放)_。典例导悟1已知：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1(3)CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H

5、2O(l)H3870.3 kJmol1根据以上方程式可以计算出2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()A244.1 kJmol1 B488.3 kJmol1C996.6 kJmol1 D996.6 kJmol1听课记录：变式演练已知下列热化学方程式Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H125 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H247 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H319 kJmol1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式_。典例导悟2由氢气和氧气反应生成

6、1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：_。若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的H_kJmol1，氢气的燃烧热为_kJmol1。二、实验探究中和热的测定1测定原理Hc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。2装置如图(在横线上填出仪器的名称)3注意事项(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是_。(2)为保证酸、碱完全中和，常采用_稍稍过量。(3)实验中若使用弱酸或弱碱，因中和过程中电离_，会使测得数值_。典例导悟3(2011吉林一模)某实验小组设计用50 mL 1.0 mol

7、L1盐酸跟50 mL 1.1 molL1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题：(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：盐酸在反应中若因为有放热现象，而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。(2)该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50 mL，并记

8、录如下原始数据。实验序号起始温度t1/终止温度(t2)/温差(t2t1)/盐酸NaOH溶液平均值125.124.925.031.66.6225.125.125.131.86.7325.125.125.131.96.8已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00 gcm3，中和后混合液的比热容c4.18103 kJg11，则该反应的中和热为H_。(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是_。(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。1.(2011上海，

9、11)根据碘与氢气反应的热化学方程式()I2(g)H2(g)2HI(g)9.48 kJ()I2(s)H2(g)2HI(g)26.48 kJ下列判断正确的是()A254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJB1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC反应()的产物比反应()的产物稳定D反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低2(2011重庆理综，13)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ

10、，则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为()A1 780 kJmol1B1 220 kJmol1C450 kJmol1D430 kJmol13(2011浙江理综，12)下列说法不正确的是()A已知冰的熔化热为6.0 kJmol1，冰中氢键键能为20 kJmol1。假设每摩尔冰中有2 mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键B已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为，Ka。若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOHCH3COOH向左移动，减小，Ka变小C实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 k

11、Jmol1、3 747 kJmol1和3 265 kJmol1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D已知：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)H489.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1则4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 641.0 kJmol14(2010广东理综，9)在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3则H

12、3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H25(2010课标全国卷，11)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJmol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJmol1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A67.7 kJmol1 B43.5 kJmol1C43.5 kJmol1 D67.7 kJmol1题号12345答案题组一盖斯定律及反应热的计算1(2009海南化学，12)已知：Fe2O3(s) C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJmol1(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393

13、.5 kJmol1(2)则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s) 的H是()A824.4 kJmol1 B627.6 kJmol1C744.7 kJmol1 D169.4 kJmol12(2009全国理综，11)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1现有H2与CH4的混合气体112 L(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3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()A11 B13C14 D233(2011太原月考)实验室用4 mol S

14、O2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.64 kJmol1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为()A40% B50% C80% D90%4已知25 、101 kPa条件下：(1)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H2 834.9 kJmol1(2)4Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s)H3 119.1 kJmol1由此得出的正确结论是()A等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应B等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应CO3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应DO2比O3稳定，由O2变

15、为O3为放热反应52009年哥本哈根气候大会，是被称作“人类拯救地球的最后一次机会”的联合国气候变化大会。下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是()回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源发展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，减少煤、石油等化石燃料的使用使用填埋法处理未经分类的生活垃圾推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染A BC D6炽热的炉膛内发生的反应为C(s)O2(g)=CO2(g)H392 kJmol1，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131 kJmol1，CO(g)1

16、/2O2(g)=CO2(g)H282 kJmol1，H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H241 kJmol1，由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气的说法正确的是()A不能节省燃料，但能使炉火瞬间更旺B虽不能使炉火瞬间更旺，但可以节省燃料C既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料D既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料7如果1个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题：(1)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)CH4(g)HCCH(

17、g)H2(g)H1156.6 kJmol1CH3CH=CH2(g)CH4(g)HCCH(g)H232.4 kJmol1则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为_。(2)已知：Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式_。8(1)32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624 kJ(25 时)，N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是_。(2)水的电离方程式：H2OH2OH3OOH，若液态

18、肼能够按照类似方式电离，请写出电离方程式：_。(3)若肼和强氧化剂液态H2O2反应，产生大量N2和水蒸气放出大量热，已知在此条件下0.4 mol肼与足量H2O2(l)反应放出256.652 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为_；若H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1，则16 g液态肼与足量的液态H2O2反应生成液态水时放出的热量是_ kJ。题组二燃料的充分燃烧和新能源92009年11月27日，全球最大太阳能办公大楼亮相山东德州。这座名为“日月坛微排大厦”的太阳能大厦，是2010年第四届世界太阳城大会的主会场。总建筑面积达到7.5万平方米，采用全球首创太阳能热水供应、采暖、制冷、光伏

19、发电等与建筑结合技术，是目前世界上最大的集太阳能光热、光伏、建筑节能于一体的高层公共建筑。有关说法不正确的是()A太阳能集热玻璃管的玻璃属于硅酸盐之一B光伏光电的材料主要成分是高纯度的硅C太阳能、生物质能源和天然气都是清洁能源，也是可再生能源D传统制冷剂氟利昂容易造成臭氧空洞题号1234569答案题组三综合探究10(2011保定模拟)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式

20、是_。上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时，在密闭容器中加入0.80 mol PCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60 mol，其分解率1等于_；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于”、“小于”或“等于)。(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_。(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_。学案37

21、反应热的计算和测定能源【课前准备区】知识点一1一样2间接计算某些难以直接测量的反应热3.方程式反应热间的关系aAB ABH1aH2ABH1H2HH1H2知识点二1能量2柴草化石能源多能源结构3(1)煤石油天然气不能(2)太阳能氢能风能地热能海洋能生物质能可以4(1)化石燃料(2)环境污染5(1)适当过量的空气足够大的接触面积粉碎成粉末喷成雾状问题思考1实质是能量守恒。2当热化学方程式的方向改变时，H的符号改变，大小不变。【课堂活动区】一、2.(1)正比(2)反应热HE(生成物的能量)E(反应物的能量)(3)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(4)反应的始态(各反应物)和终

22、态(各生成物)反应的途径相同(5)n(可燃物)|H|二、2.环形玻璃搅拌棒温度计3(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失(2)碱(3)吸热偏低典例导悟1B根据盖斯定律，将(1)2(2)2(3)得：2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H393.5 kJmol122285.8 kJmol1(870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。2H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1571.6285.8解析书写热化学方程式时注意：化学计量数改变时，H也同等倍数的改变，故生成水蒸气的热化学方程式可写成：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmo

23、l1或2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1等多种形式。36 g的水蒸气变成36 g液态水时放热36 g2.444 kJg188 kJ，所以2 mol H2燃烧生成2 mol H2O(l)时，H483.6 kJmol188 kJmol1571.6 kJmol1。氢气的燃烧热为1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)时放出的热量，H285.8 kJmol1。3(1)偏小(2)56.01 kJmol1(3)偏小用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得中和热偏小(4)偏小解析(1)若因为有放热现象导致少量盐酸在反应中挥发，减少了HCl的量，故测得的中和热会偏小。

24、(4)小题也同理，不洗涤温度计上的盐酸溶液，也会造成HCl的量减小，测得中和热偏小。(2)温差(t2t1)应取三次实验的平均值6.7 来计算。H56.01 kJmol1。变式演练FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H11 kJmol1解析依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。FeO与CO反应方程式：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)，通过观察可以发现，此反应可用题给的三个反应来表示：3(2)，可得该反应的反应热：H3H1(2H3H2)3(25 kJmol1)(19 kJmol1247 kJmol1)11 kJmol1。【课后练习区】高考集训

25、1D反应()是可逆反应，所以254 g I2(g)与2 g H2(g)反应生成的HI(g)小于2 mol，放出的热量小于9.48 kJ，A错；由反应()()可得()I2(g)=I2(s)35.96 kJ，因此，1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ，B错；两个反应物的产物均为气态碘化氢，显然C错；由()可知，1 mol固态碘比1 mol气态碘所含的能量低，故反应()的反应物总能量比反应()的反应物的总能量低。2B断裂1 mol SS键吸收能量280 kJ，断裂3 mol FF键吸收能量3160 kJ，则吸收的总能量为Q吸280 kJ3160 kJ760 kJ，释放的总

26、能量为Q放330 kJ61 980 kJ，由反应方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，H760 kJmol11 980 kJmol11 220 kJmol1。3B通过计算100%15%，A正确；加入CH3COONa固体CH3COOHCH3COOH平衡向左移动，减小，而Ka只与温度有关，温度不变，Ka不变，B错误；通过计算C项正确；D项将选项中四个热化学方程式编号为、，则式式6式6式2，即393.5 kJmol16283.0 kJmol16489.0 kJmol121 641.0 kJmol1，D项正确。4A本题考查盖斯定律。据题可知，第三个反应可以是第一个反应和第二个反应的两倍之和。

27、故H3H12H2。5C根据题意可得如下热化学方程式：HCN(aq)OH(aq)=CN(aq)H2O(l)H12.1 kJmol1，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H55.6 kJmol1，依据盖斯定律得到：HCN(aq)=H(aq)CN(aq)H(12.1 kJmol1)(55.6 kJmol1)43.5 kJmol1。考点集训1A(2)(1)就可得2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)，则HH2H1824.4 kJmol1。2B设112 L即5 mol混合气体中H2的物质的量为x，则285.8x890(5x)3 695，解得：x1.25 mol n(H2)n(CH4)1.25 mol3

28、.75 mol13。3C当放出热量为314.624 kJ时，参加反应的SO2的物质的量为2 mol3.2 mol，故SO2的转化率为100%80%。4A将(1)减去(2)可得到3O2(g)=2O3(g)H284.2 kJmol1，即等质量的反应物O2比生成物O3能量低，反应吸热，O2比O3稳定，A选项正确。5A未经分类的生活垃圾使用填埋法处理的措施不仅污染环境，还造成资源浪费，不正确。6A7(1)C3H8(g)CH3CHCH2(g)H2(g)H124.2 kJmol1(2)Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJmol1解析(1)由C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g)H1156.6 kJmol1CH3CH=CH2(g)CH4(g)HCCH(g)H32.4 kJmol1可以得到C3H8(g)CH3CH=CH2(g)H2(g)HH1H2156.6 kJmol132.4 kJmol1124.2 kJmol1(2)根据盖斯定律，将题中反应得：Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJmol18(1)N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624 kJmol1(2)N2H4N2H4N2HN2H(3)N2H4(l)2H2O2(l)