第八章 教案37 反应热的计算和测定能源.docx

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第八章教案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。

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

________________________________________________________________________。

b5E2RGbCAP

3．应用

方程式

反应热间的关系

aA

B

A

B

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

①种类：

____、________、________。

②特点：

蕴藏量有限，且________再生。

（2>新能源

①种类：

________、________、________、________、________和__________等。

p1EanqFDPw

②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

①改善开采、运输、加工等各个环节。

②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。

DXDiTa9E3d

（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>根据反应物和生成物的总能量计算

①画出放热反应、吸热反应在反应过程中的能量变化示意图。

②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

ΔH＝

________________________________________________________________________。

RTCrpUDGiT

（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。

5PCzVD7HxA

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：

①参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ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

jLBHrnAILg

②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。

xHAQX74J0X

③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。

④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。

LDAYtRyKfE

（5>根据物质燃烧放热数值计算Q（放>＝

________________________________________________________________________。

Zzz6ZB2Ltk

典例导悟1

已知：

（1>C（s>＋O2（g>===CO2（g>

ΔH1＝－393.5kJ·mol－1

（2>H2（g>＋

O2（g>===H2O（l>

ΔH2＝－285.8kJ·mol－1

（3>CH3COOH（l>＋2O2（g>===2CO2（g>＋2H2O（l>ΔH3＝－870.3kJ·mol－1dvzfvkwMI1

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（>

A．＋244.1kJ·mol－1B．－488.3kJ·mol－1

C．－996.6kJ·mol－1D．＋996.6kJ·mol－1

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>

ΔH1＝－25kJ·mol－1①

3Fe2O3（s>＋CO（g>===2Fe3O4（s>＋CO2（g>

ΔH2＝－47kJ·mol－1②

Fe3O4（s>＋CO（g>===3FeO（s>＋CO2（g>

ΔH3＝＋19kJ·mol－1③

写出FeO（s>被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式

________________________________________________________________________。

rqyn14ZNXI

典例导悟2

由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________EmxvxOtOco

________________________________________________________________________。

SixE2yXPq5

若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应2H2（g>＋O2（g>===2H2O（l>的ΔH＝________kJ·mol－1，氢气的燃烧热为__________kJ·mol－1。

6ewMyirQFL

二、实验探究——中和热的测定

1．测定原理

ΔH＝

c＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－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

　（2018·吉林一模>某实验小组设计用50mL1.0mol·L－1盐酸跟50mL1.1mol·L－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：

kavU42VRUs

（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”>。

y6v3ALoS89

（2>该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50mL，并记录如下原始数据。

实验

序号

起始温度t1/℃

终止温度（t2>/℃

温差（t2－t1>/℃

盐酸

NaOH溶液

平均值

1

25.1

24.9

25.0

31.6

6.6

2

25.1

25.1

25.1

31.8

6.7

3

25.1

25.1

25.1

31.9

6.8

已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·cm－3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1，则该反应的中和热为ΔH＝__________________。

M2ub6vSTnP

（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0YujCfmUCw

________________________________________________________________________。

eUts8ZQVRd

（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”>。

sQsAEJkW5T

1.（2018·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>＋9.48kJ

（ⅱ>I2（s>＋H2（g>

2HI（g>－26.48kJ

下列判断正确的是（　　>

A．254gI2（g>中通入2gH2（g>，反应放热9.48kJ

B．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ

C．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．（2018·重庆理综，13>SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。

已知：

1molS（s>转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则S（s>＋3F2（g>===SF6（g>的反应热ΔH为（　　>GMsIasNXkA

A．－1780kJ·mol－1

B．－1220kJ·mol－1

C．－450kJ·mol－1

D．＋430kJ·mol－1

3．（2018·浙江理综，12>下列说法不正确的是（　　>

A．已知冰的熔化热为6.0kJ·mol－1，冰中氢键键能为20kJ·mol－1。

假设每摩尔冰中有2mol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TIrRGchYzg

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α，Ka＝

。

若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOH

CH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小7EqZcWLZNX

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－3916kJ·mol－1、－3747kJ·mol－1和－3265kJ·mol－1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键lzq7IGf02E

D．已知：

Fe2O3（s>＋3C（石墨>===2Fe（s>＋3CO（g>

ΔH＝489.0kJ·mol－1

CO（g>＋

O2（g>===CO2（g>

ΔH＝－283.0kJ·mol－1

C（石墨>＋O2（g>===CO2（g>

ΔH＝－393.5kJ·mol－1

则4Fe（s>＋3O2（g>===2Fe2O3（s>

ΔH＝－1641.0kJ·mol－1

4．（2018·广东理综，9>在298K、100kPa时，已知：

2H2O（g>===O2（g>＋2H2（g>ΔH1

Cl2（g>＋H2（g>===2HCl（g>ΔH2

2Cl2（g>＋2H2O（g>===4HCl（g>＋O2（g>ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是（　　>

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

5．（2018·课标全国卷，11>已知：

HCN（aq>与NaOH（aq>反应的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl（aq>与NaOH（aq>反应的ΔH＝－55.6kJ·mol－1。

则HCN在水溶液中电离的ΔH等于（　　>zvpgeqJ1hk

A．－67.7kJ·mol－1B．－43.5kJ·mol－1

C．＋43.5kJ·mol－1D．＋67.7kJ·mol－1

题号

1

2

3

4

5

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>　ΔH＝＋234.1kJ·mol－1（1>NrpoJac3v1

C（s>＋O2（g>===CO2（g>　ΔH＝－393.5kJ·mol－1（2>

则2Fe（s>＋

O2（g>===Fe2O3（s>的ΔH是（　　>

A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1

C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1

2．（2009·全国理综Ⅱ，11>已知：

2H2（g>＋O2（g>===2H2O（l>

ΔH＝－571.6kJ·mol－1

CH4（g>＋2O2（g>===CO2（g>＋2H2O（l>

ΔH＝－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（>1nowfTG4KI

A．1∶1B．1∶3

C．1∶4D．2∶3

3．（2018·太原月考>实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应：

2SO2（g>＋O2（g>

2SO3（g>ΔH＝－196.64kJ·mol－1，当放出314.624kJ热量时，SO2的转化率为（>fjnFLDa5Zo

A．40%B．50%C．80%D．90%

4．已知25℃、101kPa条件下：

（1>4Al（s>＋3O2（g>===2Al2O3（s>

ΔH＝－2834.9kJ·mol－1

（2>4Al（s>＋2O3（g>===2Al2O3（s>

ΔH＝－3119.1kJ·mol－1

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

5．2009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（　　>tfnNhnE6e5

①回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源②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③使用填埋法处理未经分类的生活垃圾④推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染⑤研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染HbmVN777sL

A．①②④⑤B．①②⑤

C．①②③④D．③④⑤

6．炽热的炉膛内发生的反应为C（s>＋O2（g>===CO2（g>　ΔH＝－392kJ·mol－1，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：

V7l4jRB8Hs

C（s>＋H2O（g>===CO（g>＋H2（g>

ΔH＝＋131kJ·mol－1，

CO（g>＋1/2O2（g>===CO2（g>

ΔH＝－282kJ·mol－1，

H2（g>＋1/2O2（g>===H2O（g>

ΔH＝－241kJ·mol－1，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：

83lcPA59W9

（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>＋HC≡CH（g>＋H2（g>

ΔH1＝＋156.6kJ·mol－1

CH3CH===CH2（g>―→CH4（g>＋HC≡CH（g>

ΔH2＝＋32.4kJ·mol－1

则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为

________________________________________________________________________mZkklkzaaP

________________________________________________________________________。

AVktR43bpw

（2>已知：

Na2CO3·10H2O（s>===Na2CO3（s>＋10H2O（g>　ΔH1＝＋532.36kJ·mol－1ORjBnOwcEd

Na2CO3·10H2O（s>===Na2CO3·H2O（s>＋9H2O（g>　ΔH2＝＋473.63kJ·mol－12MiJTy0dTT

写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式

________________________________________________________________________gIiSpiue7A

________________________________________________________________________。

uEh0U1Yfmh

8．（1>32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时>，N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是IAg9qLsgBX

________________________________________________________________________WwghWvVhPE

________________________________________________________________________。

asfpsfpi4k

（2>水的电离方程式：

H2O＋H2O

H3O＋＋OH－，若液态肼能够按照类似方式电离，请写出电离方程式：

ooeyYZTjj1

________________________________________________________________________。

BkeGuInkxI

（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0.4mol肼与足量H2O2（l>反应放出256.652kJ的热量，则该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________；PgdO0sRlMo

若H2O（l>===H2O（g>　ΔH＝＋44kJ·mol－1，则16g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。

3cdXwckm15

题组二燃料的充分燃烧和新能源

9．2009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2018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M，采用全球首创太阳能热水供应、采暖、制冷、光伏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（　　>h8c52WOngM

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

1

2

3

4

5

6

9

答案

题组三综合探究

10．（2018·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ΔH表示生成1mol产物的数据>。

v4bdyGious

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

________________________________________________________________________J0bm4qMpJ9

________________________________________________________________________。

XVauA9grYP

（2>PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是

________________________________________________________________________bR9C6TJscw

________________________________________________________________________。

pN9LBDdtrd

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0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2________α1（填“大于”、“小于”或“等于>。

DJ8T7nHuGT

（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__________________________________。

QF81D7bvUA

（4>P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3＝__________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3（填“大于”、“小于”或“等于”>。

4B7a9QFw9h

（5>PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是

________________________________________________________________________ix6iFA8xoX

________________________________________________________________________。

wt6qbkCyDE

学案37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

aA

B

A

B

ΔH1＝aΔH2

A

B

ΔH1＝－ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2

知识点二

1．能量

2．柴草化石能源多能源结构

3．（1>①煤石油天然气②不能

（2>①太阳能氢能风能地热能海洋能生物质能②可以

4．（1>化石燃料　（2>环境污染

5．（1>②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，ΔH的符号改变，大小不变。

【课堂活动区】

一、2.（1>正比　（2>①

②反应热ΔH＝E（生