第八章 学案37 反应热的计算和测定能源

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。课前准备区回扣教材夯实基础知识点一 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aAfBAf1BaA【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f时期f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02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。课堂潘动区突破考点研析热点一、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）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AH=。（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AH与原热化学方程式之间AH的换算关系。 当热化学方程式乘、除以某一个数时，AH也应乘、除以某一个数；方程式进行加减 运算时，AH也同样要进行加减运算，且要带“ + ” “ 一”符号，即把AH看作一个整体进行 运算。 将一个热化学方程式颠倒书写时，AH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，状态由固一液 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：（i）c（s）+o2（g）=cq（g）AH = 393.5 kJmolT(2) H2(g)+2O2(g)=H,O(l)AH。=285.8 kJmo卜 i2(3) CH3COOH(l)+2O2(g)=2CC2(g)+2H2O(l) AH3=870.3 kJmo卜 i根据以上方程式可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CHCOOH(l)的反应热为()A. +244.1 kJmol-1B.488.3 kJmol-1C.996.6 kJmo卜 iD.+996.6 kJmo卜 i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)AH = 25 kJmo卜 i 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)AH2=47 kJmo卜1 Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)AH3= + 19 kJmo卜 i 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1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学 方程式：0若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应2H2(g) + O2(g)=2耳O(l)的AH= kJmol-1,氢气的燃烧热为kJmo卜1。二、实验探究中和热的测定1 . 测定原理M=(m酸+化碱)心(终Qnc=4.18 Jg-iC-1=4.18X10-3 kJg-iC-1； 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 molL-1盐酸跟50 mL 1.1 molL-1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,并记录如下原始数据。实验 序号起始温度C终止 温度 (t2)/C温差(t2- t1)/ C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 gcm-3,中和后混合液的比热容c=4.18X10-3 kJg -iC-1，则该反应的中和热为AH=。(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0(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”)。课后练习区精题精练规范答题高考集训1. (2011.上海，11)根据碘与氢气反应的热化学方程式(i )I2(g)+H2(g) 2HI(g)+9.48 kJ(ii)I2(s)+H2(g) 2HI(g)-26.48 kJ下列判断正确的是()A. 254 g I2(g)中通入 2 g H2(g),反应放热 9.48 kJB. 1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC. 反应(i )的产物比反应(ii)的产物稳定D. 反应(ii)的反应物总能量比反应(i )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，则 S(s) + 3F2(g)=SI6(g)的反应热 AH 为( )A. -1 780 kJmo卜 1B. -1 220 kJmol-1C. -450 kJ-mol-1D. +430 kJmo卜 13. (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 kJmol-1，冰中氢键键能为20 kJmol-10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(ca、2B. 已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为a，K =:丿、。若加入a c(1-a)少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOH CH3COO-+H +向左移动，a减小，K变333a小C. 实验测得环己烷、环己烯和苯的标准燃烧热分别为一3 916 kJ.mo卜】、一3 747 kJmo卜1和一3 265 kJmol-1，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)AH=489.0 kJmol1AH=-283.0 kJmol-1 c(石墨)+o2(g)=cq(g)AH=-393.5 kJmol-1则 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)4. (2010广东理综，9)在298 K、100 kPa时，已知:AH1AH2AH3)B. AH3 = AH1+AH22H2O(g)=O2(g)2H2(g)Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)则AH3与AH和AH2间的关系正确的是(C. AH3 = AH1 2AH2d. AH3 = AH1 AH25. (2010课标全国卷，11)已知:HCN(aq)与 NaOH(aq)反应的 AH= 12.1 kJmo卜 1 ； HCl(aq)A. AH3 = AH1 + 2AH2与NaOH(aq)反应的AH=55.6 kJmo卜1。贝IHCN在水溶液中电离的AH等于()题号12345答案A.67.7 kJmol1B.43.5 kJmol1C.+43.5 kJmo卜 1D.+67.7 kJmo卜 1考点集训题组一 盖斯定律及反应热的计算1. (2009海南化学，12)已知：Fe2O3(s) +2c(s)=CO2(g) + 2Fe(s) AH=+234.1 kJmol1(1)C(s)+O2(g)=Cq(g) AH=393.5 kJmol1(2)2 3 2 则 2Fe(s)+2O2(g)=FeP3(s)的 AH 是()B.627.6 kJmol-1D.169.4 kJmol1A.824.4 kJmol-1C.744.7 kJmo卜 12. (2009全国理综II, 11)已知： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=571.6 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=890 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(1),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()A. 1 ： 1B. 1 ： 3C. 1 ： 4D. 2 ： 33. (2011.太原月考)实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) AH= 196.64 kJ.mol-1,当放出 314.624 kJ 热量时，SO2 的转化率为 ()A40%B50%C80%D90%4. 已知25 C、101 kPa条件下：(1) 4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)AH2 834.9 kJmol1(2) 4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3(s)AH3 119.1 kJ.mol1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C. O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应D. O2比O3稳定，由O2变为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B.D.A. C. 6. 炽热的炉膛内发生的反应为C(s)+O2(g)=Cq(g) AH=392 kJmo卜1,往炉膛内 通入水蒸气时，有如下反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH= + 131 kJmol1,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)AH=282 kJ0即为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，故a2aiO(3) 由于两个反应都是放热反应，降低温度有利于平衡右移，提高产率。同时由于 PCl5 受热易分解，因此温度低防止其分解。根据盖斯定律求得：AH3 =- 399 kJmol-io且 些=，与反应的途径无关，只与 起始物质、终了物质有关。(5) PCl和水发生反应，生成两种酸只能是HPO和HC1,其化学方程式是 534PCl 4H O=HPO 5HCl。5234