高中化学 第一章 化学反应与能量 12 燃烧热 能源教案 新人教版选修4Word格式.docx

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⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。

如:

C→CO2（g）、H→H2O（l）、S→SO2（g）

练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？

为什么？

A.C（s）＋O2（g）===CO（g）;

ΔH=110.5kJ/mol

B.C（s）＋O2（g）===CO2（g）;

ΔH=－393.5kJ/mol

C.2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）;

ΔH=－571.6kJ/mol

D.H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）;

ΔH=－241.8kJ/mol

你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？

由于计算燃烧热时，可燃物质是以1mol作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。

2、燃烧热的计算及应用

例题］

1.在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？

1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？

CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，1000LCH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×

104kJ

2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。

葡萄糖燃烧的热化学方程式为：

C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2800kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。

计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。

3、中和热

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。

2）中和热的表示：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；

△H=-57.3kJ／mol。

3）要点

①条件：

稀溶液。

稀溶液是指溶于大量水的离子。

②反应物：

（强）酸与（强）碱。

中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

③生成1mol水，中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

④放出的热量：

57.3kJ/mol

例：

已知H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；

△H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。

（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。

（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出____________kJ的热量。

3）燃烧热和中和热的区别与联系

4、能源

1）什么是能源？

能源的作用？

就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。

•能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。

2）当今世界上重要的能源是什么？

怎样解决能源枯竭问题？

节约能源的重要措施是什么？

什么是新能源？

化石燃料：

煤、石油、天然气解决的办法：

开源节流；

即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。

措施：

科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。

新能源：

太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。

3）相关思考题∶燃料充分燃烧的条件是什么?

.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?

为什么固体燃料要粉碎后使用?

煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等，严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等，从而使环境受到严重污染，故通过清洁煤技术（如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等），大大减少燃煤对环境造成的污染，势在必行。

提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。

教学反思：

2019-2020年高中化学第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化作业新人教版选修4

基础巩固

1．下列说法不正确的是（　　）

A．化学变化过程是原子的重新组合过程

B．化学反应可分为吸热反应和放热反应

C．化学反应中能量变化多少与其反应量有关

D．化学变化中的能量变化都是以热能形式表现出来的

2．（甘肃威武凉州三中高二期中）下列属于放热反应的是（　　）

A．铝和盐酸反应B．焦炭和二氧化碳共热

C．石灰石的分解D．氯化铵与氢氧化钡反应

3．已知化学反应2C（s）＋O2（g）2CO（g），2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）都是放热反应，据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）（　　）

A．12g碳所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量

B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量

C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量

D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多

4．有下列物质：

①NaOH固体；

②浓硫酸；

③NH4NO3晶体；

④CaO固体。

现将它们分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内的滴有红墨水的水面呈形如下图所示状态，判断加入的物质可能是（　　）

A．①②③④B．①②④

C．②③④D．①②③

5．由下图分析，有关叙述正确的是（　　）

A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等

B．A―→B＋C是放热反应

C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和

D．A―→B＋C是吸热反应，B＋C―→A是放热反应

6.根据热化学方程式：

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝akJ·

mol－1（a＝－297.2）。

分析下列说法，其中不正确的是（　　）

A．S（s）在O2（g）中燃烧的反应是放热反应

B．S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝bkJ·

mol－1，则a＞b

C．1molSO2（g）所具有的能量低于1molS（s）与1molO2（g）所具有的能量之和

D．16g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6kJ的热量

7．根据下图所示，写出下列反应的热化学反应方程式，并回答相关问题：

（1）______________________________________________________________________。

（2）_____________________________________________________________________。

Q1与Q2的关系：

Q1____Q2（填“大于”“小于”或“等于”）。

8．书写下列反应的热化学方程式：

（1）1molN2（g）与适量O2（g）反应生成NO（g），需吸收68kJ的热量；

________________________________________________________________________

（2）2molCu（s）与适量O2（g）反应生成CuO（s），放出314kJ热量；

（3）1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量；

（4）1L1mol·

L－1稀盐酸跟1L1mol·

L－1NaOH溶液发生中和反应放出57.3kJ热量。

能力提升

9．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。

据此判断下列说法中正确的是（　　）

A．石墨转变为金刚石是吸热反应

B．白磷比红磷稳定

C．S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH1

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2　则ΔH1＞ΔH2

D．CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＞0

10．已知A（g）＋B（g）===C（g）　ΔH＝－Q1kJ·

mol－1，D（g）＋B（g）===E（g）　ΔH＝－Q2kJ·

mol－1，且Q1＞Q2，若A和D的混合气体1mol完全与B反应，放出热量Q3kJ，则A和B的物质的量之比为（　　）

A．（Q2－Q1）∶（Q1－Q3）B．（Q3－Q2）∶（Q1－Q3）

C．（Q3－Q2）∶（Q3－Q1）D．（Q1－Q2）∶（Q3－Q1）

11．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·

mol－1，向1L0.5mol·

L－1的NaOH溶液中加入下列物质：

①稀醋酸；

③稀硝酸，恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（　　）

A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2

C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2

12．据日本共同社报道，日本于xx年8月前后发射一种新型固体燃料火箭“Epsilon”1号机。

铍是高效率的火箭固体燃料，燃烧时放出巨大的能量，每千克铍完全燃烧放出的热量为62700kJ。

则铍燃烧的热化学方程式正确的是（　　）

A．Be＋

O2===BeO　ΔH＝－564.3kJ·

mol－1

B．Be（s）＋

O2（g）===2BeO（s）　ΔH＝＋564.3kJ·

C．Be（s）＋

O2（g）===BeO（s）　ΔH＝－564.3kJ·

D．Be（s）＋

O2（g）===BeO（g）　ΔH＝－564.3kJ

13．拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2完全转化为NH3的反应热ΔH＝________，1molH2完全转化为NH3的反应热ΔH＝________。

14.如图所示，把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。

试回答下列问题：

（1）实验中观察到的现象是__________________________________________________

_______________________________________________________________________。

（2）产生上述现象的原因是_________________________________________________。

（3）写出有关反应的离子方程式_____________________________________________。

（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________（填“大于”“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。

15．已知在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热。

现利用下图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：

（1）该图中有两处未画出，它们是______、_____________________。

（2）做一次完整的中和热测定实验，温度计至少需使用______次。

（3）把温度为13℃，浓度为1.0mol·

L－1的酸溶液和1.1mol·

L－1的碱溶液各50mL混合[溶液密度均为1g·

L－1，生成溶液的比热容c＝4.184J·

（g·

℃）－1，轻轻搅动，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：

反应物

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

中和热

HCl＋NaOH

13

19.8

ΔH1

HCl＋NH3·

H2O

19.3

ΔH2

①试计算上述两组实验测出的中和热：

ΔH1＝______；

ΔH2＝______。

②两组实验结果差异的原因是_____________________________________________。

③写出HCl＋NH3·

H2O的热化学方程式：

________________________________________________________________________。

参考答案

1．答案：

D　点拨：

化学变化中的能量变化可以以热能、光能、电能等多种形式表现出来，故D项错误。

2．答案：

A　点拨：

金属与酸的反应为放热反应，常见的分解反应、碳与水或者二氧化碳的反应、铵盐与碱的反应均为吸热反应。

3．答案：

由于化学反应2C（s）＋O2（g）

2CO（g）是放热反应，根据该反应中各物质的质量关系，12g碳和16g氧气所具有的总能量高于28g一氧化碳所具有的能量，故A错误。

4．答案：

B　点拨：

由图示可知，锥形瓶内压强大于外界大气压，显然，锥形瓶内气体受热膨胀。

NaOH固体、浓硫酸溶于水的过程中，溶解放热；

CaO固体与水反应放热。

NH4NO3晶体溶解吸热。

5．答案：

本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；

反之，A―→B＋C则是吸热反应。

根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。

6.答案：

由题中条件可知：

反应的热效应ΔH＝akJ·

mol－1＝－297.2kJ·

mol－1，可知该反应的正向反应为放热反应，故D错误。

7．答案：

（1）A（g）＋B（g）===C（g）　ΔH＝－Q1kJ·

（2）C（g）===A（g）＋B（g）　ΔH＝＋Q2kJ·

mol－1　等于

点拨：

由图

（1）知反应物为A（g）、B（g），生成物为C（g），反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该过程为放热反应，因此该反应的热化学方程式为A（g）＋B（g）===C（g）　ΔH＝－Q1kJ·

mol－1。

由图

（2）知，反应物为C（g），生成物为A（g）、B（g），生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该过程为吸热反应，因此其热化学方程式为C（g）===A（g）＋B（g）　ΔH＝＋Q2kJ·

mol－1，从上述两反应的热化学方程式可知，上述两过程的反应物和生成物正好互换，因此反应过程中的反应热数值应相等，即Q1＝Q2。

8．答案：

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝＋68kJ·

2Cu（s）＋O2（g）===2CuO（s）　ΔH＝－314kJ·

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－299.52kJ·

HCl（aq）＋NaOH（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·

9．答案：

A项由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确；

B项由图像可知白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理，B项错误；

C项由图像知|ΔH1|＞|ΔH2|，由于ΔH1、ΔH2均小于零，故ΔH1＜ΔH2，C项错误。

D项由图像可知CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）反应为放热反应，故D项错误。

10．答案：

利用十字交叉法：

n（A）︰n（B）＝（Q3－Q2）︰（Q1－Q3）。

11．答案：

醋酸是弱电解质，在与NaOH发生中和反应的过程中要不断电离，醋酸电离的过程是吸热的，因此ΔH1＞－57.3kJ·

mol－1；

浓硫酸的稀释是放热的，因此ΔH2＜－57.3kJ·

而稀硝酸为强酸，故ΔH3＝－57.3kJ·

因此ΔH1＞ΔH3＞ΔH2，D项正确。

12．答案：

C　点拨：

根据题意，每千克铍完全燃烧放出的热量为62700kJ，则1molBe完全燃烧放出的热量为62700kJ÷

1000×

9＝564.3kJ。

根据热化学方程式的书写规则，必须标明反应物和生成物的状态，可知A项错误；

放出热量的反应，ΔH符号为“－”，B项错误；

ΔH的单位应该是kJ·

mol－1，D项错误。

13．答案：

－92kJ·

mol－1　－30.6kJ·

N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g），因拆开1molN—H键和生成1molN—H键吸收和释放出的能量相等，所以1molN2生成NH3的反应热计算如下：

ΔH＝946kJ·

mol－1＋3×

436kJ·

mol－1－2×

3×

391kJ·

mol－1＝－92kJ·

而1molH2只与1/3molN2反应，所以反应热ΔH＝－92kJ·

mol－1÷

3＝－30.6kJ·

14.答案：

（1）①镁片上有大量气泡产生；

②镁片逐渐溶解；

③烧杯中析出晶体

（2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca（OH）2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca（OH）2晶体

（3）Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑

（4）小于

Mg与盐酸反应放热，而Ca（OH）2的溶解度随温度的升高而减小，烧杯中有Ca（OH）2析出。

当反应物总能量大于生成物总能量时，反应放热。

15．答案：

（1）环形玻璃搅拌棒　烧杯上方的泡沫塑料盖

（2）3

（3）①－56.9kJ·

mol－1　－52.7kJ·

②NH3·

H2O是弱碱，因为中和过程中发生电离，要吸热，因而总体放热较少

③HCl（aq）＋NH3·

H2O（aq）===NH4Cl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－52.7kJ·

（2）实验前，分别测定酸、碱的温度；

实验中测定混合液的最高温度，共计3次。

（3）①根据题目给出的酸和碱的物质的量，酸为0.050mol，碱为0.055mol，碱是过量的，应根据酸的量计算。

算出生成0.050mol水放出的热量，进而算出生成1mol水放出的热量，即可得出两组实验测出的中和热数值。

具体如下：

ΔH1＝－

＝－5.69×

104J·

mol－1＝－56.9kJ·

ΔH2＝－

＝－5.27×

mol－1＝－52.7kJ·