(共41张PPT)
第一章
化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.从化学键变化的角度分析,化学反应的本质是反应物中化学键的 和生成物中化学键的 。?
2.一个确定的化学反应是吸热反应还是放热反应,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的 。?
断裂
形成
相对大小
知识铺垫
必备知识
正误判断
一、反应热及其测定
1.反应热
在 条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的 ,称为化学反应的 ,简称反应热。?
2.反应热测定
(1)仪器: 。?
(2)原理:根据体系的 和有关物质的 来计算反应热。?
等温
热量
热效应
量热计
温度变化
比热容
知识铺垫
必备知识
正误判断
3.中和反应反应热的测定
(1)装置及仪器:
知识铺垫
必备知识
正误判断
(2)测定过程:
体系温度t1
体系温度t2
知识铺垫
必备知识
正误判断
(3)注意事项:
①为了保证酸完全中和,常采用 稍过量的方法。?
②密切关注温度变化,记录 温度作为反应后体系的温度。?
4.25
℃和101
kPa下,强酸的稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1
mol
H2O时,放出 的热量。?
【微思考】25
℃和101
kPa下,浓硫酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1
mol
H2O时,放出的热量还是57.3
kJ吗?
碱
最高
57.3
kJ
提示:不是。放出的热量大于57.3
kJ,因浓硫酸稀释过程中吸水放热。
知识铺垫
必备知识
正误判断
二、反应热与焓变
1.化学反应产生反应热的原因:化学反应前后体系的 发生了变化。内能受 、 和物质的 等影响。?
2.反应热: 条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变。符号为 ,单位是
(或 )。?
3.ΔH的正、负规定
(1)放热反应:其焓 ,ΔH为 ,即ΔH 0。?
(2)吸热反应:其焓 ,ΔH为 ,即ΔH 0。?
内能
温度
压强
聚集状态
等压
ΔH
kJ/mol
kJ·mol-1
减小
负值
<
增大
正值
>
知识铺垫
必备知识
正误判断
4.从微观角度认识反应热的实质
(1)实例
反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化如图所示:
知识铺垫
必备知识
正误判断
由图可知,1
mol
H2分子中的化学键断裂吸收的能量是 ,
1
mol
Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是 ,2
mol
HCl分子中的化学键形成时释放的能量是 ,则反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)放出的能量为 。?
(2)结论: 时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。?
436
kJ
243
kJ
862
kJ
183
kJ
化学键的断裂与形成
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)化学变化过程是原子的重新组合过程。
( )
(2)化学反应可分为吸热反应和放热反应。
( )
(3)化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的。
( )
(4)吸热反应过程是化学能转变为热能的过程。
( )
(5)生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应。
( )
(6)测定中和反应反应热的实验中,应将稀碱溶液逐渐滴加到稀酸溶液中。
( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
反应热与焓变
问题探究
1.化学反应一定伴随能量的变化吗?为什么?
2.若反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应还是吸热反应?
答案:一定。化学反应的本质是化学键的断裂和形成,旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量。一个化学反应中断裂化学键吸收的能量和生成化学键放出的能量不相等,因此化学反应都伴有能量变化。
答案:放热反应。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.反应热与焓变的关系
2.焓变与物质化学键断裂与形成的关系
ΔH=反应物总键能-生成物总键能。
3.焓变与反应物、生成物能量的关系
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1已知断裂1
mol
H—H需吸收的能量为436
kJ,形成1
mol
N—H放出的能量为391
kJ,根据化学方程式N2+3H2
2NH3,1
mol
N2完全反应放出92.4
kJ能量。则断裂1
mol
N≡N所需吸收的能量为( )
A.431
kJ
B.945.6
kJ
C.649
kJ
D.896
kJ
答案:B
解析:根据ΔH=E总(断键)-E总(成键),设断裂1
mol
N≡N所需吸收的能量为E,则有E+3×436
kJ-6×391
kJ=-92.4
kJ,E=945.6
kJ。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
根据化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热
化学键的断裂要吸收能量,形成新化学键要释放能量,若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量,则为吸热反应,反之,则为放热反应。
即E总(断键)>E总(成键),为吸热反应;E总(断键)利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热,要准确判断化学键断裂或生成的数量。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
变式训练1某些化学键的键能(kJ·mol-1)如下表:
(1)1
mol
H2在2
mol
Cl2中燃烧,放出的热量为
kJ。?
(2)在一定条件下,1
mol
H2分别与足量的Cl2、Br2、I2反应,放出热量由多到少的顺序是 (填字母)。?
A.Cl2>Br2>I2
B.I2>Br2>Cl2
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
答案:(1)183 (2)A
解析:(1)1
mol
H2在2
mol
Cl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2的物质的量都是1
mol,生成2
mol
HCl,则放出的热量为431
kJ·mol-1×2
mol-436
kJ·mol-1×1
mol+243
kJ·mol-1×1
mol=183
kJ。(2)反应H2+X2=2HX中,若1
mol
H2和1
mol
X2反应生成2
mol
HX,就有1
mol
H—H和1
mol
X—X断裂,有2
mol
H—X形成。放出的热量Q(HX)=2E(H—X)-E(H—H)-E(X—X),将题中数据代入计算可得:Q(HCl)>Q(HBr)>Q(HI)。故A正确。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
吸热反应与放热反应的比较
问题探究
1.氨气液化会放出热量,是放热反应吗?
2.需要加热的反应一定是吸热反应吗?不需要加热的反应一定是放热反应吗?
答案:不是。因为氨气液化是物理变化。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.放热反应与吸热反应的比较
(1)形成原因。
放热反应:反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量;
吸热反应:反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。
(2)与化学键强弱的关系。
放热反应:生成物成键时释放出的总能量大于反应物断键时吸收的总能量。
吸热反应:生成物成键时释放出的总能量小于反应物断键时吸收的总能量。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
(3)图示。
放热反应:
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
吸热反应:
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
2.常见的放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应有:
①活泼金属与H2O或酸的反应,如
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
(2)常见的吸热反应有:
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例2下列说法中正确的是( )
①放热反应在常温下一定很容易发生 ②反应是吸热还是放热可以看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ③某些吸热反应在一定条件下也能发生
A.①②③
B.只有②③
C.只有①②
D.只有①③
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
答案:B
解析:反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。某些放热反应和某些吸热反应在不加热条件下也能发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,例如C+O2
CO2的反应为放热反应,但反应开始也需要加热,即需要向反应体系先提供一定的能量。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
(1)需要加热才能进行的反应不一定都是吸热反应,如木炭的燃烧。
(2)常温下就能进行的反应不一定都是放热反应,如氢氧化钡晶体和氯化铵固体的反应。
(3)任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定都表现为热量变化,还可能以声、光、电等形式表现出来。
(4)放出热量(或吸收热量)的物质变化过程不一定是放热反应(或吸热反应),如水蒸气冷凝为液态水放热,干冰升华吸热,它们不是放热反应或吸热反应,而是物理变化过程。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
变式训练2下列说法正确的是( )
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.凡是经过加热而发生的反应都是吸热反应
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
答案:A
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
中和反应反应热的测定
问题探究
1.用含0.5
mol
H2SO4的浓硫酸和含1
mol
HCl的稀盐酸分别与含1
mol
NaOH的稀溶液发生反应,所测得的反应热相等吗?
2.测定中和反应反应热的实验中引起误差的因素有哪些?
3.测定中和反应反应热的实验中为什么碱要稍过量?
答案:不相等;因为浓硫酸稀释时会放热。
答案:量热计的隔热效果差;量取溶液的体积不准确;配制的溶液浓度不准确;温度未到达最高点就读数;实验操作动作较慢等。
答案:碱过量是为了保证酸完全反应。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
深化拓展
测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题
(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证盐酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠稍过量。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的反应热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例350
mL
0.50
mol·L-1盐酸与50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热(101
kPa下,强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1
mol
H2O时放出的热量叫中和热)。回答下列问题:
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是? 。?
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得中和热的绝对值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(3)实验中改用60
mL
0.50
mol·L-1盐酸与50
mL
0.55
mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由: ?? 。?
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
答案:(1)减少实验过程中的热量损失 (2)偏小
(3)不相等 相等 因为中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1
mol
H2O时的反应热,与酸和碱的用量无关
解析:(1)碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。(2)不盖硬纸板会损失部分热量,故所测结果偏小。(3)由中和热的定义可知,中和热是以生成1
mol水为标准的,与酸和碱的用量无关。
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
变式训练3在做中和反应反应热的测定实验时,关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液,量热计要尽量做到绝热;在量热的过程中要尽量避免热量的散失,要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题:
(1)该实验常用0.50
mol·L-1盐酸和0.55
mol·L-1的NaOH溶液各50
mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度的目的是 。当室温低于10
℃时进行,对实验结果会造成较大误差的原因是?
。?
(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1
g·cm-3,中和后生成的溶液的比热容c=4.18
J·g-1·℃-1,实验前后的温度差为(t2-t1)
℃。则该中和反应放出热量为 kJ(填表达式)。?
答案:(1)保证盐酸完全被中和 散热太快
(2)0.418(t2-t1)
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
1.下列说法中正确的是( )
A.反应热就是反应放出的热量
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH符号为“-”
D.反应过程中,旧键断裂吸收的总能量小于新键生成时放出的总能量,反应吸热,ΔH符号为“+”
答案:C
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
2.关于化学反应与能量的说法正确的是( )
A.中和反应是吸热反应
B.燃烧属于放热反应
C.化学键断裂放出能量
D.反应物总能量与生成物总能量一定相等
答案:B
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
A.2
mol
H2O所具有的总能量大于2
mol
H2和1
mol
O2所具有的总能量,反应开始时不需要加热
B.2
mol
H2和1
mol
O2所具有的总能量大于2
mol
H2O所具有的总能量,反应开始时需要加热
C.2
mol
H2和1
mol
O2所具有的总能量等于2
mol
H2O所具有的总能量,反应开始时不需要加热
D.反应物H2和O2所具有的总能量与产物H2O所具有的总能量之间没有任何关系
答案:B
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
4.(双选)测定中和反应反应热的实验中,下列操作一定会降低实验准确性的是( )
A.用滴定管取所用药品
B.将盐酸倒入量热计内筒时,有少量溅出
C.量热计内缺少隔热层
D.测量HCl溶液的温度计用水洗净后再用来测NaOH溶液的温度
答案:BC
任务一
任务二
任务三
素养脉络
随堂检测
5.已知断裂1
mol
N≡N、H—H需吸收的热量分别为945.6
kJ、436
kJ,形成1
mol
N—H放出的热量为391
kJ。计算可知1
mol
N2完全反应生成NH3的反应热为 ,1
mol
H2完全反应生成NH3的反应热为 。?
答案:ΔH=-92.4
kJ·mol-1 ΔH=-30.8
kJ·mol-1(共31张PPT)
第2课时 热化学方程式 燃烧热
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.任何化学反应都既有 变化,又有 变化,所以化学变化既遵循 守恒,又遵循 守恒。?
2.燃料完全燃烧,可燃物中的碳元素生成 ,氢元素生成
,硫元素生成
。?
物质
能量
质量
能量
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
知识铺垫
必备知识
正误判断
一、热化学方程式
1.定义:表明反应所 的化学方程式。?
ΔH=-285.8
kJ·mol-1,表示:在25
℃和101
kPa下,1
mol
气态H2与
反应生成 时, 285.8
kJ的热量。?
释放或吸收的热量
0.5
mol气态O2
1
mol液态H2O
放出
知识铺垫
必备知识
正误判断
3.书写热化学方程式的注意事项
(1)需注明反应时的 。但中学时所用的ΔH的数据,一般都是 时的数据,可不特别注明。?
(2)需注明反应物和生成物的 。气态、液态、固态和水溶液需注明的符号分别为g、l、 、 。?
(3)热化学方程式中各物质的化学计量数可以是 ,也可以是 。?
温度和压强
25
℃和101
kPa
聚集状态
s
Aq
整数
分数
知识铺垫
必备知识
正误判断
ΔH=-285.8
kJ·mol-1判断,在25
℃和101
kPa下,1
mol气态H2与0.5
mol气态O2反应生成1
mol气态
H2O时,放出的热量比285.8
kJ多还是少?原因是什么?
提示:少于285.8
kJ,因同一物质由气态变为液态时要放出热量。
知识铺垫
必备知识
正误判断
二、燃烧热
1.定义:在101
kPa时, 生成指定产物时所放出的热量。?
2.可燃物中的常见元素完全燃烧对应的生成物:
碳元素→ 、氢元素→ 、硫元素→ 、氮元素→ 。?
kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8
kJ·mol-1。这种说法是否正确?
1
mol纯物质完全燃烧
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
提示:不正确。因该热化学方程式中H2O的状态为气体。
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3
kJ。
( )
(2)S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=+296.8
kJ·
mol-1。
( )
(3)1
mol
H2燃烧放出的热量为氢气的燃烧热。
( )
(4)1
mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热。
( )
(5)根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571
kJ·
mol-1可知氢气的燃烧热为571
kJ·
mol-1。
( )
(6)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1
367.0
kJ·
mol-1。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
热化学方程式的书写与正误判断
问题探究
1.热化学方程式中各物质前面的化学计量数与反应的ΔH的绝对值之间有关系吗?
2.热化学方程式中各物质前面的化学计量数能否为分数?
3.热化学方程式中,ΔH的单位的含义是什么?
答案:有。热化学方程式中各物质前面的化学计量数与反应的ΔH的绝对值成正比关系。
答案:可以。因为热化学方程式中各物质前面的化学计量数代表物质的物质的量。
答案:ΔH的单位是kJ·mol-1,它表示按给定反应的热化学方程式中各物质的物质的量完全反应时的热效应,并不一定是反应1
mol物质或生成1
mol物质放出或吸收的热量。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.书写热化学方程式的“五步”
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.“五查”法判断热化学方程式正误
(1)一查化学方程式是否书写正确。
(2)二查是否标明各物质的聚集状态:固(s)、液(l)、气(g)、溶液(aq)。
(3)三查ΔH的“+”“-”号是否与吸热、放热一致。
(4)四查ΔH的单位是否正确,一般用kJ·mol-1(或kJ/mol)。
(5)五查ΔH的绝对值是否与热化学方程式中各物质前面的计量数相对应。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1在常温常压下,1
g
H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出92.3
kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是( )
答案:D
解析:H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1
g
H2完全燃烧放出92.3
kJ的热量,则1
mol(即2
g)H2燃烧放出184.6
kJ的热量,化学反应放出热量,ΔH符号为“-”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6
kJ·mol-1。一个放热反应的逆反应是吸热反应,并且在其他条件相同时,正、逆反应的ΔH绝对值相等,符号相反,则D项正确。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(1)审题时一定注意各物理量的单位,如明确1
g
H2与1
mol
H2的含义是不同的。
(2)一个给定反应的正向反应的焓变与逆向反应的焓变的绝对值相等,符号相反。如下面两个热化学方程式,知道其中一个即可推导出另一个。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1在25
℃、101
kPa时,已知13.5
g的固态Al在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,放热419
kJ。
该反应的热化学方程式是?
。?
答案:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH=-3
352
kJ·mol-1
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
燃烧热的理解与计算
问题探究
1.表示燃烧热的ΔH一定为负值吗?
2.表示燃烧热的热化学方程式与普通的热化学方程式有何不同?
答案:是的。因为燃烧属于放热反应,所以ΔH<0,但也可以描述成如CO的燃烧热为283
kJ·mol-1等形式。
答案:表示燃烧热的热化学方程式应以燃烧1
mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数,而普通的热化学方程式对化学计量数没有特别要求。
3.表示氢气、碳、硫的燃烧热的热化学方程式中对应的指定产物分别是什么?
答案:氢气生成液态水,C生成CO2(g),S生成SO2(g)。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
5.相同条件下,1
mol
H2(g)与2
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水所放出的热量有何关系?分别用1
mol
H2(g)与2
mol
H2(g)完全燃烧放出的热量所计算出的氢气的燃烧热是否相同?
4.可燃物的物质的量发生变化,其燃烧热改变吗?如何配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式?
答案:不改变。燃烧热指101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,与参加反应的可燃物的物质的量多少无关。配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式时,先把可燃物的化学计量数定为1,再配平其他物质。
答案:相同条件下,2
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水所放出的热量是1
mol
H2(g)完全燃烧生成液态水所放出热量的2倍。分别用1
mol
H2与2
mol
H2完全燃烧放出的热量所计算出的氢气的燃烧热相同。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.燃烧热限定纯净可燃物为1
mol,常见元素燃烧的指定产物分别为:C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)等,注意燃烧产物不一定都是氧化物,如N2。
2.燃烧热、中和反应反应热与反应热的关系
(1)反应热的范围广,包括燃烧热、中和反应反应热等,它们之间的关系如下图所示:
(2)反应有吸热与放热之分,而燃烧反应、中和反应都是放热反应,即燃烧热和中和反应的反应热的ΔH<0。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.燃烧热的计算
(1)有关燃烧热的计算方法:
燃烧热是101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,因此计算燃烧反应释放出的热量时,应先计算出可燃物的物质的量,然后根据该可燃物的燃烧热ΔH计算燃烧反应所释放的热量。其计算公式为:Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
(2)燃烧热与燃料燃烧释放的热量的区别:
①燃料燃烧释放出的热量与燃料的多少有关,燃烧的燃料越多,放出的热量就越多,而燃烧热规定必须是1
mol纯物质完全燃烧,所以燃烧热是燃料的属性,不随燃料的多少而发生改变;
②研究燃料燃烧释放出的热量并未限定燃烧产物的形态,而研究物质燃烧热时生成物必须是指定产物。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例2以下能表示物质燃烧热的热化学方程式是
( )
答案:B
解析:A项,C(s)燃烧未生成CO2(g),故A项不能表示碳的燃烧热;B项,符合燃烧热的定义;C项,H2虽然生成了H2O(l),但由于其反应热表示的是2
mol
H2
完全燃烧时的热量变化,故C项不能表示H2的燃烧热;D项,反应中生成的是H2O(g),而不是H2O(l),故D项不能表示H2的燃烧热。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
书写或判断表示物质燃烧热的热化学方程式要做到“三看”
一看可燃物的化学计量数是否为1。
二看燃烧后是否生成指定产物:即看碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为CO2(g),看氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为H2O(l),看硫元素完全燃烧生成的氧化物是否为SO2(g)等。
三看ΔH符号是否为“-”及单位是否正确。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2下列关于燃烧热的说法正确的是
( )
A.燃烧反应放出的热量就是该反应的燃烧热
B.1
mol可燃物质发生氧化反应所放出的热量就是燃烧热
C.1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量就是燃烧热
D.在101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量是燃烧热
答案:D
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
典例3已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6
kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2
220
kJ·mol-1
试根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为 ,C3H8的燃烧热为 。?
(2)现有H2和C3H8的混合气体共5
mol,完全燃烧时放热3
847
kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积之比是 。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)285.8
kJ·mol-1 2
220
kJ·mol-1
(2)3∶1
解析:(1)根据燃烧热的定义可知,H2、C3H8的燃烧热分别为285.8
kJ·mol-1、2
220
kJ·mol-1。
(2)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有:
在p、T相同时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练3(1)在25
℃、1.01×105
Pa时,16
g
S在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫,放出148.5
kJ的热量,则S的燃烧热为 。?
(2)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6
℃和76
℃,AX5的熔点为167
℃。室温时AX3与气体X2反应生成1
mol
AX5,放出热量123.8
kJ。该反应的热化学方程式为?
。?
答案:(1)297
kJ·
mol-1
(2)AX3(l)+X2(g)=AX5(s) ΔH=-123.8
kJ·
mol-1
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.下列热化学方程式书写正确的是( )
答案:B
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.已知在298
K、1×105
Pa条件下,2
mol氢气燃烧生成水蒸气放出484
kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )
答案:A
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.在相同条件下,下列两个反应的焓变分别为ΔH1和ΔH2:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
则( )
A.ΔH2>ΔH1
B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1=ΔH2
D.无法确定
答案:B
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.(双选)下列说法正确的是( )
A.物质燃烧放出的热量是燃烧热
B.101
kPa时,1
mol
C(s)完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量就是C的燃烧热
C.1
mol
H2燃烧生成H2O时放出的热量是H2的燃烧热
D.相同条件下,1
mol
H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1
mol
H2O(l)放出的热量值相等
答案:BD
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
5.根据下列叙述写出相应的热化学方程式:
(1)已知16
g固体硫完全燃烧时放出148.4
kJ的热量,该反应的热化学方程式为 。?
(2)如图是298
K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为?
。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测第一章化学反应的热效应
第一节 反应热
第1课时 反应热 焓变
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混合,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是( )
A.硝酸铵
B.生石灰
C.氯化镁
D.食盐
解析生石灰与水反应放出大量的热。
答案B
2.下列过程中,需要吸收能量的是( )
A.钠与水的反应
B.H+ClHCl
C.I2I+I
D.S+O2SO2
解析A中钠与水的反应是放热反应;B中氢原子与氯原子结合生成
HCl分子时,有化学键形成,要放出热量;C项中有化学键的断裂,需要吸收能量;D中S与O2
的反应是放热反应。
答案C
3.下列说法正确的是( )
A.反应热是1
mol物质参加反应时的能量变化
B.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
C.任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓的差值来决定
解析一定量的物质在恒压条件下反应所释放或吸收的热量称为反应热,A项错误。对于反应放热,ΔH越大,说明反应放出的热量越少,B项错误。只有在恒压条件下,化学反应的焓变才等于化学反应的反应热,C项错误。一个化学反应是吸热反应还是放热反应,取决于生成物和反应物的焓的差值,D项正确。
答案D
4.下列各组变化中,前者是放热反应,后者是吸热反应的是( )
A.生石灰溶于水;锌粒和稀硫酸反应
B.干冰升华;金属或金属氧化物熔化
C.氨水与醋酸反应;二氧化碳与碳反应
D.工业煅烧石灰石;化石燃料燃烧
解析A项中,CaO与H2O的反应、Zn与H2SO4的反应均为放热反应。B项中,干冰升华不属于化学反应,金属或金属氧化物熔化为吸热过程,也不是化学反应。C项中,氨水与醋酸的反应为放热反应,CO2与C的反应为吸热反应。D项中,煅烧石灰石是吸热反应,化石燃料燃烧为放热反应。
答案C
5.下列变化一定为放热的化学反应的是( )
A.H2O(g)H2O(l)放出44
kJ热量
B.ΔH>0的化学反应
C.形成化学键时放出862
kJ能量的化学反应
D.能量变化如图所示的化学反应
解析化学反应放热还是吸热,取决于焓(生成物)与焓(反应物)的相对大小。若焓(生成物)>焓(反应物),则反应吸热,反之放热。A项H2O(g)H2O(l)为物理变化;B项ΔH>0,即焓(生成物)>焓(反应物),反应吸收热量;C项无法确定反应放热还是吸热;D项,由图可知焓(生成物)<焓(反应物),反应放热。
答案D
6.实验室进行中和热测定实验时,所用的量筒和试剂均正确的一组是( )
A.50
mL
0.50
mol·L-1盐酸,50
mL
0.50
mol·L-1
NaOH溶液,100
mL量筒1个
B.50
mL
0.50
mol·L-1盐酸,50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液,100
mL量筒2个
C.50
mL
0.50
mol·L-1盐酸,50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液,50
mL量筒1个
D.50
mL
0.50
mol·L-1盐酸,50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液,50
mL量筒2个
解析实验中为了保证50
mL
0.50
mol·L-1的盐酸完全被中和,应采用50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液,使碱稍过量,故A项不符合;所需酸、碱的体积均为50
mL,应用50
mL量筒,故B项不符合;酸、碱应该分别用不同的量筒量取,故C项不符合。
答案D
7.(2019海南卷)根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为( )
A.414
kJ·mol-1
B.377
kJ·mol-1
C.235
kJ·mol-1
D.197
kJ·mol-1
解析设C—H键键能为x
kJ·mol-1,由图可得717+864-4x=-75,计算得x=414,A项正确。
答案A
8.下图所示是一个测量化学反应是吸热还是放热的简易实验装置,利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,请根据要求完成下列问题:
(1)有关反应的离子方程式是? ,小试管中看到的现象是 ?
。?
(2)S形导管中液面A (填“上升”或“下降”),原因是
;?
说明此反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。?
解析Al与盐酸反应放出的热量使锥形瓶中气体温度升高,压强增大,导致S形导管左端液面下降,右端液面上升。
答案(1)2Al+6H+2Al3++3H2↑ 铝片溶解,有气泡产生
(2)下降 反应放出的热量使锥形瓶内气体温度升高,压强增大 放热
提升能力跨越等级
1.已知:①能量越低的物质就越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应。据此分析下列判断或说法中正确的是
( )
A.在相同的条件下,红磷比白磷能量高
B.在相同的条件下,白磷比红磷稳定
C.红磷和白磷的结构不同
D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
解析白磷转化成红磷是放热反应,故白磷的能量比红磷的高。能量越高,物质越不稳定,则A、B、D三项都不正确。
答案C
2.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1
mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154,则断裂1
mol
N—H所需的能量(kJ)是( )
A.194
B.391
C.516
D.658
解析由图知,反应N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)的ΔH=-534
kJ·mol-1,可设断裂1
mol
N—H所需的能量为x,154
kJ+4x+500
kJ-2
752
kJ=-534
kJ,可求得x=391
kJ。
答案B
3.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g)和2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下的下列说法不正确的是( )
A.56
g
CO(g)和32
g
O2(g)所具有的总能量大于88
g
CO2(g)所具有的总能量
B.12
g
C所具有的能量一定大于28
g
CO所具有的能量
C.12
g
C(s)和32
g
O2(g)所具有的总能量大于44
g
CO2(g)所具有的总能量
D.将两份质量相等的碳全部燃烧,生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
解析放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,故由2C(s)+O2(g)2CO(g)为放热反应,可知12
g
C(s)与16
g
O2(g)的总能量大于28
g
CO(g)的总能量,B项错误;由于2CO(g)+O2(g)2CO2(g)为放热反应,则56
g
CO(g)与32
g
O2(g)的总能量大于88
g
CO2(g)的总能量,故A项正确;由常识知C燃烧生成CO2也是放热反应,且充分燃烧时放出的热量比不充分燃烧时放出热量多,故C、D两项正确。
答案B
4.由图分析,有关叙述正确的是( )
A.相同条件下,AB+C和B+CA两个反应吸收或放出的能量不等
B.AB+C是放热反应
C.1
mol
A具有的能量高于1
mol
B和1
mol
C具有的能量总和
D.AB+C是吸热反应,则B+CA必然是放热反应
解析由图可知,1
mol
B+1
mol
C的能量高于1
mol
A的能量,则反应B+CA一定是放热反应;反之,AB+C则是吸热反应。根据能量守恒定律,两反应反应热的绝对值相等,符号相反。
答案D
5.用50
mL
0.50
mol·L-1盐酸和50
mL
0.55
mol·L-1
NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1
℃,终止温度为23.4
℃,反应后溶液的比热容为4.18
J·g-1·℃-1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1
g·cm-3,则中和反应生成1
mol水时放热( )
A.55.2
kJ
B.391
kJ
C.336
kJ
D.1.38
kJ
解析代入公式ΔH=-
kJ·mol-1≈-55.2
kJ·mol-1。
答案A
6.(双选)将V1
mL
1.00
mol·L-1
HCl溶液和V2
mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22
℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.50
mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析从图中曲线可以看出,温度为22
℃时,V1=5,则V2=45,此时已经发生中和反应,所以22
℃不是做该实验时的环境温度,A错;由曲线可知,随V1的增大,溶液温度升高,说明反应放热,化学能转化为热能,B正确;当V1=30时对应温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.50
mol·L-1,C正确;该实验不能证明有水生成的反应都是放热反应,D错。
答案BC
7.已知某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答问题。
该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=
kJ·
mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。1
mol气体A和
1
mol气体B具有的总能量 (填“>”“<”或“=”)1
mol气体
C和1
mol气体D具有的总能量。?
解析从图像中看出反应物的能量低,产物的能量高,题给反应一定为吸热反应。
答案吸热 E1-E2 <
8.(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:
若已知硫氧键的键能为d
kJ·mol-1,氧氧键的键能为e
kJ·mol-1,S+O2SO2的反应热ΔH=-a
kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为 。?
(2)下表是部分化学键的键能数据:
化学键
P—P
P—O
OO
PO
键能/(kJ·mol-1)
198
360
498
x
①已知1
mol白磷燃烧生成P4O10(s)的反应热ΔH=-2
982
kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示,则上表中x= 。?
②0.5
mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为
kJ。?
解析(1)设硫硫键的键能为x
kJ·mol-1,则:
-a
kJ·mol-1=×8×x
kJ·mol-1+e
kJ·mol-1-2d
kJ·mol-1,x=2d-a-e。
(2)①由题意可知,P4(s)+5O2(g)P4O10(s)的反应热ΔH=-2
982
kJ·mol-1。根据图示知,1
mol
P4含有6
mol
P—P,1
mol
P4O10含12
mol
P—O和4
mol
PO,根据反应热等于反应物总键能与生成物总键能之差,断裂1
mol共价键吸收的能量与生成1
mol该共价键放出的能量数值相等,则198
kJ·mol-1×6+498
kJ·mol-1×5-360
kJ·mol-1×12-4x
kJ·mol-1=-2
982
kJ·mol-1,x=585。②1
mol
P4O6含有12
mol
P—O,P4(s)+3O2(g)P4O6(s)的反应热为ΔH=198
kJ·mol-1×6+498
kJ·mol-1×3-360
kJ·mol-1×12=-1
638
kJ·mol-1,则0.5
mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1
638
kJ·mol-1×0.5
mol=819
kJ。
答案(1)(2d-a-e)
kJ·mol-1 (2)①585 ②819
贴近生活拓展创新
某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案。
(1)甲方案:将温度计与盛有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入盛有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴加水,看到的现象是 ,说明反应放热。(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)?
(2)乙方案:将盛有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①或②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴加水,看到的现象是(接①) ,(接②) ,说明反应放热。
?
(3)丙方案:用胶头滴管向盛有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中放有适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是 ,说明反应放热,其原因是 ? 。?
解析(1)CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,反应放出大量的热,小试管内有水蒸气产生,温度计温度上升。(2)由于CaO与H2O反应放热,使小试管内温度升高,压强增大,故接①时,导管口有气泡冒出;接②时,U形管左侧水柱下降,右侧水柱上升。(3)CaO与H2O反应放热,使小试管内水分蒸发,无水CuSO4吸水后生成蓝色的CuSO4·5H2O。
答案(1)小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生,温度计温度上升
(2)导管口有气泡产生 U形管左侧水柱下降,右侧水柱上升
(3)无水硫酸铜粉末变蓝 水与生石灰反应放出热量,使水蒸发,无水硫酸铜遇水变蓝第一章化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式 燃烧热
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③石油 ④太阳能 ⑤生物质能 ⑥风能 ⑦氢能
A.①②③④
B.③⑤⑥⑦
C.④⑤⑥⑦
D.③④⑤⑥⑦
解析天然气、煤和石油属于化石能源,不属于新能源,且它们的燃烧会造成大气污染,故它们不符合未来新能源的标准。
答案C
2.下列能够表示物质燃烧热的热化学方程式的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH1=-241.8
kJ·mol-1
B.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH2=-110
kJ·mol-1
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.8
kJ·mol-1
D.H2S(g)+O2(g)S(s)+H2O(l) ΔH4=-136
kJ·mol-1
解析在101
kPa时,1
mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量叫做燃烧热。选项A、B、C、D均满足“1
mol”的要求,但选项A中生成的H2O是气态,选项B中生成的CO可继续燃烧生成CO2,选项D中生成的S也可继续燃烧生成SO2。
答案C
3.下列对燃烧热的说法正确的是( )
A.1
mol纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热
B.放热反应的热化学方程式中,ΔH就是该反应物的燃烧热
C.物质的燃烧热不能用仪器通过实验测得
D.物质燃烧必然伴随发光发热现象且肯定是氧化还原反应
解析在燃烧热的定义中有三个要点:①必须是在101
kPa条件下;②可燃物物质的量必须为1
mol;③可燃物必须完全燃烧,生成指定产物。A项,未强调“101
kPa”和“生成指定产物”;B项,放热反应不一定是燃烧反应,且燃烧反应的ΔH不一定就是该反应物的燃烧热;C项,物质的燃烧热可利用仪器通过实验测得;D项,燃烧是剧烈的、发光发热的氧化还原反应。
答案D
4.已知25
℃、101
kPa条件下,12
g石墨、金刚石完全燃烧分别释放出393.5
kJ、395.0
kJ的热量。据此判断,下列说法正确的是( )
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低;石墨比金刚石稳定
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高;石墨比金刚石稳定
C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低;金刚石比石墨稳定
D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高;金刚石比石墨稳定
解析由题意可以写出两个热化学方程式:
C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5
kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-395.0
kJ·mol-1
相同条件下,石墨完全燃烧放出的热量少,故石墨的能量比金刚石的能量低,则石墨比金刚石稳定。
答案A
5.含
11.2
g
KOH的稀溶液与1
L
0.1
mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46
kJ热量,下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是( )
A.KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-11.46
kJ·mol-1
B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+2H2O(l)
ΔH=-114.6
kJ
C.2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O ΔH=-114.6
kJ·mol-1
D.KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
解析A项,化学计量数与ΔH绝对值不对应;B项,ΔH的单位应为kJ·mol-1;C项,书写热化学方程式时应注明各物质的聚集状态。
答案D
6.煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气,再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3
kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566.0
kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=-483.6
kJ·mol-1
下列有关说法正确的是( )
A.水煤气只能用作燃料
B.水煤气是一种二次能源,比煤直接燃烧污染小
C.等质量的CO和H2完全燃烧时,前者放热多
D.由反应③可以确定H2的燃烧热为241.8
kJ·mol-1
解析水煤气在工业上还可用于炼制金属等,A项错误;水煤气属于二次能源,其燃烧产物为CO2和H2O,比煤直接燃烧污染小,B项正确;通过②③反应可以计算得出,等质量的H2比CO完全燃烧放热多,C项错误;H2完全燃烧生成的指定产物应为液态水,D项错误。
答案B
7.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为:
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8
kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0
kJ·mol-1
C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5
518
kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3
kJ·mol-1
相同质量的H2(g)、CO(g)、C8H18(l)、CH4(g)完全燃烧时,放出热量最少的是( )
A.H2(g)
B.CO(g)
C.C8H18(l)
D.CH4(g)
解析可以先分别求出1
g可燃物完全燃烧放出的热量,再进行比较。
答案B
8.依据实验数据,写出下列反应的热化学方程式。
(1)1
mol
C2H4(g)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1
411
kJ的热量。
。?
(2)1
mol
C2H5OH(l)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1
367
kJ的热量。
。?
(3)2
mol
Al(s)与足量O2(g)反应,生成Al2O3(s),放出1
669.8
kJ的热量。
。?
(4)18
g葡萄糖与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出280.4
kJ的热量。
。?
解析书写热化学方程式时,要注意反应热的绝对值与化学计量数是否对应。放热时ΔH<0,吸热时ΔH>0。
答案(1)C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1
411
kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1
367
kJ·mol-1
(3)2Al(s)+O2(g)Al2O3(s) ΔH=-1
669.8
kJ·mol-1
(4)C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g) ΔH=-2
804
kJ·mol-1
提升能力跨越等级
1.(双选)根据下图所给信息,得出的结论正确的是( )
A.48
g
C(s)完全燃烧生成CO2气体放出的热量为1
574
kJ
B.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0
kJ·mol-1
C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0
kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)CO2(s) ΔH=-393.5
kJ·mol-1
解析48
g碳完全燃烧生成二氧化碳气体,放出的热量为1
574
kJ,A项正确;根据图像可知,C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5
kJ·mol-1,故2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0
kJ·mol-1,B项正确;根据图像可知,CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0
kJ·mol-1,故2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0
kJ·mol-1,C项错误;根据图像可知,C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5
kJ·mol-1,D项错误。
答案AB
2.在一定条件下,CH4和CO燃烧的热化学方程式分别为:
CH4(g)+2O2(g)2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890.31
kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566
kJ·mol-1
如果有CH4和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.96
kJ,生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50
g白色沉淀。则混合气体中CH4和CO的体积比约为( )
A.1∶2
B.1∶3
C.2∶3
D.3∶2
解析设燃烧后共生成CO2的物质的量为x,混合气体中CH4、CO的物质的量分别为a、b。石灰水过量时只生成碳酸钙,据CaCO3~CO2得x=0.5
mol,则:
解得a≈0.2
mol,b≈0.3
mol,a∶b=2∶3。
答案C
3.在一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q
kJ,经测定完全吸收生成的CO2需消耗5
mol·L-1的KOH溶液100
mL,恰好生成正盐,则此条件下反应C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为( )
A.+8Q
kJ·mol-1
B.+16Q
kJ·mol-1
C.-8Q
kJ·mol-1
D.-16Q
kJ·mol-1
解析据元素守恒建立关系式:
C4H10~4CO2~8KOH ~ ΔH
8
mol
ΔH
5
mol·L-1×0.1
L
-Q
kJ·mol-1
则ΔH=-=-16Q
kJ·mol-1
答案D
4.乙醇汽油是普通汽油与燃料乙醇调和而成的,它可有效改善汽油的性能和质量,降低CO、碳氢化合物等主要污染物的排放。乙醇的燃烧热是1
366.8
kJ·mol-1。燃烧1
mol这种乙醇汽油生成CO2气体和液态水,放出的热量为Q
kJ。测得该汽油中乙醇与汽油的物质的量之比为1∶9。有关普通汽油(设分子式为CxHy)燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.CxHy(l)+(x+)O2(g)xCO2(g)+H2O(l)
ΔH=(-Q+1
366.8)
kJ·mol-1
B.CxHy(l)+(x+)O2xCO2(g)+H2O(l)
ΔH=-
kJ·mol-1
C.CxHy(l)+(x+)O2(g)xCO2(g)+H2O(l)
ΔH=-
kJ·mol-1
D.CxHy(l)+(x+)O2(g)xCO2(g)+H2O(l)
ΔH=(-+151.9)
kJ·mol-1
解析0.9
mol普通汽油完全燃烧放出的热量为:Q
kJ-1
366.8
kJ·mol-1×0.1
mol=(Q-136.68)
kJ,所以1
mol普通汽油完全燃烧放出的热量为(Q-136.68)
kJ=(Q-151.9)
kJ。D项正确。
答案D
5.如图所示,写出对应反应的热化学方程式,并回答问题。
(Ⅰ)放热反应
(Ⅱ)吸热反应
(1)写出反应过程(Ⅰ)的热化学方程式: 。?
(2)写出反应过程(Ⅱ)的热化学方程式: 。?
(3)Q1与Q2的关系:Q1 (填“>”“<”或“=”)Q2。?
解析由图示数据可知,反应(Ⅰ)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g) ΔH=-Q1
kJ·mol-1,反应(Ⅱ)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g) ΔH=+Q2
kJ·mol-1。反应(Ⅰ)的反应物和反应(Ⅱ)的生成物以及反应(Ⅰ)的生成物和反应(Ⅱ)的反应物,物质及其状态均相同,故两反应ΔH的绝对值相等,符号相反。
答案(1)A2(g)+B2(g)C(g) ΔH=-Q1
kJ·mol-1
(2)C(g)A2(g)+B2(g) ΔH=+Q2
kJ·mol-1
(3)=
6.已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,其结构为。在一定条件下,S8(s)与O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1
mol产物的反应热)。
(1)写出表示S8(s)燃烧热的热化学方程式:?
。?
(2)写出SO3(g)分解生成SO2(g)和O2(g)的热化学方程式: 。?
(3)化学键的键能是形成(或拆开)1
mol化学键时释放(或吸收)的能量。若已知硫氧键(SO)的键能为d
kJ·mol-1,氧氧键(OO)的键能为e
kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键(S—S)的键能为 。
?
解析(1)根据图像分析可知,1
mol
O2(g)和
mol
S8(s)反应生成二氧化硫气体放热a
kJ,根据燃烧热的定义可写出热化学方程式。
(2)根据题中图像可知,SO3(g)的分解反应为吸热反应,注意在书写热化学方程式时标注物质的聚集状态。
(3)已知硫氧键(SO)的键能为d
kJ·mol-1,氧氧键(OO)的键能为e
kJ·mol-1,设S8分子中硫硫键键能为x
kJ·mol-1,依据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和,得8x+8e-16d=-8a,则x=2d-a-e。
答案(1)S8(s)+8O2(g)8SO2(g) ΔH=-8a
kJ·mol-1
(2)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+2b
kJ·mol-1
(3)(2d-a-e)
kJ·mol-1
贴近生活拓展创新
能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题,回答下列问题:
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是 (填字母)。?
A.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热量很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料实惠
C.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重
D.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率
(2)某国科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是?
。?
(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0
g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43
kJ的热量,则乙醇完全燃烧的热化学方程式为?
。?
解析(1)煤是一种化石燃料,也是重要的化工原料,属于非可再生能源,把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费,并且煤中所含的硫在燃烧时生成SO2,会对环境造成污染,通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触,提高燃烧效率。(3)根据已知条件,1
mol乙醇完全燃烧放出的热量为59.43
kJ×=1
366.89
kJ。
答案(1)ACD
(2)使煤油雾化,增大与助燃剂的接触面积,提高燃烧效率
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1
366.89
kJ·mol-1
