2011届高三二轮复习课件(浙江)：第8讲化学反应的热效应.ppt

1 第8讲化学反应的热效应 已知反应 101kPa时 2C s O2 g 2CO g DH 221kJ mol 1 稀溶液中 H aq OH aq H2O l DH 57 3kJ mol 1 下列结论正确的是 A 碳的燃烧热大于110 5kJ mol 1B 的反应热为221kJ mol 1C 稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为 57 3kJ mol 1D 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水 放出57 3kJ热量 2 考点一化学反应中的热效应 解析碳的燃烧热是指1molC s 完全燃烧生成二氧化碳时所放出的热量 由于1molC燃烧生成CO放出的热量为110 5kJ 所以碳的燃烧热大于110 5kJ mol 1 A正确 的反应热为 221kJ mol 1 B不正确 中和热是指生成1mol水时所释放的热量 应为57 3kJ C不正确 答案 A点评 本题从多个角度考查了化学反应中的热效应 如燃烧热 中和热等 应注意理解概念的内涵和外延 3 4 变式练习 下列各组热化学方程式中的DH 前者大于后者的是 C s O2 g CO2 g DH1C s O2 g CO g DH2 S s O2 g SO2 g DH3S g O2 g SO2 g DH4 H2 g O2 g H2O l DH52H2 g O2 g 2H2O l DH6 CaCO3 s CaO s CO2 g DH7CaO s H2O l Ca OH 2 s DH8A B C D C 解析 本题主要考查对 H 的理解 要求学生明确 H 既有 又有数值大小 由所给热化学方程式及DH的含义可以判断 Hl H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 故选C 5 6 考点二热化学方程式 例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 H2O g CO2 g 3H2 g H 49 0kJ mol 1 CH3OH g 1 2O2 g CO2 g 2H2 g H 192 9kJ mol 1 7 变式练习 下列说法正确的是 A CH3OH的燃烧热为192 9kJ mol 1B 反应 中的能量变化如右图所示C CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D 根据 推知反应CH3OH l 1 2O2 g CO2 g 2H2 g 的DH 192 9kJ mol 1 8 解析 CH3OH的燃烧热是指1mol甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时所放出的热量 并不是生成CO2和H2时所放出的热量 A不正确 反应 是吸热反应 反应物的总能量应低于生成物的总能量 B不正确 都是CH3OH转变成H2的反应 是吸热反应 是放热反应 C不正确 因CH3OH g 转化为CH3OH l 要放出热量 放出热量越多 DH越小 D正确 答案 D 9 点评 本题将化学反应过程中的能量变化与图像有机结合在一起 较好地考查热化学反应的相关问题 根据能量守恒 对于放热反应 反应物的总能量一定高于生成物的总能量 对于吸热反应 反应物的总能量一定低于生成物的总能量 图像分析题一直是高考中的一个热点问题 本题将热化学方程式的书写 相关计算巧妙地融入了图像的分析之中 不愧是例题中的典范 变式练习 人们常利用化学反应中的能量变化为人类服务 1 煤是一种重要的燃料 在点燃条件下燃烧 放出大量的热 其在燃烧过程中能量的变化与如图所示中的 填字母代号 最相符 10 C 11 2 将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中 用线绳绑住塑料袋中间部分 使两种晶体隔开 做成 冰袋 使用时将线绳解下 用手使袋内两种固体粉末充分混合 便立即产生低温 这种 冰袋 可用于短时间保鲜食物 则碳酸钠与硝酸铵的总能量 填 高于 或 低于 反应后生成产物的总能量 3 化学反应中的能量变化不仅仅表现为热能的变化 有时还可以表现为其他形式的能量变化 比如 停电时 人们一般点蜡烛来照明 这主要是将化学能转化为 人们普遍使用的干电池 是将化学能转化为 低于 光能 电能 12 1 下列有关能量转换的说法不正确的是 A 煤燃烧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是化学能转变成热能的过程D 植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程 D 解析选项D 植物的光合作用是太阳能转化为化学能的过程错误 限时训练 13 2 2010 温州八校联考 已知 H2 g F2 g 2HF g DH 270kJ mol 1 下列说法正确的是 A 拆开1molH H与1molF F需要的总能量大于拆开2molH F需要的能量B 1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJC 在相同条件下 1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量D 标准状况下 2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量 C 解析 该反应为放热反应 DH 反应物的键能之和 生成物的键能之和 0 A项错误 B项中 气态HF含能量大于液态HF 所以生成2mol液态HF时 放热应大于270kJ B项错 热化学方程式中的系数单位是摩尔 所以D项错 14 解析 注意 Si Si键的数目是2 Si O键的数目是4 有 DH 反应物的键能之和 生成物的键能之和 2 176 498 8 4x 989 2 解得x 460 15 3 2010 杭州月考 有关键能数据如表所示 已知晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si s O2 g SiO2 s DH 989 2kJ mol 则x的值为 A 460B 920C 1165 2D 423 3 A 16 4 2010 杭州月考 工业生产硫酸过程中 SO2在接触室中被催化氧化为SO3 已知该反应为放热反应 现将2molSO2 1molO2充入一密闭容器充分反应后 放出热量98 3kJ 此时测得SO2的转化率为50 下列热化学方程式正确的是 A 2SO3 g 2SO2 g O2 g DH 196 6kJ molB 2SO2 g O2 g 2SO3 g DH 98 3kJ molC SO2 g O2 g SO3 g DH 98 3kJ molD SO2 g 1 2O2 g SO3 g DH 196 6kJ mol A 17 解析 从原料的量 转化率为50 知 1molSO2完全反应放出热量98 3kJ 所以得SO2 g O2 g SO3 g DH 98 3kJ mol 1 从而判断出选项B C D都错 把该热化学方程式反转 再乘以2 即为A项 故A项正确 18 5 2010 杭州月考 下列说法或表示法正确的是 A 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 后者放出热量多B 由C 石墨 C 金刚石 DH 1 9kJ mol可知 金刚石比石墨稳定C 在稀溶液中 H aq OH aq H2O l DH 57 3kJ mol 若将含0 5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合 放出的热量大于57 3kJD 在101kPa时 2gH2完全燃烧生成液态水 放出285 8kJ热量 氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2 g O2 g 2H2O l DH 285 8kJ mol C 19 解析 A项 蒸气比固体含能量多 所以放热多 错误 B项 石墨 金刚石是吸热的 说明石墨含能量少 故石墨比金刚石稳定 B项错误 C项 浓硫酸溶于水要放热 正确 D项 热化学方程式应为H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 20 6 已知 2H2 g O2 g 2H2O l DH 571 6kJ mol 1CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 890kJ mol 1现有H2与CH4的混合气体112L 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3695kJ 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 3 B 解析 设H2 CH4的物质的量分别为x ymol 则x y 5 571 6x 2 890y 3695 解得x 1 25mol y 3 75mol 两者之比为1 3 故选B项 21 7 1 已知胆矾失水的化学反应方程式为CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l DH Q1kJ mol 2 室温下 无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为CuSO4 s Cu2 aq SO aq DH Q2kJ mol 3 胆矾溶于水时 溶液温度降低 Q1与Q2的关系是 Q1 Q2为正数 A Q1 Q2B Q1 Q2C Q1 Q2D 无法确定 A 解析 胆矾溶于水CuSO4 5H2O s Cu2 aq aq 5H2O l 是吸热反应 是由反应 1 和 2 合并得到的 所以 1 吸收的热量大于 2 放出的热量 8 在101kPa时 H2与1 00molO2完全燃烧 生成2 00mol液态水 放出571 6kJ的热量 表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为H2 g O2 g H2O l DH 285 8kJ mol 解析 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量 据2H2 g O2 g 2H2O 1 知燃烧1molH2应放出285 8kJ热量 即燃烧的热方程式为H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 23 9 CO CH4均为常见的可燃性气体 1 等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧 转移的电子数之比是 2 已知在101kPa时 CO的燃烧热为283kJ mol 1 相同条件下 若2molCH4完全燃烧生成液态水 所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6 30倍 CH4完全燃烧的热化学方程式是 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l DH 891kJ mol 1 1 4 3 120 101kPa下 amL由CO CH4组成的混合气体在bmLO2中完全燃烧后 恢复到原温度和压强 若混合气体与O2恰好完全反应 产生bmLCO2 则混合气体中CH4的体积分数为 保留2位小数 若燃烧后气体体积缩小了mL 则a与b关系的数学表示式是 24 0 33 b 25 解析 设混合气体中CO CH4的体积分别为x y 根据方程式可得 2CO O22CO2 VxxCH4 2O2CO2 2H2O Vy2yy2y0 如果产生的CO2为bmL 即a b 则关系式为x y a 2y b 解得y 若燃烧后气体体积缩小了mL 则 x y 消耗的氧气为 2y 26 10 化学反应中的能量变化 是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致 1 键能也可以用于估算化学反应的反应热 DH 下表是部分化学键的键能数据 已知白磷的燃烧热为2378 0kJ mol 白磷完全燃烧的产物结构如图所示 则上表中x 434 27 2 1840年 俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上 总结出一条规律 一个化学反应 不论是一步完成 还是分几步完成 其总的热效应是完全相同的 这个规律被称为盖斯定律 有些反应的反应热虽然无法直接测得 但可以利用盖斯定律间接计算求得 根据下列反应的焓变 计算由C 石墨 和H2 g 反应生成1molC2H2 g 的焓变 C 石墨 s O2 g CO2 g DH1 393 5kJ mol2H2 g O2 g 2H2O l DH2 571 6kJ mol2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l DH3 2599 2kJ mol 28 则由C 石墨 s 和H2 g 反应生成1molC2H2 g 的焓变为 已知3 6g碳在6 4g的氧气中燃烧 至反应物耗尽 并放出xkJ热量 已知单质碳的燃烧热为ykJ mol 则1molC与O2反应生成CO的反应热DH为 5x 0 5y kJ mol 226 8kJ mol 29 11 2009 江苏 废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生 并减少污染 废旧印刷电路板经粉碎分离 能得到非金属粉末和金属粉末 1 下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中 不符合环境保护理念的是 填字母 A 热裂解形成燃油B 露天焚烧C 作为有机复合建筑材料的原料D 直接填埋 BD 30 2 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜 已知 Cu s 2H aq Cu2 aq H2 g DH 64 39kJ mol 12H2O2 l 2H2O l O2 g DH 196 46kJ mol 1H2 g 1 2O2 g H2O l DH 285 84kJ mol 1在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2 和H2O的热化学方程式为 Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l DH 319 68kJ mol 1 3 控制其他条件相同 印刷电路板的金属粉末用10 H2O2和3 0mol L 1H2SO4的混合溶液处理 测得不同温度下铜的平均溶解速率 见下表 当温度高于40 时 铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降 其主要原因是 4 在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液 加热 生成CuCl的离子方程式是 H2O2分解速率加快 减少了与Cu的反应 2Cu2 SO 2Cl H2O2CuCl SO 2H 32 1 热裂解形成燃油则可使资源再生利用 所以A正确 露天焚烧会产生污染空气的气体 所以B不符合环保理念 作为有机复合建筑材料的原料也使资源再生利用 所以C正确 直接填埋则可能会造成土壤 水体等污染 所以D不符合环保理念 2 根据盖斯定律 将三个方程式加合得 Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l H 319 68kJ mol 1 3 由于温度升高 使得一部分H2O2发生分解 减少了与Cu的反应 所以铜的溶解速率逐渐减小 4 根据CuSO4 CuCl 铜的价态降低 则Na2SO3中硫的价态必然升高 反应方程式为2Cu2 SO 2Cl H2O2CuCl SO 2H