第一章 化学反应与能量
第二节 燃烧热 能源
课前预习学案
一 预习目标
理解燃烧热的概念,认识能源是人类生存和发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
二 预习内容
1反应热可分为 、 、 等。 时, mol纯 物质完全燃烧生成 的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位为 。
2能源包括 以及柴草等。化石燃料包括 。新能源包括 。它们的特点是 。
三 提出疑惑
1 什么事燃烧热的定义
2燃烧热与中和热的区别与联系
课内探究学案
一 学习目标
?理解燃烧热的概念,认识能源是人类生存和发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
学习重点难点 :
1 什么事燃烧热的定义
2燃烧热与中和热的区别与联系
二 学习过程 :
一、燃烧热
[探究1] 阅读教材指出燃烧热的概念。
[问题] 解释H2的燃烧热为285.8 kJ / mol所表示的含义:
[讨论]你是如何理解燃烧热的定义的?
(1)条件:
(2)可燃物的用量:
(3)生成稳定的氧化物:如C完全燃烧应生成 , H2燃烧生成 ,S生成SO2
(4)单位:
(5)书写燃烧热的热化学方程式时,以1mol可燃物为配平标准,其余可出现分数。
[板书]2.研究物质燃烧热的意义
[探究2] 阅读教材指出研究物质燃烧热的意义。
[探究3] 分析教材中表1-1,讨论应根据什么标准来选择燃料。试举例说明
[板书]二、能源
[自主学习] 阅读教材回答下列问题
1.指出能源的定义及分类。
[讨论1] 分析教材中资料卡片并阅读教材讨论我国能源的现状如何?
1.
2.
3.
4.
[讨论2] 如何解决我国的能源危机问题?
1.
2.
3.
4.
2.新能源包括那些?有什么特点?
三、反思总结
燃烧热与中和热的区别与联系
相同点 燃烧热 中和热
能量变化 放热反应
ΔH ΔH<0 , 单位 kJ/mol
不同点 反应物的量 1mol可燃物 可能是1mol也可以是0.5mol(不限)
生成物的量 不限量 H2O 1mol
反应热的含义 1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同 酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol
四、当堂达标
1.有人预言:H2是21世纪最理想的能源,其根据不正确的是 ( )
A.生产H2的原料来源广阔
B.在等质量的可燃气体中,H2燃烧时放出的热量多
C.H2易液化,携带方便
D.燃烧时无污染
2.能源与人类的生活和社会的发展密切相关,下列关于能源的开发和利用的说法不正确的是 ( )
A.用酒精代替汽油作汽车燃料
B.随着科技的发展,氢气将会成为主要能源
C.在农村提倡利用沼气作生活原料
D.人类利用的能量都是通过化学反应获得的
3.以下几个热化学方程式,哪个是表示碳或氢气燃烧热的( )
A. C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=110.5 kJ/mol
B. C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
C. 2H2(g)+O2(g)===2 H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
D. H2 (g)+O2 (g)=== H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol
根据以下叙述,回答第4—6题
能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能
源;依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:
2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g);△H =+571.6kJ/mol
4.下列叙述正确的是 ( )
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源 D.焦炉气是一级能源
5.已知:CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(l) + CO2(g);△H =-890.3kJ/mol,1克氢气和1克甲烷分别燃烧后,放出的热量之比约是 ( )
A.1∶3.4 B.1∶1.7 C.2.3∶1 D.4.6∶1
6.关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是 ( )
A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源
B.设法将太阳光聚集,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
7.将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,
放出649.5kJ热量,表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为_____________ 。
又已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气
态水时放出的热量是_____________kJ。
8.在101kPa时,H2在1.00molO2中完全燃烧生成2.00mol液态H2O。放出571.6kJ的热量,(1)H2的燃烧热为________,表示H2燃烧热的热化学方程式为____________。
(2)1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,该反应的中和热为___________,表示其中和热的热化学方程式为____________________。
9.目前大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,使用天然气作为居用燃料对环境更为有利。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类,天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下:
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是_________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是_________进风口(填增大或减小),如不作改进可能产生的不良结果是_________________。管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是 _______________________。
五、参考答案
课内探究学案:
二 学习过程 :
一、燃烧热
[探究1]在 25 ℃、101 kPa时,lmol物质完全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。
[问题] 实验测得25 C,101kPa时1molH2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量。
[讨论]
(1) 25 ℃、101 kPa
(2) lmol
(3) CO2(g), H2O(l),
(4) kJ / mol
2.研究物质燃烧热的意义
[探究2] 了解化学反应完成时产生热量的多少,以便更好地控制反应条件,充分利用能源。
[探究3] [提示] 可根据物质的燃烧热、燃料的储量、开采、储存的条件、价格、对生态环境的影响等综合考虑。
二、能源
[自主学习] 阅读教材回答下列问题
1.能源就是能提供能量的自然资源,它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐及柴草等等。我国目前使用的主要能源是化石燃料。
[讨论1]
1.主要是化石燃料蕴藏量有限,而且不能再生,最终将枯竭。
2.能源利用率低,浪费严重。
3.能源储量丰富,我国的人均能源拥有量较低。
4.近年来能源的总消费量与人均消费量情况呈下降趋势,但是,仍然出现了能源危机问题。
[讨论2]
1.调整和优化能源结构。
2.加强科技投入,提高管理水平,科学的控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的使用效率。
3.节约利用现有能源。
4.研究开发新能源。
2.
太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等。特点:资源丰富,可以再生,没有污染或很少污染。
6. 答案AC。水不分解是不可能得到H2的,且水的分解是个吸热反应。7.B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165kJ/mol ; 1016.5kJ
8. (1)285.8kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol ; (2)57.3kJ/mol ,1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol
9.天然气;增大;天然气不完全燃烧,产生有毒的CO;丁烷遇冷凝结为液体,使管道流通不畅。选修四 第一章化学反应与能量
化学反应热的计算(1)
课前预习学案
一、预习目标:
能说出盖斯定律的内容,并理解其实质。
能运用盖斯定律计算化学反应热。
二、预习内容:
1.知识回顾:
1)已知石墨的燃烧热:△H=-393.5kJ/mol,写出石墨完全燃烧的热化学方程式
2)已知CO的燃烧热:△H=-283.0kJ/mol, 写出CO完全燃烧的热化学方程式
思考:C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的反应热测量非常困难,应该怎么求出?
2.阅读课本,回答下列问题:
什么是盖斯定律?
盖斯定律在科学研究中有什么重要意义?
认真思考教材以登山经验“山的高度与上山的途径无关”的道理,深刻理解盖斯定律。
⑷ 盖斯定律如何应用,怎样计算反应热?试解决上题中的思考:求C(s)+1/2O2(g)==CO(g)的△H=?
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中:
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标:
1.理解并掌握盖斯定律;
2.能正确运用盖斯定律解决具体问题;
3.初步学会化学反应热的有关计算。
学习重难点:能正确运用盖斯定律解决具体问题。
二、学习过程:
探究一:盖斯定律
一、盖斯定律
1、盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热 。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关,而与反应的途径 。
思考:化学反应的反应热与反应途径有关吗?与什么有关?
归纳总结:反应物A变为生成物D,可以有两个途径:
①由A直接变成D,反应热为△H;
②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3.
如下图所示:
则有△H=
2、应用:通过盖斯定律可以计算出一些不能直接测量的反应的反应热。
例:已知:①C(s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
求:C(s)+1/2O2(g)= CO (g) 的反应热△H3
三、反思总结:
本节课,你学到了些什么?说说看。
四、当堂检测:
1.已知: H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) △H1=-241.8kJ/mol
H2O(g) = H2O (l) △H2=-44 kJ/mol
则:H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) △H=
2.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为:
CuSO4 5H2O(s) = CuSO4(s)+5H2O(l) △H=+Q1kJ/mol
室温下,若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ,则( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.Q13.已知① CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) ;
ΔH1= -283.0 kJ/mol
② H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) ;
ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l);
ΔH3=-1370 kJ/mol
试计算:
④2CO(g)+ 4 H2(g) = H2O(l)+ C2H5OH (l) 的ΔH
五、课后练习与提高
1. 已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
①C(石墨,s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(金刚石,s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol
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
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;
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
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
2.298K,101kPa时,合成氨反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H = -92.38kJ/mol在该温度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在进行反应,测得反应放出的热量总是少于92.38kJ,其原因是什么?
3、天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O
现有一套以天然气为燃料的灶具,今改为烧液化石油气,应采取的正确措施是( )
A.减少空气进入量,增大石油气进气量
B.增大空气进入量,减少石油气进气量
C.减少空气进入量,减少石油气进气量
D.增大空气进入量,增大石油气进气量
4.已知热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ;ΔH=-483.6 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l); ΔH=-285.8 kJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ;ΔH=-571.6 kJ·mol-1?
则氢气的燃烧热为
A.241.8 kJ·mol-1 B.483.6 kJ·mol-1
C.285.8 kJ·mol-1 D.571.6 kJ·mol-1
5.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l); △H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=-890.3kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷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)
6.下列热化学方程式中,△H能正确表示物质的燃烧热的是 ( )
A.CO(g) +1/2O2(g) ==CO2(g); △H=-283.0 kJ/mol
B C(s) +1/2O2(g) ==CO(g); △H=-110.5 kJ/mol
C. H2(g) +1/2O2(g)==H2O(g); △H=-241.8 kJ/mol
2C8H18(l) +25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l); △H=-11036 kJ/mol
7. 已知下列反应的反应热为:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3KJ/mol
(2)C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5KJ/mol
(3) H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=—285.8KJ/mol
试计算下列反应的反应热: 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)
8.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
4P(白磷,s)+5O2(g)====2P2O5(s);△H=== -a kJ/mol
4P(红磷,s)+5O2(g)====2P2O5(s);△H=== -b kJ/mol
若a、b均大于零,则a和b的关系为 ( )
A.a<b B.a=b C.a>b D.无法确定
六、参考答案:
知识回顾:
1)C(s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
2)CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H2=-283.0kJ/mol
盖斯定律
1、相同 始态 终态 无关
归纳总结:△H1+△H2+△H3
例:解法一:虚拟路径法
△H1=△H2+△H3
△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol
解法二:加减法
①- ②= ③
△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol
当堂检测:
1.△H1+ △H2=-285.8kJ/mol
2.A
3.①×2 + ②×4 - ③ = ④
ΔH=ΔH1×2 +ΔH2×4 -ΔH3
=-283.2×2 -285.8×4 +1370 =-339.2 kJ/mol
课后练习与提高
1.A 2. 反应不能进行到底 3.B 4.C 5.B 6.A
7 (2)×2+(3)×2-(1)得 △H=—488.3KJ/mol .
8.C化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化 (第2课时)
课前预习学案
一、预习目标
预习热化学方程式的书写方法和中和热的测定实验。
二、预习内容
对比化学方程式和热化学方程式分析不同,填写表格。
化学方程式 热化学方程式
化学计量数表示的意义
是否要注明物质的状态
△H的正负号与单位
是否要注明温度与压强
意义
练习:当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl,放出184.6KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。
三、提出疑惑(通过自主学习,你还有哪些疑惑?请填空。)
课内探究学案
一、学习目标
认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式
学习重难点:热化学方程式的书写。
二、学习过程
(一)热化学方程式
1概念: 阅读教材相关内容,思考、讨论、回答问题:
什么是热化学方程式,有何意义?书写步骤?
2热化学方程式的书写注意事项:对比以下热化学方程式
200℃
H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol ①
101kPa
H2(g)+ 1/2 O2(g)==H2O(g) △H=-241.8kJ/mol ②
2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol ③
思考:(1)与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
(2)正确书写热化学方程式应注意哪几点?
(3)反应物和生成物前的系数它代表了什么?在方程式中 H它表示了什么意义? H与
它的值与什么有关系?
三、反思总结
书写热化学方程式的注意事项:
(1)需注明 。 因反应的温度和压强不同时,其△H不同。
(2)要注明反应物和生成物的 : 。
物质的聚集状态,与它们所具有的能量有关。
(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其△H也 _ 。
四、当堂检测
1依据事实,写出下列反应的热化学方程式∶
(1)1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量;
(2)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ;
(3)1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。
2、已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ
2 C2H2 (g)+5 O2 (g)=4C O2 (g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/mol
C. C2H2 (g)+5/2 O2 (g)=2C O2 (g)+H2O(g) △H=-4b kJ/mol
D. 2 C2H2 (g)+5 O2 (g)=4C O2 (g)+2H2O(l) △H=+4b kJ/mol
E. 2 C2H2 (g)+5 O2 (g)=4C O2 (g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol
3、沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是( )
A、 2CH4 ( g )+4O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) + 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol
B、 CH4 +2 O2 = CO2 + H2O ΔH = -890 kJ/mol
C、 CH4 ( g )+2 O2 ( g ) = CO2 ( g ) + 2 H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol
D、 1/2CH4 ( g )+O2 ( g ) = 1/2CO2 ( g ) + H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol
4、已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确是 ( )
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)
ΔH=+242kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2 H2O(g)
ΔH=-484kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)
ΔH=+242kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=+484kJ·mol-1
五、课后练习与提高
1、写出下列反应的热化学方程式
(1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量
(2)0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量
2、在200℃、101kP时,1molH2与碘蒸气作用生成HI反应,科学文献表示为:
200度
H2(g)+I2(g)========= 2HI(g) △H=-14.9kJ/mol
101KPa
以上化学方程式指出了反应时的 和 ;括号中的符号表示反应物或生成物的 。
3、在25℃、101kPa时,有两个由H2和 O2 化合成1mol H2O的反应,一个生成气态水,一个液态水,化学方程式如下:
H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(g) △H=-241.8Kj/mol
H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(I) △H= - 285.8kJ/ mol
以上两个反应,产物都是 ,但产物的 不同,
4、在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是 ( )
A. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-Q1
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H=-Q2
B. C(s)+1/2O2(g)=CO (g) △H=-Q1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-Q2
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-Q2
D. S(g)+O2(g)=SO2(g) △H=-Q1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-Q2
5、热化学方程式:
S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.3kJ/mol分析下列说法中正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH>297.3KJ/mol
B.S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH<297.3KJ/mol
C.1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和
D.1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和
6.已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39kJ的热量。下列两个方程式:
4P(白磷,s)+ 5O2(g)= 2P2O5(s);△H1 4P(红磷,s)+ 5O2(g)= 2P2O5(s);△H2则△H1和△H2的关系正确的是( )
A.△H1 = △H2 B.△H1 > △H2
C.△H1 < △H2 D.不能确定
(1)C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol
(2)Cu(s)+1/2O2(g)==CuO(s) △H=-78.5kJ/mol
2、 温度 和 压强 ; 状态 。
3、 H2O , 状态
4、 B
5、D
6.C 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化 (第1课时)
课前预习学案
一预习目标
预习课本反应热与焓变,初步知道反应热与焓变的概念,了解反应热的表示方法。
二预习内容
一、反应热 焓变
1、定义:
2、符号:
3、单位:
4、反应热表示方法:△H为“+”或△H>0时为 ? 反应;△H为“一”或△H<0时为 ? 反应。
5、△H计算的三种表达式:
三提出疑惑(通过自主学习,你还有哪些疑惑?请填空。)
课内探究学案
一、学习目标
1、知道化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;
2、记住常见的放热反应和吸热反应。
3、理解反应热和焓变的含义,会用反应热的表达式进行计算。
学习重难点:理解反应热和焓变的含义,会用反应热的表达式进行计算。
二、学习过程
探究一:反应热和焓变
1、对于放热反应:能量如何转换的?能量从哪里转移到哪里?
体系的能量如何变化?升高还是降低?
环境的能量如何变化?升高还是降低?
规定放热反应的ΔH 为“-”,是站在谁的角度?体系还是环境?
2、由课本P2 中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的数学表达式△H==
3、△H<0时反应 热
△H > 0时反应 热
4、如何理解课本P3中△H =-184.6kJ/mol中的“/mol
5、由课本P3 中图1-2 总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式
三、反思总结
1、常见的放热、吸热反应分别有哪些?
①常见的放热反应有
②常见的吸热反应有:
2、△H<0时反应 热△H > 0时反应 热
3、反应热的数学表达式
△H=
△H=
四、当堂检测
1.下列说法不正确的是( )
A.化学反应可分为吸热反应和放热反应
B.化学反应的实质是旧键的断裂与新键的生成
C.化学反应中的能量变化都是以热能的形式表现出来
D.放热反应发生时不需加热
2.下列过程属于放热反应的是( )
A.在生石灰中加水 B.硝酸铵溶于水
C.浓硫酸加水稀释 D.用石灰石煅烧石灰
3.(2006 上海)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A.碳酸钙受热分解 B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.氧化钙溶于水
4.下列叙述正确的是( )
A.在一个确定的化学反应中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
B.在一个确定的化学反应中,反应物的总能量总是低于生成物的总能量
C.物质发生化学反应都伴随着能量变化
D.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
五、课后练习与提高
1.关于化学反应的实质的说法正确的是( )
A.化学反应都有新物质生成
B.化学反应都有能量变化
C.化学反应是旧键断裂新键的生成的过程
D.化学反应的发生都需要在一定条件下
2. “焓”是指( )
A.物质所具有的能量 B.反应热的变化
C.化学键所具有的能量 D.物质的一种化学性质
3.下列变化过程中,是吸热的反应的是( )
A. H + H → H2 B.H + Cl → HCl
C.I2 → I + I D.S + O2 → S O2
4.下列叙述正确的是( )
A.物质燃烧都是放热反应
B.化学反应总是伴随着能量的变化
C.化学反应中放出的热量一定等于吸收的热量
D.化学反应中放出的热才是反应热
5.已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39kJ的热量。下列两个方程式:
4P(白磷,s)+ 5O2(g)= 2P2O5(s);△H1
4P(红磷,s)+ 5O2(g)= 2P2O5(s);△H2
则△H1和△H2的关系正确的是( )
A.△H1 = △H2 B.△H1 > △H2
C.△H1 < △H2 D.不能确定
6.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式为:
H2(g)+ 1/2 O2(g)= H2O(l);△H = -285.8kJ mol-1
CO(g)+ 1/2O2(g)= CO2(g);△H = -283.3kJ mol-1
C8H18(l)+ 25/ 2O2(g)= 8CO2(g)+ 9H2O(l);△H = -5518kJ mol-1
CH4(g)+ 2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l);△H = -890.3kJ mol-1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是( )
7.已知反应:X + Y = M + N为放热反应,对该反应的说法正确的是( )
A.X的能量一定高于M的能量
B.Y的能量一定高于N的能量
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.由于该反应是放热反应,故不必加热就可发生反应
六、参考答案
课内探究学案:
二、学习过程
探究一:反应热和焓变
3、放 吸
三、反思总结
1、常见的放热、吸热反应分别有哪些?
①常见的放热反应有
Ⅰ.活泼金属与酸或水的反应。
Ⅱ. 酸碱中和反应。
Ⅲ.燃烧反应。
Ⅳ.大多数的化合反应。
②常见的吸热反应有:
Ⅰ. 大多数的分解反应。
Ⅱ. 大多数持续加热或高温的反应。
Ⅲ. Ba(OH)2 8H2O 与NH4Cl的反应
2、放、吸
四、当堂检测
1. CD 2. D 3.A 4.C
五、课后练习与提高
1. C 2. A 3. C 4. B 5. C 6.CO 7. C 选修四 第一章化学反应与能量
化学反应热的计算(2)
课前预习学案
一、预习目标:
掌握反应热计算的几种常见方法。
了解反应热计算的常见题型。
二、预习内容:
自学课本例1,例2,例3,总结计算反应热有哪几种方法?
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中:
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标:
1.掌握反应热计算的几种常见方法。
2.了解反应热计算的常见题型。
学习重难点:掌握反应热计算的几种常见方法。
二、学习过程:
探究二:反应热的计算
例1、利用热化学方程式求解
归纳总结:各物质的n之比等于△H之比
例2、利用燃烧热求解
归纳总结:Q=燃烧热× n
例3、运用盖斯定律求解
三、反思总结:
本节课,你学到了些什么?说说看。
四、当堂检测:
1、(题型一: 已知一定量的物质参加反应放出的热量,计算反应热,写出其热化学反应方程式。)将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________。又已知:H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。
2.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l); ΔH=-2b kJ / mol
B. C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l); ΔH=2b kJ / mol
C. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l); ΔH=-4b kJ / mol
D. 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l); ΔH=b kJ / mol
3、(题型二:利用盖斯定律求反应热)科学家盖斯曾提出:“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。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
(1)(s,白磷)+
(2)
则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下,能量较低的是_________;白磷的稳定性比红磷___________(填“高”或“低”)。
4.由金红石TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤为::
TiO2TiCl4Ti
已知:① Cs+O2g=CO2g; H=3935 kJ·mol1
② 2COg+O2g=2CO2g; H=566 kJ·mol1
③ TiO2s+2Cl2g=TiCl4s+O2g; H=+141 kJ·mol1
则TiO2s+2Cl2g+2Cs=TiCl4s+2COg的H= 。
5、(题型三:根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式),进行有关反应热的计算或比较大小)已知下列两个热化学方程式:
H2 (g) + 1/2 O2(g) == H2O (l) H=285.8 kJ·mol1
C3H8(g)+5O2(g) == 3 CO2(g) +4H2O (l) H=2220.0 kJ·mol1
实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847kJ,则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_______,两者放出的热量之比约为_____
A、1:3 B、3:1 C、1:4 D、5:13
6.已知:;
;欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为
A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8
7、(题型四:反应热大小比较)
在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是
A.
B.
C.
D.
8.CH3—CH3→CH2=CH2+H2;有关化学键的键能如下。
化学键 C-H C=C C-C H-H
键能(kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3试计算该反应的反应热
五、课后练习与提高
选择题
1、已知 1mol白磷转化为红磷时放出 18.39 kJ的热量。在下列两个反应中:
4P(白、s)+ 5O2(g)=2P2O5(s);ΔH = - a kJ/mol(a > 0)4P(红、s)+ 5O2(g)=2P2O5(s);ΔH = - b kJ/mol(b> 0)a 和 b 的关系为( )
A .a < b B.a = b C.a > b D .无法确定
2、已知⑴ H2(g)+1/2 O2(g)====H2O(g) ; △H1=a kJ·mol-1
⑵ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g) ; △H2=b kJ·mol-1
⑶ H2(g)+1/2 O2(g)====H2O(l) ; △H1=c kJ·mol-1
⑷ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(l) ; △H2=d kJ·mol-1
下列关系式中正确的是( )
A. a<b<0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0
3、已知:H2O (g) = H2O (l) △H = Q1 kJ/mol C2H5OH (g) = C2H5OH (l) △H = Q2 kJ/mol
C2H5OH (g) + 3O2 (g) =2CO2 (g) + 3H2O (g) △H = Q3 kJ/mol。若使23g 酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出热量为(下列式子中Q1、Q2、Q3均取绝对值)….( )
A.Q 1+ Q2 +Q3 B.0.5(Q1 + Q2 +Q3)
C.1.5Q1 —0.5Q2 + 0.5Q3 D.0.5Q1 —1.5Q2 + 0.5Q3
4、一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液100ml,恰好生成正盐,则此条件下反应: C4H10(g)+13/2O2(g)== 4 CO2 (g)+ 5 H2O(g)的△H为
A. +8Q kJ B. +16Q kJ C. -8Q kJ D. -16Q kJ
5、在烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热反应,大约需117kJ/mol~125KJ/mol的热量,但1,3—环己二烯失去2个氢原子变成苯是放热反应,△H =-23.4kJ/mol,以上事实表明( )
A.1,3—环己二烯加氢是吸热反应 B.苯加氢生成环己烷是吸热反应
C.1,3—环己二烯比苯稳定 D.苯比1,3—环己二烯稳定
6、已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的( )
A.X的能量一定高于M
B. Y的能量一定高于N
C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D. 因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
7、热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);△H =+131.3kJ/mol表示( )
A.碳和水反应吸收131.3kJ能量
B.1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量
C.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
8、以NA代表阿伏加德罗常数,则关于热化学方程式C2H2(g)+5/2 O2=2CO2(g)+H2O(l);△H =-1300kJ/mol的说法中,正确的是( )
A.有10NA个电子转移时,该反应放出1300kJ的能量
B.有NA个水分子生成且为液体时,吸收1300kJ的能量
C.有2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
D.有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
9、下列说法正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
C.反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热
D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应
10、已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ;△H1 ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H2,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;△H3。常温下取体积比为4:1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况),经完全燃烧后恢复至常温,则放出热量为 ( )
A.0.4△H1 + 0.05△H3 B. 0.4△H1 + 0.05△H2
C.0.4△H1 + 0.1△H3 D. 0.4△H1 + 0.2△H3
11、X、Y二元素的原子,当它们分别获得两个电子形成稀有气体元素原子层结构时,X放出的热量大于Y放出的热量;Z、W两元素的原子,当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时,吸收能量W大于Z。则X、Y和Z、W分别形成的化合物中,离子化合物可能性最大的是( )
A.Z2X B.Z2Y C.W2X D.W2Y
12、人体内葡萄糖的消耗可用下述化学方程式表示 ( )
C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) △H=—2800KJ/mol如果某人每天消耗12540KJ热量,他每天至少要摄入葡萄糖 ( )
A.806g B.1000g
C.1250g D.1500g
二、填空题
13、1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律,他指出:“若是一个反应可以分步进行,则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同。”这是在各反应于相同条件下完成时的有关反应热的重要规律,称为盖斯定律。已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为:C(金刚石、s)+O2(g)=CO2(g);△H=-395.41kJ/mol,C(石墨、s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.51kJ/mol,则金刚石转化石墨时的热化学方程式为:___________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为:____________。若取金刚石和石墨混合晶体共1mol 在O2中完全燃烧,产生热量为QkJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为_____________(用含Q的代数式表示)。
14、磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是 ,其相应的质量(g)为 。
(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol,则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH= 。
(3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式: 。
15、火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮作氧化剂,它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知N2 (g) + 2O2 (g) =2NO2 (g) △H =+67.7 kJ/mol
N2H4 (g) +O2 (g) =N2 (g) + 2H2O (g) △H = -534 kJ/mol
则N2H4和NO2反应的热化学方程式为____________________________________________
16、目前大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,使用天然气作为居用燃料对环境更为有利。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类,天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下:
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是_________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是_________进风口(填增大或减小),如不作改进可能产生的不良结果是_________________。管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是 _______________________。
六、参考答案:
1. 解析:0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量,则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为:因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为:。由于1mol水汽化需吸热44kJ,则3mol液态水全部汽化应吸热:,所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热:,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是:。
2. 解析:以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确;该反应放热,△H应为负值;生成1mol二氧化碳气体,放出热量 bkJ,则又生成4mol二氧化碳气体,放出热量4bkJ 。 答案:A。
3. 解析:依题意求:;可设计如下反应过程:;据盖斯定律有=(-2983.2+4×738.5)kJ/mol=-29.2kJ/mol,即;。白磷转化为红磷是放热反应,稳定性比红磷低(能量越低越稳定)。
4. 答案:80 kJ·mol1
5. 解法一:十字交叉法
解法二:估算排除法
答案:BD
6. 解析:由题意可列得方程
答案: B
7. 解析:反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关,与反应物物质的量的多少有关,与反应物和生成物的聚集状态有关,还与反应时的外界条件有关。A选项:生成物的状态不同,由于从气态水到液态水会放热,所以生成液态水比生成气态水放出的热多即;B选项:反应物的状态不同,由于从固态硫到气态硫要吸热,所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多,即;C选项:生成物的种类不同,由于CO与O2反应生成CO2要放出热量,故;D选项:反应物的物质的量不同,前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍,故,即。答案选A、C。
8. 解析:(题型五:利用键能计算反应热)
方法:ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示,单位是kJ/mol。
ΔH =[6E(C-H)+E(C-C)]-[E(C=C)+4E(C-H)+E(H-H)]=(6×414.4+347.4)kJ/mol-(615.3+4×414.4+435.3)kJ/mol=+125.6 kJ/mol 这表明,上述反应是吸热的,吸收的热量为125.6 kJ/mol。