小學(xué)語文的教學(xué)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-08-12《化學(xué)反應(yīng)中的熱量》教學(xué)設(shè)計(jì)。
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃,作為教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課,幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?下面是由小編為大家整理的“《化學(xué)反應(yīng)中的熱量》教學(xué)設(shè)計(jì)”,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
《化學(xué)反應(yīng)中的熱量》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因;
2.了解化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的實(shí)質(zhì);
3.掌握熱化學(xué)方程式的書寫方法和應(yīng)用;
4.通過生產(chǎn)生活中的實(shí)例,了解化學(xué)能和熱能的相互轉(zhuǎn)化;
5.從微觀結(jié)構(gòu)理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化,建立起科學(xué)的能量變化觀
二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),熱化學(xué)方程式的書寫方法和應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn):從微觀結(jié)構(gòu)理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化。
三、設(shè)計(jì)思路
通過生產(chǎn)、生活實(shí)例,列舉不同能量轉(zhuǎn)化形式——化石燃料燃燒、閃電中氮氧化物的產(chǎn)生、化學(xué)電池、高爐煉鐵、鎂條燃燒等。引出化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要表現(xiàn)為熱量的變化,因此化學(xué)反應(yīng)可分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。通過熟悉的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng),同時(shí)從反應(yīng)物、生成物能量的角度分析物質(zhì)反應(yīng)過程中能量變化的原因。為了幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)有熱量變化,介紹化學(xué)反應(yīng)中鍵能的變化,即討論化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收熱量的微觀過程。為了把化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的熱量表示出來,引進(jìn)熱化學(xué)方程式,并簡(jiǎn)單介紹熱化學(xué)方程式的書寫以及計(jì)算。接著就具體的燃料燃燒過程中的熱量變化進(jìn)行學(xué)習(xí),使之與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活聯(lián)系起來。
四、教學(xué)過程
【導(dǎo)入】在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的同時(shí),必然發(fā)生能量的變化。有些反應(yīng)需要吸收能量,有些反應(yīng)能夠放出能量。因此,研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化非常重要,能更好地利用化學(xué)反應(yīng)為生產(chǎn)和生活服務(wù)。
【學(xué)生活動(dòng)】指導(dǎo)閱讀教材P34頁“你知道嗎?”。結(jié)合圖片說出反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式是怎樣的?你還知道哪些應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例。(見PPT2)
【活動(dòng)與探究】教材P35頁學(xué)生實(shí)驗(yàn)。以小組合作學(xué)習(xí)的方式實(shí)驗(yàn),共同討論交流得出實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論。
(實(shí)驗(yàn)1)現(xiàn)象:用手觸摸試管外壁感覺很熱。
結(jié)論:鎂與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
(實(shí)驗(yàn)2)現(xiàn)象:用手觸摸燒杯外壁感覺很涼。
結(jié)論:氫氧化鋇跟氯化銨的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
【教師活動(dòng)】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要表現(xiàn)為熱量變化。有的化學(xué)反應(yīng)是放熱的,而有的化學(xué)反應(yīng)是吸熱的。我們把放出熱量的化學(xué)反應(yīng)叫放熱反應(yīng),吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)。
【板書】1.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(見PPT3、4)
放熱反應(yīng):有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng)。∑E(反應(yīng)物)>∑E(生成物)
吸熱反應(yīng):吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)?!艵(反應(yīng)物)<∑E(生成物)
【練習(xí)】判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)
C(s)+CO2(g)2CO(g)
Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
【板書】2.常見的放熱、吸熱反應(yīng)(見PPT3)
(1)放熱反應(yīng):a、所有燃燒反應(yīng);b、酸堿中和反應(yīng);c、金屬與酸生成氣體的反應(yīng);d、大多數(shù)的化合反應(yīng)。
(2)吸熱反應(yīng):
a、C(s)+CO2(g)2CO(g);
b、Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)
c、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
d、大多數(shù)的分解反應(yīng)
【練習(xí)】關(guān)于吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),下列說法中錯(cuò)誤的是(A)
A.需要加熱才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.化學(xué)反應(yīng)中能量變化,除了熱量外,還可以是光能、電能等
C.化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化,也服從能量守恒定律
D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí),發(fā)生放熱反應(yīng)
【設(shè)問】化學(xué)反應(yīng)中的熱量是怎樣產(chǎn)生的?它的微觀過程是怎樣的?(見PPT6)
【教師活動(dòng)】任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí),需要克服原子間的相互作用而吸收能量;當(dāng)原子重新組成生成物、新化學(xué)鍵形成時(shí),又要釋放能量。新化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量與反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量的差就是此反應(yīng)的反應(yīng)熱。
【板書】3.反應(yīng)熱與鍵能(見PPT6)
反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量>形成化學(xué)鍵放出的能量,吸熱反應(yīng)
反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量<形成化學(xué)鍵放出的能量,放熱反應(yīng)
【設(shè)問】怎樣來表示化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量呢?
【板書】4.熱化學(xué)方程式:(見PPT7)
(1)定義:表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。例如:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6kJ/mol
△H表示反應(yīng)熱,“—”表示放熱,“+”表示吸熱,單位一般采用kJ/mol。
【板書】(2)書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng):(見PPT7、8)
a.需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。
b.要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。
c.△H表示反應(yīng)熱,“—”表示放熱,“+”表示吸熱,單位一般采用kJ/mol。
【問題解決】教材P35頁。會(huì)運(yùn)用反應(yīng)熱進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算,明確反應(yīng)熱的含義,真正理解熱化學(xué)方程式的用途,使知識(shí)靈活掌握。
延伸閱讀
《化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化》教學(xué)反思
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,有效的提高課堂的教學(xué)效率。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?小編特地為大家精心收集和整理了“《化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化》教學(xué)反思”,僅供參考,希望能為您提供參考!
《化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化》教學(xué)反思
能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類賴以生存的重要的物質(zhì)基礎(chǔ),國(guó)際上往往以能源的人均占有量、能源的使用效率以及對(duì)環(huán)境的影響程度等來衡量該國(guó)家的現(xiàn)代化程度。每一種能源的發(fā)現(xiàn)以及利用都將人類改造自然的能力提高到一個(gè)新的高度,都給科學(xué)技術(shù)帶來重大突破。
既然能源在生活、生產(chǎn)中發(fā)揮著如此重大的作用,我們?cè)谧膶W(xué)生應(yīng)該肩負(fù)起這個(gè)使命,為人類的發(fā)展發(fā)光放熱。
本段內(nèi)容我設(shè)計(jì)為兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí)側(cè)重放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的定義,以及化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的原因,第二課時(shí)側(cè)重?zé)峄瘜W(xué)方程式的概念及書寫。
第一課時(shí)的學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、了解放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的概念。
2.了解化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的原因和實(shí)質(zhì)。
教學(xué)手段采用演示實(shí)驗(yàn)與多媒體相結(jié)合,教學(xué)模式采用定向—結(jié)構(gòu)—活動(dòng)以及小組合作學(xué)習(xí)形式。教學(xué)方法采用啟發(fā)、討論和個(gè)人展示等。
本節(jié)課首先回顧化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)的限度,利用化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)反應(yīng)限度的相關(guān)原理,可以指導(dǎo)人們?nèi)绾胃?、更多地獲得目標(biāo)產(chǎn)物,當(dāng)然在獲得目標(biāo)產(chǎn)物的同時(shí),也伴隨著能量的變化,有的能量變化非常明顯,這就說明利用化學(xué)反應(yīng)不僅可以獲得所需的物質(zhì),也可以獲得所需的能量。
通過兩個(gè)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的感性認(rèn)識(shí),可以指導(dǎo)學(xué)生合作完成,實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作,注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,突出熱量的描述,再讓學(xué)生展示化學(xué)方程式。做氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),可鞏固銨根離子的檢驗(yàn),也可增加趣味實(shí)驗(yàn),在小燒杯下放玻璃片,并滴數(shù)滴水,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)燒杯和玻璃片粘在一塊,激發(fā)學(xué)生思維的火花。
實(shí)驗(yàn)將學(xué)生的情緒高漲起來,然后讓學(xué)生給出放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的概念,這個(gè)學(xué)生不難找出,因?yàn)闀旧暇陀卸x,目的是讓學(xué)生由動(dòng)轉(zhuǎn)為靜,接著思考:在學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng),哪些是吸熱反應(yīng),展開討論,然后歸納總結(jié)。
通過討論發(fā)現(xiàn),常見的放熱反應(yīng)有:所有燃燒反應(yīng),酸堿中和反應(yīng),金屬與酸反應(yīng),大多數(shù)化合反應(yīng)。常見的分解反應(yīng)有:碳與二氧化碳反應(yīng),碳與水蒸氣反應(yīng),銨鹽與堿反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)。
然后再讓學(xué)生思考:為什么有的化學(xué)反應(yīng)過程中放熱,而有的化學(xué)反應(yīng)過程中吸熱,什么原因決定的。經(jīng)過討論,可以從兩個(gè)方面分析,一是從反應(yīng)體系的內(nèi)能變化分析,二是從反應(yīng)過程中斷鍵與成鍵分析,斷鍵過程吸熱,成鍵過程放熱,若斷鍵過程中消耗能量多,則為吸熱反應(yīng),若成鍵過程中放出熱量多,則為放熱反應(yīng)。
然后通過多媒體展示,以圖的形式呈現(xiàn)學(xué)生一目了然,增加了學(xué)生對(duì)內(nèi)能的感性認(rèn)識(shí),還可通過日常生活中一些實(shí)例幫助學(xué)生理解。而鍵能的變化可通過鍵能計(jì)算,例如氫氣燃燒生成水,計(jì)算發(fā)現(xiàn),成鍵放出熱量多,說明該反應(yīng)自然是放熱反應(yīng)。
本節(jié)課由于課堂設(shè)計(jì)合理,加上學(xué)生預(yù)習(xí)充分,又符合新教材特點(diǎn),所以目標(biāo)完成率較高,教學(xué)效果良好。
《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》教學(xué)設(shè)計(jì)
《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》教學(xué)設(shè)計(jì)
本段內(nèi)容我設(shè)計(jì)為兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí)側(cè)重放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的定義,以及化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的原因,第二課時(shí)側(cè)重?zé)峄瘜W(xué)方程式的概念及書寫。
第一課時(shí)的學(xué)習(xí)目標(biāo):1、了解放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的概念。2.了解化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的原因和實(shí)質(zhì)。
教學(xué)手段采用演示實(shí)驗(yàn)與多媒體相結(jié)合,教學(xué)模式采用定向結(jié)構(gòu)活動(dòng)以及小組合作學(xué)習(xí)形式。教學(xué)方法采用啟發(fā)、討論和個(gè)人展示等。
本節(jié)課首先回顧化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)的限度,利用化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)反應(yīng)限度的相關(guān)原理,可以指導(dǎo)人們?nèi)绾胃?、更多地獲得目標(biāo)產(chǎn)物,當(dāng)然在獲得目標(biāo)產(chǎn)物的同時(shí),也伴隨著能量的變化,有的能量變化非常明顯,這就說明利用化學(xué)反應(yīng)不僅可以獲得所需的物質(zhì),也可以獲得所需的能量。
通過兩個(gè)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的感性認(rèn)識(shí),可以指導(dǎo)學(xué)生合作完成,實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作,注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,突出熱量的描述,再讓學(xué)生展示化學(xué)方程式。做氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),可鞏固銨根離子的檢驗(yàn),也可增加趣味實(shí)驗(yàn),在小燒杯下放玻璃片,并滴數(shù)滴水,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)燒杯和玻璃片粘在一塊,激發(fā)學(xué)生思維的火花。
實(shí)驗(yàn)將學(xué)生的情緒高漲起來,然后讓學(xué)生給出放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的概念,這個(gè)學(xué)生不難找出,因?yàn)闀旧暇陀卸x,目的是讓學(xué)生由動(dòng)轉(zhuǎn)為靜,接著思考:在學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng),哪些是吸熱反應(yīng),展開討論,然后歸納總結(jié)。
通過討論發(fā)現(xiàn),常見的放熱反應(yīng)有:所有燃燒反應(yīng),酸堿中和反應(yīng),金屬與酸反應(yīng),大多數(shù)化合反應(yīng)。常見的分解反應(yīng)有:碳與二氧化碳反應(yīng),碳與水蒸氣反應(yīng),銨鹽與堿反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)。
然后再讓學(xué)生思考:為什么有的化學(xué)反應(yīng)過程中放熱,而有的化學(xué)反應(yīng)過程中吸熱,什么原因決定的。經(jīng)過討論,可以從兩個(gè)方面分析,一是從反應(yīng)體系的內(nèi)能變化分析,二是從反應(yīng)過程中斷鍵與成鍵分析,斷鍵過程吸熱,成鍵過程放熱,若斷鍵過程中消耗能量多,則為吸熱反應(yīng),若成鍵過程中放出熱量多,則為放熱反應(yīng)。
然后通過多媒體展示,以圖的形式呈現(xiàn)學(xué)生一目了然,增加了學(xué)生對(duì)內(nèi)能的感性認(rèn)識(shí),還可通過日常生活中一些實(shí)例幫助學(xué)生理解。而鍵能的變化可通過鍵能計(jì)算,例如氫氣燃燒生成水,計(jì)算發(fā)現(xiàn),成鍵放出熱量多,說明該反應(yīng)自然是放熱反應(yīng)。
本節(jié)課由于課堂設(shè)計(jì)合理,加上學(xué)生預(yù)習(xí)充分,又符合新教材特點(diǎn),所以目標(biāo)完成率較高,教學(xué)效果良好。
化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)教學(xué)案
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。那么如何寫好我們的教案呢?下面是小編精心為您整理的“化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)教學(xué)案”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)
第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的焓變
[目標(biāo)要求] 1.了解反應(yīng)熱的概念,知道化學(xué)反應(yīng)、熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。
2.知道反應(yīng)熱與化學(xué)鍵的關(guān)系。3.知道反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系。
焓變 反應(yīng)熱
在化學(xué)反應(yīng)過程中,不僅有物質(zhì)的變化,同時(shí)還伴有能量變化。
1.焓和焓變
焓是與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量。單位:kJmol-1,符號(hào):H。
焓變是在恒壓條件下,反應(yīng)的熱效應(yīng)。單位:kJmol-1,符號(hào):ΔH。
2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物分子中舊化學(xué)鍵斷裂和生成物生成時(shí)新化學(xué)鍵形成的過程。
任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于在化學(xué)反應(yīng)過程中,當(dāng)反應(yīng)物分子間的化學(xué)鍵斷裂時(shí),需要克服原子間的相互作用,這需要吸收能量;當(dāng)原子重新結(jié)合成生成物分子,即新化學(xué)鍵形成時(shí),又要釋放能量。
ΔH=反應(yīng)物分子的總鍵能-生成物分子的總鍵能。
3.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
當(dāng)反應(yīng)完成時(shí),生成物釋放的總能量與反應(yīng)物吸收的總能量的相對(duì)大小,決定化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。
(1)當(dāng)ΔH為“-”或ΔH0時(shí),為放熱反應(yīng),反應(yīng)體系能量降低。
(2)當(dāng)ΔH為“+”或ΔH0時(shí),為吸熱反應(yīng),反應(yīng)體系能量升高。
4.反應(yīng)熱思維模型
(1)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)
(2)反應(yīng)熱的本質(zhì)
(以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-186kJmol-1為例)
E1:E(H—H)+E(Cl—Cl)
E2:2E(H—Cl)
ΔH=E1-E2
知識(shí)點(diǎn)一 反應(yīng)熱
1.下列說法不正確的是()
A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)
B.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生
C.反應(yīng)是放熱還是吸熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小
D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生
答案 B
解析 化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定的條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時(shí)需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)開始加熱,反應(yīng)后需不斷加熱才能使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去;放熱反應(yīng)開始加熱,反應(yīng)后會(huì)放出一定的熱量,如果此熱量足夠大,可使反應(yīng)維持下去,則反應(yīng)過程不需要再加熱,如煤的燃燒,一旦加熱使煤燃燒起來后就可繼續(xù)燃燒下去,不需外界再加熱。
2.已知在相同狀況下,要使同一化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學(xué)鍵放出的能量。下列說法正確的是()
A.電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣,該反應(yīng)是一個(gè)放出能量的反應(yīng)
B.水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時(shí)放出能量
C.相同狀況下,反應(yīng)2SO2+O2===2SO3是一個(gè)放熱反應(yīng),則反應(yīng)2SO3===2SO2+O2是一個(gè)吸熱反應(yīng)
D.氯化氫分解成氫氣和氯氣時(shí)放出能量
答案 C
解析 由題意可以推測(cè),如果一個(gè)反應(yīng)過程放出能量,那么使該反應(yīng)向反方向進(jìn)行則需要吸收能量,所以C正確;另外氫氣和氧氣反應(yīng)、氫氣和氯氣反應(yīng)、鋁和氧氣反應(yīng)都是放出能量的反應(yīng),與它們相反的反應(yīng):水、氯化氫和Al2O3的分解都應(yīng)該是吸收能量的反應(yīng),故A、B、D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)二 反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系
3.通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能?,F(xiàn)給出化學(xué)鍵的鍵能(見下表):
化學(xué)鍵H—HCl—ClCl—H
鍵能/(kJmol-1)436243431
請(qǐng)計(jì)算H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)熱()
A.+862kJmol-1B.+679kJmol-1
C.-183kJmol-1D.+183kJmol-1
答案 C
解析 拆開1molH2和1molCl2中的化學(xué)鍵所吸收的能量是436kJmol-1+243kJmol-1=679kJmol-1;形成2molHCl所放出的能量是431kJmol-1×2=862kJmol-1,所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱是679kJmol-1-862kJmol-1=-183kJmol-1。
4.已知H—H鍵鍵能(斷裂時(shí)吸收或生成時(shí)釋放的能量)為436kJmol-1,H—N鍵鍵能為391kJmol-1,根據(jù)熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4kJmol-1。則NN鍵的鍵能是()
A.431kJmol-1B.946kJmol-1
C.649kJmol-1D.896kJmol-1
答案 B
解析 本題主要考查利用化學(xué)鍵鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的能量變化,ΔH=-(生成物鍵能總和-反應(yīng)物鍵能總和)=-[6×EN—H-(3×EH—H+ENN)],得ENN=6×EN—H-3×EH—H+ΔH=6×391kJmol-1-3×436kJmol-1-92.4kJmol-1≈946kJmol-1。故正確答案為B。
5.白磷的化學(xué)式為P4,分子的空間構(gòu)型是正四面體(如圖)。白磷在空氣中燃燒生成十氧化四磷(P4O10),在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O兩種共價(jià)鍵。
已知幾種共價(jià)鍵的鍵能:P—O360kJmol-1;
P===O585kJmol-1;P—P198kJmol-1;
O===O498kJmol-1。
請(qǐng)問:在P4(s)+5O2(g)===P4O10(s)中,ΔH=______________。
答案 -2982kJmol-1
解析 由P4的分子結(jié)構(gòu)和P4+5O2=====點(diǎn)燃P4O10的物質(zhì)變化,在P4O10分子中只存在P—O和P===O兩種共價(jià)鍵,P4O10中P顯+5價(jià)、O顯-2價(jià)等事實(shí)可知,在P4分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,每2個(gè)P原子之間插入1個(gè)O原子形成2個(gè)P—O鍵,每個(gè)P原子再結(jié)合1個(gè)O原子形成P===O鍵,就構(gòu)成了P4O10的分子結(jié)構(gòu)。這樣,在1個(gè)P4O10分子中共有12個(gè)P—O鍵、4個(gè)P===O鍵。
ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=6×198kJmol-1+5×498kJmol-1-(12×360kJmol-1+4×585kJmol-1)=-2982kJmol-1。
知識(shí)點(diǎn)三 反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系
6.已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJmol-1①
C(金剛石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.4kJmol-1②
據(jù)此判斷,下列說法正確的是()
A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);石墨的能量比金剛石的低
B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);石墨的能量比金剛石的高
C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);石墨的能量比金剛石的低
D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);石墨的能量比金剛石的高
答案 A
解析 有兩種方法判斷:方法一:反應(yīng)中放出的熱量=反應(yīng)物的總能量-生成物的總能量;方法二:由①-②得C(石墨)===C(金剛石) ΔH=1.9kJmol-1,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),石墨的能量比金剛石的能量低,石墨更穩(wěn)定。故正確答案為A。
7.由右圖分析,有關(guān)敘述正確的是()
A.A―→B+C和B+C―→A兩個(gè)反應(yīng)吸收或放出的能量不等
B.A―→B+C是放熱反應(yīng)
C.A具有的能量高于B和C具有的能量總和
D.A―→B+C是吸熱反應(yīng),則B+C―→A必然是放熱反應(yīng)
答案 D
解析 本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,由圖可知,B+C的能量高于A的能量,則反應(yīng)B+C―→A一定是放熱反應(yīng);反之,A―→B+C則是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律,兩反應(yīng)的反應(yīng)熱在數(shù)值上相等,符號(hào)相反。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是()
A.鋁片和稀鹽酸的反應(yīng)
B.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)
C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)
D.甲烷在氧氣中的燃燒
答案 C
解析 注意知識(shí)的積累,記住常見的吸熱反應(yīng)。B、C屬于吸熱反應(yīng),再?gòu)幕蟽r(jià)變化角度來分析,知答案為C。
2.下列說法不正確的是()
A.任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化
B.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí),發(fā)生放熱反應(yīng)
D.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí),發(fā)生吸熱反應(yīng)
答案 B
解析 任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,但能量變化不一定表現(xiàn)為熱量變化,還可能以光能等其他形式的能量放出;E(反應(yīng)物)E(生成物),反應(yīng)放熱,E(反應(yīng)物)E(生成物),反應(yīng)吸熱。
3.下列過程一定釋放出能量的是()
A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng)C.分子拆成原子D.原子組成分子
答案 D
解析 形成化學(xué)鍵釋放能量,原子結(jié)合成分子放出能量,化合、分解反應(yīng)有可能是放熱反應(yīng),也有可能是吸熱反應(yīng)。
4.已知?dú)錃庠诼葰庵腥紵龝r(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中,破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ,破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ,形成1mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ,下列關(guān)系式正確的是()
A.Q1+Q2Q3B.Q1+Q22Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q22Q3
答案 D
解析 根據(jù)能量守恒原理:破壞化學(xué)鍵吸收的能量-形成新化學(xué)鍵放出的能量=反應(yīng)熱。對(duì)于該放熱反應(yīng):ΔH0,則Q1+Q2-2Q30,故Q1+Q22Q3。
5.CO(g)與H2O(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示,有關(guān)兩者反應(yīng)的說法中正確的是()
A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的總能量
C.反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH=41kJmol-1
D.1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和H2O(g)要放出41kJ的熱量
答案 B
解析 從圖中數(shù)據(jù)可以看出:該反應(yīng)的ΔH0,為放熱反應(yīng);CO(g)和H2O(g)所具有的總能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的總能量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJmol-1。
練方法技巧
6.下列說法正確的是()
A.反應(yīng)熱就是反應(yīng)中放出的能量
B.在101kPa時(shí),1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱
C.由C(石墨)―→C(金剛石) ΔH=1.9kJmol-1可知,金剛石比石墨穩(wěn)定
D.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,前者放出的熱量多
答案 D
解析 反應(yīng)過程中所放出或吸收的熱量都是反應(yīng)熱,因此A錯(cuò);在101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱,B選項(xiàng)未指明碳完全燃燒生成二氧化碳,是錯(cuò)誤的;由C(石墨)―→C(金剛石) ΔH=1.9kJmol-1可知,金剛石能量高,不穩(wěn)定;因?yàn)榱蚬腆w變?yōu)榱蛘魵庖鼰?,所以等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,前者放出的熱量多是正確的(相同條件下,同一物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)具有的能量最多,液態(tài)時(shí)次之,固態(tài)時(shí)最少,反應(yīng)放出的熱量等于反應(yīng)物所具有的能量減去生成物所具有的能量,因?yàn)樯晌锸且粯拥模缘攘康牧蛘魵馊紵龝r(shí)放出的熱量比硫固體放出的更多)。
7.已知H2(g)+12O2(g)===H2O(g)反應(yīng)過程中能量變化如圖,問:a、b、c分別代表什么意義?該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),ΔH大于零還是小于零?
答案 a代表舊鍵斷裂吸收的能量,b代表新鍵生成釋放的能量,c代表反應(yīng)熱;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH0。
解析 H2(g)和12O2(g)與2H(g)和O(g)之間的能量差是H2(g)―→2H(g)和12O2(g)―→O(g)過程中斷開H—H鍵和O===O鍵吸收的能量,故a代表舊鍵斷裂吸收的能量,
b代表2H(g)+O(g)結(jié)合成H2O(g)過程中化學(xué)鍵所放出的能量,c代表成鍵所釋放的能量與斷鍵吸收的能量之差;由圖可知該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH0。
練綜合拓展
8.已知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121kJ,且氧氣中1molO===O鍵完全斷裂時(shí)吸收熱量496kJ,水蒸氣中1molH—O鍵形成時(shí)放出熱量463kJ,則氫氣中1molH—H鍵斷裂時(shí)吸收熱量是________。
答案 436kJ
解析 因?yàn)?g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121kJ,所以1molH2與12molO2完全燃燒生成1mol水蒸氣時(shí)放出熱量242kJ。而化學(xué)反應(yīng)中之所以存在能量的變化是因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)過程中存在舊鍵的斷裂與新鍵的形成,其中舊鍵的斷裂需要吸收能量而新鍵的形成需要放出能量。發(fā)生上述反應(yīng)H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH=-242kJmol-1時(shí)所發(fā)生鍵的變化為斷裂1molH—H鍵和12molO===O鍵、形成2molO—H鍵,因此在此反應(yīng)過程中斷裂舊鍵需要吸收的能量為12×496kJ+E(H—H),形成新鍵釋放的能量為2×463kJ=926kJ,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以有926kJ-12×496kJ-E(H—H)=242kJ,解得E(H—H)=436kJ。
9.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ):
物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2
能量(kJ)243193151432366298436
根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)~(5)題。
(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是()
A.H2B.Cl2C.Br2D.I2
(2)下列氫化物中,最穩(wěn)定的是()
A.HClB.HBrC.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?答:____________________。
(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí),放出或吸收的熱量最多的是__________。
(5)若無上表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問題(4)嗎?
答:________,你的根據(jù)是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A (2)A (3)放熱反應(yīng) (4)Cl2 (5)能
元素的非金屬性越強(qiáng),生成的氫化物越穩(wěn)定,反應(yīng)放出的能量就越多
解析 破壞1mol物質(zhì)的化學(xué)鍵時(shí)所消耗的能量與相同條件下由形成該物質(zhì)的原子形成1mol該物質(zhì)放出的能量相等,放出的能量越多,物質(zhì)本身具有的能量越低,分子越穩(wěn)定。(1)生成1molH2時(shí)放出的能量最多,為436kJ;(2)在氫化物中,生成1molHCl時(shí)放出的能量最多,為432kJ;(3)分別計(jì)算出三個(gè)反應(yīng)放出的熱量依次為:185kJ、103kJ和9kJ。
第2課時(shí) 熱化學(xué)方程式
[目標(biāo)要求] 1.知道熱化學(xué)方程式的意義。2.會(huì)書寫熱化學(xué)方程式。3.能熟練判斷熱化學(xué)方程式的正誤。
一、熱化學(xué)方程式
1.概念
能表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。
2.表示意義
(1)熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化。
(2)熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),表示實(shí)際參加反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量和實(shí)際生成的生成物的物質(zhì)的量。
(3)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量相對(duì)應(yīng)。
3.書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)
(1)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài);
(2)標(biāo)出對(duì)應(yīng)的反應(yīng)熱;
(3)標(biāo)明反應(yīng)所處的外界條件(常溫常壓時(shí),可不注明)。
知識(shí)點(diǎn)一 熱化學(xué)方程式的概念
1.下列說法正確的是()
A.書寫熱化學(xué)方程式時(shí),只要在化學(xué)方程式的右端寫上熱量的符號(hào)和數(shù)值即可
B.凡是在加熱或點(diǎn)燃條件下進(jìn)行的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)
C.表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式
D.氫氣在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6kJ
答案 C
解析 A項(xiàng),熱化學(xué)方程式還應(yīng)注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài);B項(xiàng),放熱反應(yīng)有時(shí)在點(diǎn)燃或加熱時(shí)才能發(fā)生;D項(xiàng),ΔH的單位錯(cuò)誤。
2.熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJmol-1表示()
A.碳和水反應(yīng)吸收131.3kJ能量
B.1mol碳和1mol水反應(yīng)生成1mol一氧化碳和1mol氫氣并吸收131.3kJ熱量
C.1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成1mol一氧化碳?xì)怏w和1mol氫氣并吸收131.3kJ熱量
D.1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.3kJ
答案 C
解析 依據(jù)反應(yīng)熱的概念,表示按照熱化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)的物質(zhì)的量反應(yīng)時(shí)吸收或放出的熱量,單位是kJmol-1,該熱化學(xué)方程式表示1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成1mol一氧化碳?xì)怏w和1mol氫氣并吸收131.3kJ的熱量,特別要指明水的狀態(tài)。
知識(shí)點(diǎn)二 熱化學(xué)方程式及其書寫的正誤判斷
3.氫氣是人類最理想的能源。已知在25℃、101kPa下,1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出熱量142.9kJ,則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()
A.2H2+O2===2H2O;ΔH=142.9kJmol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-142.9kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6kJmol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=571.6kJmol-1
答案 C
解析 書寫熱化學(xué)方程式時(shí),要注意反應(yīng)熱的數(shù)值與反應(yīng)物的物質(zhì)的量和所處的聚集狀態(tài)有關(guān)。A中既沒有換算反應(yīng)熱數(shù)值又沒寫物質(zhì)的聚集狀態(tài),反應(yīng)放熱應(yīng)用“-”表示;B中未換算反應(yīng)熱數(shù)值;D中反應(yīng)熱數(shù)值正確,符號(hào)寫反了。
4.已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水,并放出熱量bkJ,則下列乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式書寫正確的是()
A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-4bkJmol-1
B.C2H2(g)+52O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)ΔH=2bkJmol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2bkJmol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=bkJmol-1
答案 A
解析 乙炔燃燒是放熱反應(yīng),ΔH<0,則排除B、D兩選項(xiàng);又因反應(yīng)生成1mol二氧化碳?xì)怏w時(shí),放出熱量為bkJ,則生成4molCO2(g)應(yīng)放出熱量4bkJ,故A正確,C不正確。
5.下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()
A.2SO2+O22SO3 ΔH=-196.6kJmol-1
B.H2(g)+12O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJmol-1
D.C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=393.5kJmol-1
答案 B
解析 書寫熱化學(xué)方程式必須注意以下幾點(diǎn):①要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài),A錯(cuò);②放熱反應(yīng)ΔH為“一”,吸熱反應(yīng)ΔH為“+”,D錯(cuò),③ΔH的單位為kJmol-1,C錯(cuò)。
6.0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)的三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為_____________________________________。
又已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=44kJmol-1。則11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出的熱量是__________kJ。
答案 B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJmol-1 1016.5
解析 1molB2H6燃燒放出熱量649.5kJ0.3=2165kJ,0.5molB2H6燃燒生成液態(tài)水(1.5mol)放出熱量為12×2165kJ,1.5molH2O(l)變?yōu)?.5molH2O(g)需吸收熱量為66kJ,所以0.5molB2H6燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出熱量為12×2165kJ-1.5×44kJ=1016.5kJ。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270kJmol-1,下列說法正確的是()
A.2L氟化氫氣體分解成1L氫氣與1L氟氣吸收270kJ熱量
B.1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ
C.在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量
D.1個(gè)氫氣分子與1個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2個(gè)氟化氫氣體分子放出270kJ熱量
答案 C
解析 A項(xiàng)中用L做單位是錯(cuò)誤的,因?yàn)闊峄瘜W(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量;B項(xiàng)中放出的熱量小于270kJ是錯(cuò)誤的,應(yīng)大于270kJ;D項(xiàng)中說幾個(gè)分子間反應(yīng)是錯(cuò)誤的;C項(xiàng)正確。
2.已知在1.01×105Pa、298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是()
A.H2O(g)===H2(g)+12O2(g)ΔH=242kJmol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-484kJmol-1
C.H2(g)+12O2(g)===H2O(g)ΔH=242kJmol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=484kJmol-1
答案 A
解析 氫氣燃燒是放熱反應(yīng),其ΔH應(yīng)為負(fù)值,故C、D錯(cuò)誤;2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,而B是生成液態(tài)水,所以B也是錯(cuò)誤的;反應(yīng)逆向進(jìn)行,ΔH符號(hào)相反,因此A是正確的。
3.已知3.0g乙烷完全燃燒在常溫下放出的熱量為155.98kJ,則下列關(guān)于乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式書寫正確的是()
A.2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-3119.6kJmol-1
B.C2H6(g)+52O2(g)===2CO(g)+3H2O(g)ΔH=-1559.8kJmol-1
C.C2H6(g)+72O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1559.8kJmol-1
D.C2H6(g)+72O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJmol-1
答案 D
解析 A中化學(xué)方程式若作為一般的熱化學(xué)方程式?jīng)]有問題,但由于燃燒熱的熱化學(xué)方程式應(yīng)以1mol物質(zhì)為基準(zhǔn)書寫,故不正確,另外,也可能會(huì)因?qū)忣}時(shí)未注意常溫而錯(cuò)選了C項(xiàng)。而B中燃燒產(chǎn)物CO不是C2H6完全燃燒后的產(chǎn)物,C項(xiàng)錯(cuò)。故正確答案為D。
4.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJmol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJmol-1
現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)放熱3695kJ,則原混合氣體中H2與CH4的物質(zhì)的量之比是()
A.1∶1B.1∶3C.1∶4D.2∶3
答案 B
解析 設(shè)112L即5mol混合氣體中H2的物質(zhì)的量為x,則285.8x+890(5-x)=3695,解得:x=1.25mol。則n(H2)∶n(CH4)=1.25mol∶3.75mol=1∶3。
5.已知熱化學(xué)方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6kJmol-1,則關(guān)于熱化學(xué)方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=?的說法中正確的是()
A.熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示分子數(shù)
B.該反應(yīng)ΔH2大于零
C.該反應(yīng)的ΔH2=-571.6kJmol-1
D.該反應(yīng)可表示36g水分解時(shí)的熱效應(yīng)
答案 B
解析 ΔH2與ΔH1符號(hào)相反,數(shù)值相等,故ΔH2=+571.6kJmol-1;D選項(xiàng)沒有指明36g水的狀態(tài),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
練方法技巧
6.已知:
(1)H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH1=akJmol-1
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=bkJmol-1
(3)H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH3=ckJmol-1
(4)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=dkJmol-1
下列關(guān)系式中正確的是()
A.a(chǎn)c0B.bd0C.2a=b0D.2c=d0
答案 C
解析 抓比較的關(guān)鍵。該反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH0;(1)與(2)是生成H2O的狀態(tài)一樣,但物質(zhì)的計(jì)量數(shù)是2倍關(guān)系,2a=b;同理比較(3)、(4)得:2c=d,由于H2O(g)===H2O(l)是放熱反應(yīng),ΔH0,故ca,db,綜合考慮,僅C選項(xiàng)符合題意。
7.工業(yè)生產(chǎn)硫酸過程中,SO2在接觸室中被催化氧化為SO3氣體,已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)?,F(xiàn)將2molSO2、1molO2充入一密閉容器充分反應(yīng)后,放出熱量98.3kJ,此時(shí)測(cè)得SO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則下列熱化學(xué)方程式正確的是()
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJmol-1
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-98.3kJmol-1
C.SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=98.3kJmol-1
D.SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-196.6kJmol-1
答案 A
練綜合拓展
8.寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
(1)1molN2(氣態(tài))與適量H2(氣態(tài))反應(yīng),生成NH3(氣態(tài)),放出92.2kJ的熱量
____________________。
(2)1molN2(氣態(tài))與適量O2(氣態(tài))反應(yīng),生成NO(氣態(tài)),需吸收68kJ的熱量
__________________。
(3)1molCu(固態(tài))與適量O2(氣態(tài))反應(yīng),生成CuO(固態(tài)),放出157kJ的熱量
____________________。
(4)1molC(固態(tài))與適量H2O(氣態(tài))反應(yīng),生成CO(氣態(tài))和H2(氣態(tài)),需要吸收131.3kJ
的熱量__________________。
(5)衛(wèi)星發(fā)射時(shí)可用肼(N2H4)為燃料,1molN2H4(氣態(tài))在O2(氣態(tài))中燃燒,生成N2(氣態(tài))
和H2O(氣態(tài)),放出534kJ的熱量____________________。
答案 (1)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.2kJmol-1
(2)N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=68kJmol-1
(3)Cu(s)+12O2(g)===CuO(s) ΔH=-157kJmol-1
(4)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3kJmol-1
(5)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJmol-1
9.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJmol-1
CO(g)+12O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJmol-1
某H2和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113.76kJ熱量,同時(shí)生成3.6g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量分別為______________。
答案 0.2mol、0.2mol
解析 由題意知:反應(yīng)生成3.6gH2O(l),故H2的物質(zhì)的量為3.6g18gmol-1=0.2mol。0.2molH2完全燃燒放出的熱量為571.6kJmol-12×0.2mol=57.16kJ,故CO完全燃燒放出的熱量為113.76kJ-57.16kJ=56.6kJ,所以CO的物質(zhì)的量為56.6kJ283kJmol-1=0.2mol。
10.1molCH4氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí),放出890kJ熱量,不完全燃燒生成CO和液態(tài)水時(shí),放出519kJ熱量。如果1molCH4在一定量的氧氣中燃燒生成CO、CO2和液態(tài)水,并放出797.25kJ熱量,則氧氣的質(zhì)量為________。
答案 60g
解析 先繪出思維模型圖
分清圖中各ΔH的意義和量關(guān)系
ΔH=-890kJmol-1
ΔH1=-519kJmol-1
ΔH2=-890kJmol-1+519kJmol-1=-471kJmol-1
表示CO完全燃燒產(chǎn)生的反應(yīng)熱ΔH3=-797.25kJmol-1,實(shí)際反應(yīng)熱ΔH4=ΔH-ΔH3=-92.75kJmol-1
表示混和氣中的CO,若再燃燒產(chǎn)生的反應(yīng)熱。因此ΔH4ΔH2即為混和氣中nCOnCH4的比,因?yàn)閚(CH4)=1mol,故n(CO)=ΔH4ΔH2=-92.75kJmol-1-471kJmol-1×1mol=0.25mol
混和氣中n(CO2)=1mol-0.25mol=0.75mol
混和氣中n(H2O)=2n(CH4)=2mol
根據(jù)元素守恒:消耗的n(O2)=12n(CO)+n(CO2)+n(H2O)=12×0.25mol+0.75mol+12×2mol=1.875mol
m(O2)=32gmol-1×1.875mol=60g。
第3課時(shí) 反應(yīng)熱的測(cè)量與計(jì)算
[目標(biāo)要求] 1.掌握中和熱的測(cè)量及計(jì)量方法。2.理解蓋斯定律的含義。
一、中和熱的測(cè)定
1.實(shí)驗(yàn)原理
在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol_H2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定酸堿中和反應(yīng)前后溶液溫度的變化來計(jì)算反應(yīng)過程中所放出的熱量,并由此求得中和熱。
2.實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
儀器:大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)、環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)、量筒(50_mL)兩個(gè)、碎泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個(gè)小孔);
藥品:鹽酸(0.50molL-1)、氫氧化鈉溶液(0.55molL-1)。
3.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)制作簡(jiǎn)易的量熱器(如圖所示)
(2)用量筒準(zhǔn)確量取反應(yīng)溶液,準(zhǔn)確測(cè)量溫度(精確到0.1℃)。
(3)將溶液混合反應(yīng),記錄終止溫度。
(4)重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟(2)~(3)三次。
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度
t2/℃溫度差
(t2-t1)/℃
HClNaOH平均值
1
2
3
4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
ΔH=-QnH2O,其中Q=cmΔt。
二、蓋斯定律
1.內(nèi)容
不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,其總的熱效應(yīng)是完全相同的。或者說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。
2.解釋
能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,二者密不可分,但以物質(zhì)為主。
3.應(yīng)用
對(duì)于進(jìn)行得很慢的反應(yīng),不容易直接發(fā)生的反應(yīng),產(chǎn)品不純(即有副反應(yīng)發(fā)生)的反應(yīng),測(cè)定反應(yīng)熱有困難,如果應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。
例如:C(s)+12O2(g)===CO(g)
上述反應(yīng)在O2供應(yīng)充分時(shí),可燃燒生成CO2;O2供應(yīng)不充分時(shí),雖可生成CO,但同時(shí)還部分生成CO2。因此該反應(yīng)的ΔH無法測(cè)定,但是下述兩個(gè)反應(yīng)的ΔH卻可以直接測(cè)得:
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJmol-1
(2)CO(g)+12O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0kJmol-1
根據(jù)蓋斯定律,就可以計(jì)算出欲求反應(yīng)的ΔH。
分析上述兩個(gè)反應(yīng)的關(guān)系,即知:ΔH=ΔH1-ΔH2。
則C(s)與O2(g)生成CO(g)的熱化學(xué)方程式為C(s)+12O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJmol-1。
三、反應(yīng)熱的計(jì)算
1.反應(yīng)熱計(jì)算的主要依據(jù)是
熱化學(xué)方程式、蓋斯定律及反應(yīng)過程的焓變等數(shù)據(jù)。
2.反應(yīng)熱的計(jì)算方法
(1)熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以移項(xiàng)同時(shí)改變正、負(fù)號(hào);各項(xiàng)的系數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。
(2)根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減,得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。
知識(shí)點(diǎn)一 中和熱的測(cè)定
1.在一800mL的大燒杯中放入碎紙屑,把盛有50mL0.50molL-1鹽酸的200mL燒杯放到大燒杯中,兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋,通過蓋子插入一根玻璃攪拌棒(末端呈半圓環(huán)的玻璃棒)和一只溫度計(jì),測(cè)定溶液的溫度。迅速往鹽酸溶液中加入50mL0.55molL-1燒堿溶液,蓋好,攪拌溶液,觀察溫度的變化。當(dāng)溫度保持穩(wěn)定時(shí),記錄讀數(shù),取出裝反應(yīng)液的燒杯,倒出溶液,清洗干凈,保持內(nèi)外杯壁干燥。重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)。用這一實(shí)驗(yàn)可以粗略測(cè)定中和熱。
(1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是
________________________________________________________________________。
(2)要重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)的目的是
________________________________________________________________________。
(3)燒杯如果不蓋泡沫塑料板,所求得的中和熱數(shù)值將________(填“偏大”、“偏小”或
“無影響”)。
(4)實(shí)驗(yàn)中若改用60mL0.50molL-1鹽酸和50mL0.55molL-1燒堿溶液進(jìn)行上述反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱________(填“相等”或“不相等”),理由是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)三次平行操作測(cè)得的數(shù)據(jù)中,起始時(shí)鹽酸與燒堿溶液溫度相同,而終止溫度與起始溫度之差(t2-t1)分別為①2.3℃,②2.4℃,③2.9℃,則最終代入計(jì)算式的溫度差的平均值為________℃。
答案 (1)保溫、隔熱,減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失
(2)減少實(shí)驗(yàn)過程中的誤差
(3)偏小
(4)不相等 相等 因?yàn)?0mL0.50molL-1鹽酸和50mL0.55molL-1燒堿溶液反應(yīng)能生成0.0275molH2O,而50mL0.50molL-1鹽酸與50mL0.55molL-1燒堿溶液反應(yīng)只能生成0.025molH2O,因此所放出的熱量不同。但中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所放出的熱量,與酸、堿的用量無關(guān),因此所求中和熱相等
(5)2.35
解析 解答本題,首先要明確實(shí)驗(yàn)的原理、“量熱器”的組成以及造成實(shí)驗(yàn)誤差的原因,然后按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行分析和判斷。
(1)碎紙屑的作用為減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。
(2)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的是減少實(shí)驗(yàn)誤差。
(3)不蓋泡沫塑料板會(huì)損失部分熱量,故所測(cè)結(jié)果將偏小。
(4)由中和熱概念可知,中和熱是以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)的,而與酸、堿的用量無關(guān)。
(5)所測(cè)溫度2.9℃顯然是錯(cuò)誤的,代入計(jì)算式的溫度應(yīng)是①與②的平均值。
2.H2SO4溶液和KOH溶液反應(yīng)時(shí)有熱量放出,并已知反應(yīng)物的總能量為E1,生成物的總能量為E2。試回答下列問題:
(1)用離子方程式表示中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì):
________________________________________________________________________。
(2)判斷E1和E2的大小關(guān)系:E1________E2。
(3)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1,計(jì)算下列中和反應(yīng)中放出的熱量。
①用20gNaOH配成稀溶液跟足量的稀鹽酸反應(yīng),能放出________kJ的熱量。
②用0.15molBa(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反應(yīng),能放出________kJ的熱量。
答案 (1)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
(2) (3)①28.65?、?7.19
知識(shí)點(diǎn)二 蓋斯定律
3.已知298K、101kPa條件下:
①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH=-2834.9kJmol-1
②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH=-3119.1kJmol-1
由此得出的正確結(jié)論是()
A.等質(zhì)量的O2比O3能量低,由O2變?yōu)镺3為吸熱反應(yīng)
B.等質(zhì)量的O2比O3能量低,由O2變?yōu)镺3為放熱反應(yīng)
C.O3比O2穩(wěn)定,由O2變?yōu)镺3為吸熱反應(yīng)
D.O2比O3穩(wěn)定,由O2變?yōu)镺3為放熱反應(yīng)
答案 A
解析 據(jù)蓋斯定律,①式-②式得:3O2(g)===2O3(g) ΔH=284.2kJmol-1
即等質(zhì)量的O2比O3能量低,O2比O3穩(wěn)定,由O2變?yōu)镺3為吸熱反應(yīng)。
4.已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=Q1kJmol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH=Q2kJmol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=Q3kJmol-1
若使46g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量為()
A.(Q1+Q2+Q3)kJ
B.0.5(Q1+Q2+Q3)kJ
C.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3)kJ
D.(3Q1-Q2+Q3)kJ
答案 D
解析 46g酒精即1molC2H5OH(l)
根據(jù)題意寫出目標(biāo)反應(yīng)
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH
然后確定題中各反應(yīng)與目標(biāo)反應(yīng)的關(guān)系
則ΔH=(Q3-Q2+3Q1)kJmol-1
5.科學(xué)家蓋斯曾提出“不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成,這個(gè)總過程的熱效應(yīng)是相同的。”利用蓋斯定律可測(cè)某些特別反應(yīng)的熱效應(yīng)。
①P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1=-2983.2kJmol-1
②P(s,紅磷)+54O2(g)===14P4O10(s)
ΔH2=-738.5kJmol-1
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為_____________________________________。
答案 P4(s,白磷)===4P(s,紅磷) ΔH=-29.2kJmol-1
解析 方法一:待求的方程式:P4s,白磷===4Ps,紅磷
――→由①-4×②得到熱化學(xué)方程式P4s,白磷===4Ps,紅磷ΔH=-29.2kJmol-1
方法二:
知識(shí)點(diǎn)三 反應(yīng)熱計(jì)算
6.由氫氣和氧氣反應(yīng)生成4.5g水蒸氣放出60.45kJ的熱量,則反應(yīng):2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH為()
A.-483.6kJmol-1B.-241.8kJmol-1
C.-120.6kJmol-1D.241.8kJmol-1
答案 A
解析 要求方程式中生成2molH2O(g)的ΔH,已知4.5g水蒸氣生成時(shí)放熱60.45kJ,
比例關(guān)系:4.5g241.8gmol-1=60.45kJQ
解得Q=483.6kJ,故ΔH=-483.6kJmol-1。
7.已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJmol-1
CO(g)+12O2(g)===CO2(g)
ΔH=-282.8kJmol-1
現(xiàn)有CO、H2、CO2組成的混合氣體67.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后放出的總熱量為710.0kJ,并生成18g液態(tài)水,則燃燒前混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為()
A.80%B.50%C.60%D.20%
答案 B
解析 根據(jù)生成18g液態(tài)H2O知混合氣體中含1molH2,該反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為571.62kJ=285.8kJ。CO燃燒放出的熱量為710.0kJ-285.8kJ=424.2kJ,則CO的物質(zhì)的量為n(CO)=424.2kJ282.8kJmol-1=1.5mol,V(CO)%=1.5mol×22.4L/mol67.2L×100%=50%。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1.下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是()
A.生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量
B.放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率
C.應(yīng)用蓋斯定律,可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變
D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同
答案 C
解析 放熱反應(yīng)生成物總能量低于反應(yīng)物總能量,吸熱反應(yīng)生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,A錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物本身的性質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑等因素有關(guān),與吸熱、放熱反應(yīng)無關(guān),B錯(cuò)誤;通過蓋斯定律可以間接測(cè)量某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)的焓變,C正確;同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)條件不會(huì)影響ΔH的值,D錯(cuò)誤。
2.含有11.2gKOH的稀溶液與1L0.1molL-1的H2SO4溶液反應(yīng),放出11.46kJ的熱量,能表示該反應(yīng)中和熱的化學(xué)方程式的為()
A.KOH(aq)+12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-11.46kJmol-1
B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-11.46kJmol-1
C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJmol-1
D.KOH(aq)+12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1
答案 D
解析 中和熱是以生成1molH2O(l)所放出的熱量來定義的,故書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)以生成1molH2O(l)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),故答案為D。
3.在一定條件下,充分燃燒一定量的丁烷放出熱量為QkJ(Q0),經(jīng)測(cè)定完全吸收生成的CO2需消耗5molL-1的KOH溶液100mL,恰好生成正鹽,則此條件下反應(yīng)C4H10(g)+132O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH為()
A.+8QkJmol-1B.+16QkJmol-1
C.-8QkJmol-1D.-16QkJmol-1
答案 D
解析 建立關(guān)系式:
C4H10 ~ 4CO2 ~ 8KOH~ΔH
1mol4mol8molΔH
5molL-1×0.1LQkJ
則ΔH=-8mol×QkJmol-10.5mol=-16QkJmol-1
4.已知:(1)Fe2O3(s)+32C(s)===32CO2(g)+2Fe(s) ΔH1=+234.1kJmol-1
(2)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5kJmol-1
則2Fe(s)+32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()
A.-824.4kJmol-1B.-627.6kJmol-1
C.-744.7kJmol-1D.-169.4kJmol-1
答案 A
解析 32×(2)-(1)就可得2Fe(s)+32O2(g)===Fe2O3(s),則ΔH=32ΔH2-ΔH1=-824.4kJmol-1。
5.能源問題是人類社會(huì)面臨的重大課題,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物質(zhì),它們的燃燒熱依次為-285.8kJmol-1、-282.5kJmol-1、-726.7kJmol-1。已知CO和H2在一定條件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。則CO與H2反應(yīng)合成甲醇的熱化學(xué)方程式為()
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)ΔH=-127.4kJmol-1
B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)ΔH=127.4kJmol-1
C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)ΔH=-127.4kJmol-1
D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)ΔH=127.4kJmol-1
答案 A
解析 根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)與三種反應(yīng)熱的關(guān)系,利用蓋斯定律,首先計(jì)算出目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=2×(-285.8kJmol-1)+(-282.5kJmol-1)-(-726.7kJmol-1)=-127.4kJmol-1。
練方法技巧
6.將V1mL1.00mol/LHCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+V2=50mL)。下列敘述正確的是()
A.做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22℃
B.該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能
C.NaOH溶液的濃度約為1.00molL-1
D.該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
答案 B
解析 從圖中曲線可以看出,溫度為22℃時(shí),V1為5mL,則V2為45mL,此時(shí)已經(jīng)開始發(fā)生反應(yīng),所以22℃一定不是室溫,A錯(cuò);曲線隨V1增多而升高,隨反應(yīng)的進(jìn)行,溶液溫度升高,說明反應(yīng)放熱,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,B正確;當(dāng)V1=30mL時(shí)溫度最高,說明此時(shí)兩者恰好完全反應(yīng),則c(NaOH)=30mL×1.00molL-120mL=1.5molL-1,C錯(cuò);該實(shí)驗(yàn)不能證明有水生成的其他反應(yīng)也是放熱的。
7.已知下列熱化學(xué)方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)ΔH1=-26.7kJmol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH2=-50.75kJmol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)ΔH3=-36.5kJmol-1
則反應(yīng)FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓變?yōu)?)
A.7.28kJmol-1B.-7.28kJmol-1
C.43.68kJmol-1D.-43.68kJmol-1
解析 根據(jù)蓋斯定律,首先考慮目標(biāo)反應(yīng)與三個(gè)已知反應(yīng)的關(guān)系,三個(gè)反應(yīng)中,F(xiàn)eO、CO、Fe、CO2是要保留的,而與這四種物質(zhì)無關(guān)的Fe2O3、Fe3O4要通過方程式的疊加處理予以消去:因此將①×3-②-③×2得到:
6FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO2(g)ΔH=43.65kJmol-1
化簡(jiǎn):FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)ΔH=7.28kJmol-1
答案 A
8.比較下列各組熱化學(xué)方程式中ΔH的大小關(guān)系。
(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
(3)煤作為燃料有兩種途徑:
途徑1——直接燃燒
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH10
途徑2——先制水煤氣
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH20
再燃燒水煤氣:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH30
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH40
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的關(guān)系式是_________________________________________。
答案 (1) (2)
(3)ΔH1=ΔH2+12(ΔH3+ΔH4)
解析?、俜磻?yīng)熱的大小與反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)有關(guān),與反應(yīng)物的多少有關(guān)。
②比較ΔH時(shí),應(yīng)包括符號(hào),對(duì)于放熱反應(yīng),熱值越大,ΔH越小。
練綜合拓展
9.(1)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1?;卮鹩嘘P(guān)中和反應(yīng)的問題。
(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng),能放出________kJ熱量。
(2)如圖裝置中儀器A的名稱是_____________________________________________,
作用是_______________________________________________________________;
儀器B的名稱是________,作用是__________________________________________;
碎泡沫塑料的作用是_______________________________________________________。
(3)若通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定中和熱的ΔH,其結(jié)果常常大于-57.3kJmol-1,其原因可能是________________________________________________________________________。
(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)________(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)。
答案 (1)11.46
(2)環(huán)形玻璃攪拌棒 攪拌,使溶液充分混合 溫度計(jì) 測(cè)量溫度 減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失
(3)實(shí)驗(yàn)中不可避免有少量熱量損失 (4)偏小
解析 (1)根據(jù)中和熱的含義:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3kJmol-1,所以0.1molBa(OH)2稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng)時(shí)生成0.2molH2O(l),故放出熱量為11.46kJ。
(2)由實(shí)驗(yàn)裝置知,A為環(huán)形玻璃攪拌棒,作用是攪拌,使溶液充分混合;B為溫度計(jì),作用是測(cè)量溫度;碎泡沫塑料的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。
(3)在測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,減少熱量損失是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵,而在實(shí)驗(yàn)中會(huì)不可避免有少量熱量損失,導(dǎo)致結(jié)果常常大于-57.3kJmol-1。
(4)用氨水代替NaOH(aq),會(huì)使測(cè)得的中和熱數(shù)值偏小,因?yàn)榘彼?NH3H2O)是弱電解質(zhì),電離時(shí)需吸收熱量。
10.(10分)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)=====高溫CO(g)+H2(g)。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJmol-1
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242.0kJmol-1
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283.0kJmol-1
請(qǐng)回答:
(1)請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1molCO(g)和1molH2(g)完全燃燒放出的熱量之和,比1molC(s)完全燃燒放出的熱量________(填“多”或“少”)。
甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為:“煤炭燃燒時(shí)加少量水,可以使煤炭燃燒放出更多的熱量。”
乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出了下列循環(huán)圖:
Cs+H2Og+O2g――→ΔH1CO2g+H2Og
ΔH2ΔH4
COg+O2g+H2g――→ΔH3COg+H2Og+12O2g
乙同學(xué)據(jù)此認(rèn)為:“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量,最多與直接燃燒煤放出的熱量相同。”請(qǐng)分析:甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是________(填“甲”或“乙”)同學(xué),另一同學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤觀點(diǎn)的原因是________________________________________。
答案 (1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.5kJmol-1
(2)多 ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 乙 甲同學(xué)忽視了生成水煤氣的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
解析 (2)由于C(s)與水蒸氣反應(yīng)要吸熱,所以1molCO和1molH2的能量比1molC(s)和1molH2O(g)的能量多,燃燒后放出的能量同樣也多;反應(yīng)的總能量是守恒的,所以甲同學(xué)的說法不正確的,原因是他忽視了反應(yīng)C(s)+H2O(g)=====高溫CO(g)+H2(g)為吸熱反應(yīng),已經(jīng)從環(huán)境中吸收了能量,而能量在轉(zhuǎn)化過程中往往會(huì)有損失,所以乙同學(xué)說得對(duì),即使沒有損失也只能與直接燃燒煤放出的熱量相同。
第4課時(shí) 能源的充分利用
[目標(biāo)要求] 1.理解燃燒熱的概念。2.了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用,知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實(shí)際意義。
一、燃燒熱
1.概念
101_kPa時(shí),1_mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,單位kJmol-1。
2.燃燒熱與中和熱的重要區(qū)別
(1)反應(yīng)環(huán)境的區(qū)別:燃燒熱必須是燃燒反應(yīng)而且是完全燃燒,有O2參加;而中和熱是稀溶液中的酸堿中和反應(yīng)。
(2)反應(yīng)實(shí)質(zhì)不同:燃燒反應(yīng)是氧化還原反應(yīng);中和反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)。
(3)規(guī)定物質(zhì)不同:燃燒熱是1mol純物質(zhì)被燃燒;中和熱是生成1_mol_H2O。
二、能源
1.能源是能提供能量的資源,它包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。
2.解決能源危機(jī)的方法
(1)科學(xué)地控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒,提高能源的使用效率。
(2)尋找新的能源,現(xiàn)正探索的新能源有太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等,它們資源豐富,可以再生,沒有污染或很少有污染。
知識(shí)點(diǎn)一 燃燒熱
1.下列關(guān)于燃燒熱的說法中正確的是()
A.1mol物質(zhì)燃燒所放出的熱量
B.常溫下,可燃物燃燒放出的熱量
C.在25℃、1.01×105Pa時(shí),1mol物質(zhì)燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量
D.燃燒熱隨化學(xué)方程式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變而改變
答案 C
2.下列熱化學(xué)方程式中ΔH的數(shù)值表示可燃物燃燒熱的是()
A.CO(g)+12O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJmol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJmol-1
D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-184.6kJmol-1
答案 A
解析 根據(jù)燃燒熱的概念知應(yīng)是1mol燃料生成常溫常壓下穩(wěn)定的氧化物,H2O在上述情況下液態(tài)穩(wěn)定。
3.已知H2的燃燒熱為-285.8kJmol-1,CO的燃燒熱為-282.8kJmol-1;現(xiàn)有H2和CO組成的混合氣體5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)充分燃燒后,放出總熱量為71.15kJ,并生成液態(tài)水。下列說法正確的是()
A.CO燃燒的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-282.8kJmol-1
B.H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6kJmol-1
C.燃燒前混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為60%
D.燃燒后的產(chǎn)物全部與足量的過氧化鈉作用可產(chǎn)生0.125molO2
答案 D
解析 根據(jù)H2、CO的燃燒熱數(shù)據(jù)判斷
A項(xiàng):ΔH應(yīng)為-565.6kJmol-1,A項(xiàng)錯(cuò);
B項(xiàng):應(yīng)為液態(tài)水,B項(xiàng)錯(cuò);
C項(xiàng):CO的體積應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。
設(shè)H2、CO物質(zhì)的量分別為x、y
則x+y=5.6L22.4Lmol-1=0.25mol①
H2燃燒放熱為285.8xkJ,CO燃燒放熱為282.8ykJ
則:285.8x+282.8y=71.15kJ②
解①②聯(lián)立方程得x=0.15mol,y=0.1mol
故CO的體積分?jǐn)?shù)為40%,C選項(xiàng)錯(cuò)。
根據(jù)元素守恒H2、CO燃燒后生成H2O、CO2,與燃燒前H2、CO總物質(zhì)的量相等,與Na2O2反應(yīng)生成的O2是H2O和CO2總物質(zhì)的量的一半。
知識(shí)點(diǎn)二 能源
4.關(guān)于能源,以下說法中不正確的是()
A.煤、石油、天然氣等燃料的最初來源都可追溯到太陽能
B.柴草燃燒時(shí)釋放的能量是生物能
C.核能和地?zé)崮軄碜缘厍蜃陨?br>
D.潮汐能來源于月球引力做功
答案 B
解析 B選項(xiàng)中,柴草燃燒是劇烈的氧化反應(yīng),燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,而柴草具有的化學(xué)能的最初來源也可追溯到太陽能,因?yàn)榫G色植物的生長(zhǎng)過程必須依靠陽光,通過光合作用,葉綠素將H2O和CO2制成淀粉,在此過程中,太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能貯存在植物中,通過燃燒,又釋放出來。故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.形成節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是人類與自然和諧發(fā)展的重要保證,你認(rèn)為下列行為中有悖于這一保證的是()
A.開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能等新能源,減少使用煤、石油等化石燃料
B.研究采煤、采油新技術(shù),提高產(chǎn)量以滿足工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展
C.在農(nóng)村推廣使用沼氣
D.減少資源消耗、增加資源的重復(fù)使用和資源的循環(huán)再生
答案 B
練基礎(chǔ)落實(shí)
1.根據(jù)以下3個(gè)熱化學(xué)方程式
2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1kJmol-1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l)ΔH=-Q2kJmol-1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g)ΔH=-Q3kJmol-1
判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是()
A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3
答案 A
2.已知化學(xué)反應(yīng):C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH10
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH20
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH30;
下列說法正確的是(相同條件下)()
A.56gCO和32gO2所具有的總能量小于88gCO2所具有的總能量
B.碳的燃燒熱是ΔH3
C.ΔH1ΔH3
D.28gCO的總能量比44gCO2的總能量高
答案 B
解析 CO燃燒是放熱反應(yīng),反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,A錯(cuò);D選項(xiàng)中忽略了O2的能量,D錯(cuò);比較ΔH時(shí)必須帶符號(hào)比較,C錯(cuò)。
3.已知反應(yīng):①101kPa時(shí),2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJmol-1;②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1,下列結(jié)論正確的是()
A.碳的燃燒熱大于110.5kJmol-1
B.①的反應(yīng)熱為221kJmol-1
C.稀H2SO4與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為-57.3kJmol-1
D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水,放出57.3kJmol-1的熱量
答案 A
4.下列敘述中正確的是()
A.在稀溶液中,1mol酸和1mol堿完全反應(yīng)所放出的熱量,叫做中和熱
B.在101kPa時(shí),1mol物質(zhì)燃燒時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱
C.熱化學(xué)方程式中,各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)
D.如果反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量,則發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
答案 C
解析 A、B兩項(xiàng)要注意對(duì)中和熱、燃燒熱概念的理解,前者是以稀的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn),后者是以1mol純可燃物完全燃燒,生成穩(wěn)定的氧化物為標(biāo)準(zhǔn);D項(xiàng)中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,反應(yīng)過程中需吸收能量,即為吸熱反應(yīng)。
5.下列說法或表示法不正確的是()
A.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,前者放出熱量多
B.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJmol-1,則H2的燃燒熱為-285.8kJmol-1
C.在稀溶液中:H++OH-===H2O ΔH=-57.3kJmol-1,若將含1molCH3COOH的醋酸溶液與含1molBa(OH)2的溶液混合,放出的熱量小于57.3kJ
D.在101kPa、25℃時(shí),2gH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+285.8kJmol-1
答案 D
6.甲醇屬于可再生能源,可代替汽油作為汽車的燃料。已知常溫下32g甲醇完全燃燒放出736.3kJ的熱量,下列能正確表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式的是()
A.CH3OH(l)+32O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=736.3kJmol-1
B.CH3OH(l)+32O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-736.3kJmol-1
C.CH3OH(l)+32O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-675.3kJmol-1
D.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1472.6kJmol-1
答案 B
解析 燃燒為放熱反應(yīng),ΔH0,A選項(xiàng)不正確;燃燒熱表示1mol純物質(zhì)燃燒放出的熱量,D選項(xiàng)不正確;生成穩(wěn)定氧化物,C選項(xiàng)H2O(g)不符合題意。
練方法技巧
7.燃燒熱是指1mol可燃物充分燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)放出的熱量。已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是-285.8kJmol-1、-1411.0kJmol-1和-1366.8kJmol-1,則由C2H4(g)和H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)的ΔH為()
A.-44.2kJmol-1B.44.2kJmol-1
C.-330kJmol-1D.330kJmol-1
答案 A
解析 解決本題要抓住兩點(diǎn):燃燒熱的意義和蓋斯定律。合理運(yùn)用熱化學(xué)方程式的加減進(jìn)行計(jì)算,注意改變反應(yīng)方向時(shí)相應(yīng)的反應(yīng)熱的符號(hào)也要改變。
依據(jù)題意:①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJmol-1,
②C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1411.0kJmol-1,
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1366.8kJmol-1,
則后兩個(gè)方程式相減,便得到
C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l)ΔH=-44.2kJmol-1。
8.一些烷烴的燃燒熱如下表:
化合物ΔH/(kJmol-1)化合物ΔH/(kJmol-1)
甲烷-891.0正丁烷-2878.0
乙烷-1560.8異丁烷-2869.6
丙烷-2221.52甲基丁烷-3531.3
下列說法正確的是()
A.正戊烷的燃燒熱大約是-3540kJmol-1
B.熱穩(wěn)定性:正丁烷異丁烷
C.乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為
2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8kJmol-1
D.相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越多
答案 A
解析 由正丁烷和異丁烷的燃燒熱數(shù)據(jù)可推出正戊烷比2甲基丁烷的燃燒熱略大些,A正確;正丁烷和異丁烷燃燒生成等量的相同的物質(zhì),即生成新化學(xué)鍵時(shí)所放出的熱量相等,1mol正丁烷完全燃燒放出的熱量比1mol異丁烷完全燃燒放出的熱量多,即1mol正丁烷與O2反應(yīng)時(shí)斷鍵所吸收的能量比1mol異丁烷與O2反應(yīng)時(shí)斷鍵所吸收的能量少,從而說明正丁烷的熱穩(wěn)定性小于異丁烷;C項(xiàng)中的ΔH=-3121.6kJmol-1且H2O應(yīng)為液態(tài);D項(xiàng)1gCH4燃燒放出55.69kJ的熱量,1gC2H6燃燒放出52.03kJ的熱量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.在25°C、101kPa下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ,下列熱化學(xué)方程式正確的是()
A.CH3OH(l)+32O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=725.8kJmol-1
B.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1452kJmol-1
C.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-725.8kJmol-1
D.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=1452kJmol-1
答案 B
解析 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫及有關(guān)的計(jì)算。因1mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出22.68kJg-1×32g=725.8kJ熱量,所以2mol甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水的ΔH=-1452kJmol-1。
練綜合拓展
10.(1)在101kPa時(shí),H2在1molO2中完全燃燒生成2mol液態(tài)水,放出571.6kJ的熱量,H2的燃燒熱為________,表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________________。
(2)1.00L1.00molL-1硫酸與2.00L1.00molL-1NaOH溶液完全反應(yīng),放出114.6kJ的
熱量,該反應(yīng)的中和熱為____________,表示其中和熱的熱化學(xué)方程式為____________。
答案 (1)-285.8kJmol-1 H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJmol-1
(2)-57.3kJmol-1 12H2SO4(aq)+NaOH(aq)===
12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1
點(diǎn)撥 抓概念要點(diǎn):燃燒熱含義,中和熱含義,1mol,穩(wěn)定氧化物等關(guān)鍵詞。
11.(1)在101kPa時(shí),4.0g硫粉在氧氣中完全燃燒生成二氧化硫,放出27kJ的熱量,硫的燃燒熱為________,硫燃燒的熱化學(xué)方程式為________________________________。
(2)在101kPa時(shí),氫氣在1.0mol氧氣中完全燃燒,生成2.0mol液態(tài)水,放出571.6kJ的熱量,氫氣的燃燒熱為________,表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
答案 (1)-216kJmol-1 S(s)+O2(g)===SO2(g); ΔH=-216kJmol-1
(2)-285.8kJmol-1 H2(g)+12O2(g)===H2O(l); ΔH=-285.8kJmol-1
解析 (1)4.0g硫粉的物質(zhì)的量為18mol,在O2中完全燃燒時(shí)放出27kJ的熱量,1mol硫在O2中完全燃燒時(shí)放出的熱量為27kJmol-1×8mol=216kJ,故硫的燃燒熱為216kJmol-1,硫燃燒的熱化學(xué)方程式為S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-216kJmol-1。(2)1molH2在O2中完全燃燒時(shí),消耗O2的物質(zhì)的量為12mol,故H2的燃燒熱為571.62kJmol-1=285.8kJmol-1,表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJmol-1。
《化學(xué)反應(yīng)速率》教學(xué)設(shè)計(jì)
《化學(xué)反應(yīng)速率》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)思想
本節(jié)教學(xué)以體現(xiàn)教材編寫意圖為根本,努力營(yíng)造新課標(biāo)化學(xué)課堂教學(xué)研究氛圍?;瘜W(xué)反應(yīng)速率內(nèi)容的教學(xué),遵循由淺入深、從感性到理性的認(rèn)識(shí)過程。本課以充分聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,以學(xué)生發(fā)展為本為指導(dǎo)思想進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。
主要特色:注重在生活中獲取化學(xué)知識(shí)、強(qiáng)調(diào)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的重要作用。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。培養(yǎng)讀表、讀圖和作圖的能力。通過探究實(shí)驗(yàn)來提升對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的認(rèn)識(shí),給學(xué)生搭建平臺(tái),創(chuàng)造機(jī)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,增?qiáng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)意識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生自主歸納、總結(jié),體現(xiàn)新課程理念。
二、教材分析
本單元內(nèi)容是高一下學(xué)期《專題2第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度》。學(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí)知道了化學(xué)反應(yīng)速率的定義,并初步了解了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。本節(jié)課主要是在學(xué)生對(duì)這些以有知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加深,在引導(dǎo)概念的基礎(chǔ)上給出了關(guān)系式,并要求利用公式進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算,并且通過計(jì)算得出用不同物質(zhì)的表示同一反應(yīng)的速率時(shí)數(shù)值可能不同,但與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比例。
本節(jié)課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)探究,理解化學(xué)反應(yīng)速率的定義和計(jì)算公式,總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,并就影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作為本節(jié)課的亮點(diǎn)。這部分內(nèi)容是后面學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)限度概念的基礎(chǔ)。對(duì)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)有著深遠(yuǎn)的影響。
三、學(xué)情分析
我的學(xué)習(xí)合作伙伴是高一的學(xué)生,可塑性非常的強(qiáng),對(duì)某些概念的理解都有自己的特的見解。高中階段自主學(xué)習(xí)方法的運(yùn)用、抽象思維能力的形成都需要一定的鍛煉機(jī)會(huì)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)、實(shí)踐,探究,學(xué)生已經(jīng)初步涉及物質(zhì)的本身性質(zhì),濃度,溫度、催化劑以及反應(yīng)物的顆粒大小等因素對(duì)反應(yīng)速率的影響,并已經(jīng)掌握了一些實(shí)驗(yàn)基本能力(操作技能、觀察能力、分析能力、簡(jiǎn)單運(yùn)用實(shí)驗(yàn)解決問題能力、評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ龋?梢姡@樣的編排符合學(xué)生的能力發(fā)展水平。從而為學(xué)習(xí)本內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。
四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】:
1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念,理解化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。
2、通過實(shí)驗(yàn)探究,初步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)在化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性;體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法,提高綜合運(yùn)用知識(shí)、分析問題、解決問題的能力。
3、通過動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究欲望;逐步養(yǎng)成自主、合作、探究的態(tài)度和習(xí)慣;通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié),培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)精神。
【教學(xué)重點(diǎn)】:化學(xué)反應(yīng)速率的概念。
【教學(xué)難點(diǎn)】:化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。
【教學(xué)手段】:多媒體輔助教學(xué)ppt、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)、學(xué)案導(dǎo)學(xué)。
【儀器】:試管8支、燒杯100mL2個(gè)250mL1個(gè)、鑷子、膠頭滴管1支等。
【藥品】:鎂條、鐵釘、鐵粉、氧化銅粉末、二氧化錳粉末、0.1mol/LHCl、1mol/LHCl、0.2mol/LFeCl3、5%H2O2、10%H2O2蒸餾水、熱水
【教學(xué)方法】:實(shí)驗(yàn)探究、引導(dǎo)、啟發(fā)、討論、分析,歸納。
【課時(shí)安排】:一課時(shí)
【教材版本】:蘇教版化學(xué)必修2,2009年6月第5版第1次印刷
【教學(xué)流程】教學(xué)流程學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)新聞鏈接博爾特在2008年奧運(yùn)會(huì)上奪冠并打破記錄(視頻)
物理學(xué)上的速率的意義
幾張圖片:大樓的爆破,食物的冷藏等。讓學(xué)生理解速率概念。展示
啟發(fā)提出問題化學(xué)反應(yīng)是有快慢的該如何表示呢?組織
討論引入課題化學(xué)反應(yīng)速率板書實(shí)驗(yàn)探究探究實(shí)驗(yàn)一:通過鎂條和鐵釘與同濃度的鹽酸反應(yīng),探究化學(xué)反應(yīng)的速率。
探究實(shí)驗(yàn)二:如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),比較塊狀碳酸鈉與細(xì)顆粒狀碳酸鈉分別與同濃度稀鹽酸反應(yīng)的快慢?
啟發(fā)
引導(dǎo)
評(píng)析DIS系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
分析
啟發(fā)
引導(dǎo)
知識(shí)歸納
1、化學(xué)反應(yīng)速率的概念,數(shù)學(xué)表達(dá)式,單位分別是什么?
2、從實(shí)驗(yàn)中可以看出在同一條件下不同反應(yīng)影響的主要因素(內(nèi)因)是什么?
啟發(fā)
引導(dǎo)
評(píng)析
猜想假設(shè)猜想影響同一化學(xué)反應(yīng)速率的因素還有哪些?實(shí)驗(yàn)探究
探究實(shí)驗(yàn)三:選擇1-2個(gè)你認(rèn)為可能會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,利用現(xiàn)有的儀器和藥品,用實(shí)驗(yàn)探究該因素如何影響反應(yīng)速率,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。影響因素:
反應(yīng)方程式:
實(shí)驗(yàn)方案:
現(xiàn)象記錄:
得出結(jié)論:
啟發(fā)
引導(dǎo)
點(diǎn)評(píng)
歸納
知識(shí)歸納內(nèi)因反應(yīng)物的性質(zhì)
外因濃度反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越大。溫度反應(yīng)物溫度越高,反應(yīng)速率越大。壓強(qiáng)反應(yīng)物壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越大。*催化劑能顯著的增加反應(yīng)速率。其他反應(yīng)物的接觸面積,反應(yīng)物的顆粒大小等
引導(dǎo)
討論反饋
練習(xí)1、下列四種X溶液,均能跟鹽酸反應(yīng),其中反應(yīng)最快的是
A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2mol/L的X溶液
C.20℃10mL4mol/L的X溶液D.10℃10mL2mol/L的X溶液()
2、P31問題解決
討論
歸納學(xué)能促進(jìn)【練一練】例1:一份雙氧水樣品敞口放置經(jīng)過2h,H2O2的濃度從510-2molL-1下降到310-2molL-1。則該雙氧水的中H2O2分解的速率是多少?
【理一理】注:①無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示,其化學(xué)反應(yīng)速率都取,且是某一段時(shí)間內(nèi)的速率,而不是指瞬時(shí)速率。注:② ,其濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。
【練一練】例2:在一個(gè)2L容器中,加入5molN2、10molH2,在催化劑存在的條件下發(fā)生反應(yīng),2min時(shí),測(cè)得容器內(nèi)生成NH34mol。求:v(N2)、v(H2)、v(NH3)(v在中學(xué)中總?cè)≌担?br> 分析所得數(shù)據(jù),找出v(N2)、v(H2)、v(NH3)之間的關(guān)系是。
【理一理】注:③同一化學(xué)反應(yīng),雖然用表示的化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)值相同,但是它們的實(shí)際意義 相同,即一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率代表的是整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。
用不同的物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的之比。即對(duì)于反應(yīng)aA+bB==cC+dD有v(A)︰v(B)︰v(C)︰v(D)=
【練一練】例3:A+3B==2C+2D,在不同情況下的反應(yīng)速率為:
①v(A)=0.015mol/(Ls)②v(B)=0.06mol/(Ls)
③v(C)=0.04mol/(Ls)④v(D)=2.7mol/(Lmin)
化學(xué)反應(yīng)速率從大到小排序:
【理一理】注:④對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng),在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)來表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能是不同的。比較不同物質(zhì)的速率大小時(shí),需換算 的速率來比較。
學(xué)法
指導(dǎo)
思路
點(diǎn)撥
知識(shí)
梳理
發(fā)展
思維反思提高1.知識(shí)建構(gòu):
化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
2.存在問題(疑難困惑)
引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題。
組織
課后復(fù)習(xí)《化學(xué)教與學(xué)》(選題)
(補(bǔ)充)在2L的密閉容器中充入2molN2和6molH2,發(fā)生下列反應(yīng)N2+3H22NH3反應(yīng)5分鐘后再次測(cè)量發(fā)現(xiàn)N2剩余0.8mol
求(1)5分鐘內(nèi)N2的化學(xué)反應(yīng)速率是多少?
(2)5分鐘后剩余的H2和生成的NH3的物質(zhì)的量各是多少?
(3)如果用H2和NH3來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率各是多少?
*(4)同一反應(yīng)用不同物質(zhì)來表示的化學(xué)反應(yīng)速率之間有何關(guān)系?
布置
五、導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)