小學(xué)英語(yǔ)單元教案
發(fā)表時(shí)間:2020-09-23《化學(xué)反應(yīng)中的熱量》單元分析。
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開(kāi)展,作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,有效的提高課堂的教學(xué)效率。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“《化學(xué)反應(yīng)中的熱量》單元分析”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來(lái)幫助。
《化學(xué)反應(yīng)中的熱量》單元分析
一、內(nèi)容分析
能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活所必需的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。因此教材在本單元和第三單元分別就化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化作了簡(jiǎn)單介紹。在第四單元中聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際,就太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、氫能的利用問(wèn)題進(jìn)行了討論。
本單元以生產(chǎn)、生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例引出了化學(xué)反應(yīng)中不僅有物質(zhì)的變化,還有能量的變化。認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,可以以不同的能量形式呈現(xiàn),如熱能、光能的釋放和吸收,電能、電磁波的釋放和吸收等等。
本單元在介紹了化學(xué)反應(yīng)發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)還伴隨著能量的變化以后,提出了“化學(xué)反應(yīng)中的能量變化從何而來(lái)?與物質(zhì)及其反應(yīng)有何聯(lián)系?”的疑問(wèn)。進(jìn)而從宏觀和微觀結(jié)構(gòu)的角度分析了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。從宏觀上講,與反應(yīng)物、生成物具有的總能量的相對(duì)大小有關(guān);從微觀角度看,化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的破壞和新化學(xué)鍵的形成,此過(guò)程中伴隨著能量的變化,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因,從而建立起科學(xué)的能量觀。
在介紹了化學(xué)反應(yīng)有放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)之后,教材轉(zhuǎn)而介紹了化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的表示方法——熱化學(xué)方程式,使學(xué)生了解反應(yīng)熱的表示方法及熱化學(xué)方程式的含義。之后,聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,介紹了有關(guān)燃料燃燒釋放能量的問(wèn)題,分析、討論了燃料燃燒釋放熱量的原因。從而讓學(xué)生體會(huì)到,在實(shí)際應(yīng)用中,要合理利用化石燃料、提高化石燃料利用效率,充分體現(xiàn)了本單元的知識(shí)價(jià)值。
二、目標(biāo)分析
1.知識(shí)與技能
通過(guò)生產(chǎn)、生活實(shí)例,了解化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等;通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念,并從化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的變化理解放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng);
知道化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因;了解化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì);了解熱化學(xué)方程式的意義,會(huì)書寫熱化學(xué)方程式,并能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的計(jì)算;了解提高燃料的燃燒效率的方法,認(rèn)識(shí)到合理利用化石燃料,開(kāi)發(fā)高效、清潔能源的重要性。
2.過(guò)程與方法
利用圖書、網(wǎng)絡(luò)等工具認(rèn)識(shí)能源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和提高人民生活水平所必需的重要物質(zhì)基礎(chǔ);從學(xué)生熟悉的燃料的燃燒釋放能量入手,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)本質(zhì)的研究——舊的化學(xué)鍵的斷裂和新的化學(xué)鍵的生成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,從而學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題的方法;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)科學(xué)研究的一般過(guò)程,了解科學(xué)研究的基本方法;能從微觀的角度來(lái)解釋宏觀化學(xué)現(xiàn)象,進(jìn)一步發(fā)展想象能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
認(rèn)識(shí)合理利用化石燃料的重要性,以及當(dāng)前使用化石燃料亟待解決的問(wèn)題以及解決問(wèn)題的研究方向,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感,加深對(duì)化學(xué)在解決能源問(wèn)題中重要作用的認(rèn)識(shí)。
三、重難點(diǎn)分析
重點(diǎn):放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng);化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系;反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系;化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的表示方法——熱化學(xué)方程式;有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。
難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系;熱化學(xué)方程式的書寫及其簡(jiǎn)單計(jì)算。
通過(guò)簡(jiǎn)單、現(xiàn)象易見(jiàn)的實(shí)驗(yàn),直觀地說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要表現(xiàn)為熱量的形式,提出吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念。這部分內(nèi)容可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中認(rèn)識(shí)和感受化學(xué)能與熱能之間相互轉(zhuǎn)化及其研究過(guò)程,感受定性和定量的研究化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的科學(xué)方法和實(shí)際意義。
對(duì)于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與化學(xué)鍵的關(guān)系??梢岳脤n}1介紹的化學(xué)鍵的初步知識(shí)分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化:
物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng):斷開(kāi)化學(xué)鍵——吸收能量
形成化學(xué)鍵——放出能量
從而得出當(dāng)斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的能量大于形成新化學(xué)鍵放出的能量,反應(yīng)就表現(xiàn)為吸收能量,是吸熱反應(yīng);當(dāng)斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的能量小于形成新化學(xué)鍵放出的能量,反應(yīng)就表現(xiàn)為放出能量,是放熱反應(yīng)。
通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的表示方法——熱化學(xué)方程式,認(rèn)識(shí)熱化學(xué)方程式的含義,了解、應(yīng)用△H表示反應(yīng)熱效應(yīng),并能正確書寫、理解熱化學(xué)方程式。
四、實(shí)驗(yàn)研究
【實(shí)驗(yàn)1】向一支試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條,加入5mL2mol/L的鹽酸,用手觸摸試管外壁,有什么感覺(jué)?
實(shí)驗(yàn)要點(diǎn):反應(yīng)前需要用砂紙將鎂條表面打磨光亮,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),用手觸摸試管能明顯感覺(jué)到反應(yīng)放熱,用溫度計(jì)測(cè)量效果會(huì)更好。
【實(shí)驗(yàn)2】在100mL小燒杯中加入約20g經(jīng)過(guò)研磨的氫氧化鋇晶體,然后加入約10g氯化銨晶體,用玻璃棒攪拌,使之充分混合。用手觸摸燒杯外壁,反應(yīng)混合物的溫度有什么變化?
實(shí)驗(yàn)要點(diǎn):實(shí)驗(yàn)中為了更好地表現(xiàn)溫度的降低,可以先準(zhǔn)備一塊潔凈的玻璃片,在玻璃片上滴幾滴水,然后將小燒杯放于玻璃片上。反應(yīng)吸熱,會(huì)使體系溫度降低,從而使玻璃片上的水凝固,將玻璃片和小燒杯粘在一起。本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是要在短時(shí)間內(nèi)使反應(yīng)充分進(jìn)行,使體系溫度快速降低,將玻璃片上的水凝固:(1)將Ba(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末,以便與NH4Cl晶體充分接觸;(2)由于該反應(yīng)屬于固相反應(yīng),一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物,以使它們很快起反應(yīng);(3)反應(yīng)放出有刺激性氣味的氨氣,會(huì)造成學(xué)習(xí)環(huán)境的污染,所以要注意對(duì)氨氣的吸收。(如下圖所示)
[補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)]
在一支試管中放入一小塊生石灰,加入少量水,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,再用手觸摸試管外壁。
生石灰與水反應(yīng)生成糊狀的氫氧化鈣,反應(yīng)放熱,試管發(fā)燙。
[補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)]鎂條在空氣中的燃燒
說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)中的能量變化不僅表現(xiàn)為熱量的變化,也可以有其他形式,如光能、電能等。
五、教學(xué)建議
本單元教學(xué)中,可以從鎂與鹽酸反應(yīng)、氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合攪拌的實(shí)驗(yàn)入手,啟發(fā)學(xué)生理解物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)還伴隨著能量的變化,而這些能量的變化通常表現(xiàn)為熱能的變化,得出吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念。也可補(bǔ)充學(xué)生已經(jīng)熟悉的鎂條的燃燒,幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有多種形式,熱量變化只是其中一種形式,還可以有光能、電能等。由實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題“為什么有的化學(xué)反應(yīng)吸熱,有的化學(xué)反應(yīng)放熱”進(jìn)入理論思考,運(yùn)用對(duì)比、比喻等方法進(jìn)行“一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量,取決于反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小”的教學(xué),可以借用直觀的圖表,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行討論、分析和比較。再利用學(xué)生在專題1中已有的關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí),結(jié)合化學(xué)鍵的模型、圖表和多媒體課件等,將“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”這一抽象的知識(shí)直觀化、形象化。
由學(xué)生討論:可以采取怎樣的方法定量地表示化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化?引出化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的表示方法——熱化學(xué)方程式。并通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算練習(xí),幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)熱化學(xué)方程式的含義,正確應(yīng)用△H表示化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng),能正確書寫熱化學(xué)方程式。
然后提出人類如何利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量問(wèn)題,使“化學(xué)反應(yīng)中的能量變化”從理論研究轉(zhuǎn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
本單元的教學(xué)要以實(shí)際應(yīng)用教學(xué)作為切入點(diǎn),兼顧理論與實(shí)際的聯(lián)系。要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量是當(dāng)今世界上最重要的能源,研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化具有重要意義。將化學(xué)研究與社會(huì)的生存和發(fā)展密切聯(lián)系起來(lái),讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
在教學(xué)中要注意幾個(gè)問(wèn)題:
(1)要強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)中能量變化并不等同于化學(xué)反應(yīng)中熱量的釋放或吸收,要讓學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有不同的形式,除了熱量的釋放和吸收以外,還有光的釋放和吸收、電能、電磁波的釋放和吸收等形式;
(2)要區(qū)分吸熱反應(yīng)和需要加熱的反應(yīng),有的化學(xué)反應(yīng)需要加熱引發(fā),但不一定就是吸熱反應(yīng);
(3)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系,只要作簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí),不需要深入認(rèn)識(shí);
(4)利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí),不要涉及蓋斯定律的內(nèi)容,也還要涉及化學(xué)計(jì)量數(shù)為分?jǐn)?shù)的熱化學(xué)方程式。
擴(kuò)展閱讀
《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(wú)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(lái)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(lái)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(shuō)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(guò)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(guò)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(lái),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(guò)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(kāi)討論,然后歸納總結(jié)。
通過(guò)討論發(fā)現(xiàn),常見(jiàn)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(jiàn)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(guò)程中放熱,而有的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸熱,什么原因決定的。經(jīng)過(guò)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(guò)程中斷鍵與成鍵分析,斷鍵過(guò)程吸熱,成鍵過(guò)程放熱,若斷鍵過(guò)程中消耗能量多,則為吸熱反應(yīng),若成鍵過(guò)程中放出熱量多,則為放熱反應(yīng)。
然后通過(guò)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(guò)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(guò)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(shuō)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
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎?下面是小編精心為您整理的“化學(xué)反應(yīng)中的能量變化”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
寫出下列化學(xué)方程式
1.氫氣在空氣中燃燒。2H2+O22H2O
2.一氧化碳在空氣中燃燒。2CO+O22CO2
3.木炭在空氣中完全燃燒。C+O2CO2
課本知識(shí)導(dǎo)學(xué)運(yùn)用
課本知識(shí)詮解重要提示1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)的特征
(2)分類及原因
類型定義原因常見(jiàn)實(shí)例放熱反應(yīng)有熱量放出的反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量所有燃燒反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)金屬置換出H2的反應(yīng)吸熱
反應(yīng)吸收熱量的反應(yīng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量C+CO22CO(s)
C+H2O(g)2-=CO↑(g)+H2↑(g)2.燃料的燃燒
燃燒條件:燃料必須與空氣接觸,且達(dá)到著火點(diǎn)
(2)充分燃燒的條件:①要有足夠的空氣;②燃料與空氣要有足夠的接觸面積
(3)不充分燃燒的危害
①產(chǎn)生的熱量少,浪費(fèi)資源;
②產(chǎn)生污染物。(如CO)
(4)提高燃燒效率的具體途徑:固體燃料粉碎成粉末狀,液體燃料進(jìn)行霧化,適量調(diào)節(jié)通風(fēng)量,提高燃燒溫度。
3.新能源開(kāi)發(fā)
即使燃料得到充分利用,也總有一天會(huì)枯竭的,因此,開(kāi)發(fā)新能源對(duì)于人類有重要的意義。新能源包括氫能、太陽(yáng)能、核能等。1.物質(zhì)變化遵循質(zhì)量守恒原理
2.能量變化遵循能量守恒原理
3.反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)條件沒(méi)有關(guān)系
4.燃料燃燒時(shí),并不是空氣越多越好,因?yàn)檫^(guò)量的空氣會(huì)帶走大量的熱量。基礎(chǔ)例題點(diǎn)撥一拖二【例題1】在燃燒正旺的煤爐上添加新煤時(shí),發(fā)現(xiàn)爐溫下降,同時(shí)在新煤上方,有藍(lán)色火焰出現(xiàn)。寫出該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式,并說(shuō)明是吸熱反應(yīng),還是放熱反應(yīng)。
【分析】燃燒正旺的煤爐進(jìn)行的反應(yīng)是碳燃燒生成二氧化碳,這是放熱反應(yīng);添加新煤時(shí)爐溫下降,主要是因?yàn)檫M(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),這是碳與二氧化碳化合生成一氧化碳的反應(yīng);產(chǎn)生的一氧化碳是可燃性氣體,燃燒時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色火焰,也是放熱反應(yīng)。
【解析】C+O2CO2放熱反應(yīng)
CO2+C2-2CO吸熱反應(yīng)
2CO+O22CO2放熱反應(yīng)
【例題2】大氣中,二氧化碳含量的增加會(huì)引起“溫室效應(yīng)”,自然界能消耗二氧化碳的反應(yīng)是()
A.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
B.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
C.6CO2+6H2O陽(yáng)光C6H12O6+6O2
D.CO2+C2-2CO
拖1(典型例題考綜合題)下列選項(xiàng)中說(shuō)明乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)的是()
①燃燒時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng);
②充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境;
③乙醇是一種再生能源;
④燃燒時(shí)放出大量熱量。
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
答案:D(解析:燃燒是發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng),這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn),其他三點(diǎn)均為乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn))
【分析】自然界能消耗CO2的反應(yīng)物應(yīng)在自然界中存在,而且還要在自然條件下該反應(yīng)能發(fā)生。自然界中不存在NaOH,存在CaCO3、CO2與C反應(yīng)需高溫條件也不可能。光合作用是消耗CO2的最重要和最佳途徑。
【解析】BC重難點(diǎn)突破
重點(diǎn)難點(diǎn)易混點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)方法技巧
重點(diǎn):
化學(xué)反應(yīng)及其能量變化,放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。
化學(xué)反應(yīng)中生成物總能量不可能正好等于反應(yīng)物的總能量,這樣反應(yīng)前后的能量差值即為化學(xué)反應(yīng)中的能量變化?;瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化形式有多種,如光能、聲能、電能、機(jī)械能等,但通常表現(xiàn)為熱量的變化,其他各種形式的能量有時(shí)和熱能的變化相伴發(fā)生。
因?yàn)榉磻?yīng)過(guò)程中能量守恒,故當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)為吸熱反應(yīng)。有些反應(yīng)物和生成物的能量比較接近,這樣的反應(yīng)熱效應(yīng)不明顯。另外要注意放熱反應(yīng)常溫下不一定能夠發(fā)生,吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱才能發(fā)生。
難點(diǎn):
化學(xué)反應(yīng)中能量變化觀點(diǎn)的建立。
在化學(xué)反應(yīng)中,從反應(yīng)物分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锓肿?,各原子?nèi)部并沒(méi)有發(fā)生很大變化,但原子間的結(jié)合方式發(fā)生了改變,在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生了能量變化。故化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)的生成,而新物質(zhì)和反應(yīng)物的總能量不同,根據(jù)能量守恒定律,反應(yīng)必釋放或吸收能量。
隨筆:
易混易錯(cuò)點(diǎn)
1.反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系
很多同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)發(fā)生需要加熱的反應(yīng)為吸熱反
拖2下列說(shuō)法正確的是()
A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng),這不一定對(duì)。有的需加熱的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。如:C(s)+H2O(g)CO↑(g)+H2↑(g)為吸熱反應(yīng)。而有很多需加熱的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。如大多數(shù)燃燒反應(yīng),需點(diǎn)燃才能發(fā)生。因?yàn)槿剂先紵柽_(dá)到著火點(diǎn)。而燃燒一旦開(kāi)始,就放出大量的熱量,就不用再加熱。
2.化合反應(yīng)與分解反應(yīng)的熱效應(yīng)
很多同學(xué)認(rèn)為化合反應(yīng)為放熱反應(yīng),分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),這不夠準(zhǔn)確。如C+CO22CO這個(gè)反應(yīng)為化合反應(yīng),卻是一個(gè)吸熱反應(yīng),2HIH2+I2這個(gè)分解反應(yīng)卻為放熱反應(yīng)。不過(guò),大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
3.燃料燃燒時(shí)空氣的量的控制
有同學(xué)認(rèn)為燃料燃燒時(shí),要使燃料燃燒充分,就要有足夠的空氣,因?yàn)榭諝庠蕉嘣胶茫獠恢?,過(guò)量的空氣會(huì)帶走大量的熱量,浪費(fèi)了能量。
4.反應(yīng)熱與物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系
答案:CD(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(kāi)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),所以C、D選項(xiàng)是正確的)
【例題3】在相同溫度下,相同質(zhì)量的H2發(fā)生下列反應(yīng)放出的熱量,分別為Q1和Q2:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放熱Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放熱Q2
則Q1和Q2的關(guān)系為()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.無(wú)法確定
【分析】因?yàn)閷⒁簯B(tài)水汽化,需要吸收熱量,反過(guò)來(lái),氣態(tài)水液化要放出熱量,所以Q2>Q1
【解析】B
【例題4】解釋“燃著的蠟燭一扇就滅,而爐火越扇越旺”這一事實(shí)。
【易錯(cuò)分析】不會(huì)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生活中所遇到的問(wèn)題。這是化學(xué)素質(zhì)教育的重點(diǎn)之一,本題可利用燃燒充分燃料的條件進(jìn)行解釋。
【解析】大量空氣的急速流動(dòng)會(huì)帶動(dòng)大量的熱量,使蠟燭達(dá)不到著火點(diǎn)而熄滅。而爐火通入足量的空氣,使之充分燃燒,故越扇越旺。應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生
C.反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(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)在一定的條件下也能發(fā)生
拖3下列說(shuō)法正確的是()
A.分解反應(yīng)要吸熱,需加熱才能發(fā)生
B.化合反應(yīng)一般為放熱反應(yīng),常溫下就可發(fā)生
C.需高溫才能進(jìn)行的一定為吸熱反應(yīng)
D.吸熱反應(yīng)在常溫下也可發(fā)生
答案:D(解析:一個(gè)反應(yīng)發(fā)生的條件與反應(yīng)的熱效應(yīng)無(wú)關(guān),如燃料的燃燒是一個(gè)放熱過(guò)程,但需要點(diǎn)燃,即加熱達(dá)到其著火點(diǎn)。分解反應(yīng)不全為吸熱反應(yīng),分解反應(yīng)也不一定需加熱的條件,如碳酸的分解?;戏磻?yīng)不全為放熱過(guò)程,在常溫下不一定發(fā)生,如H2與O2化合成H2O需點(diǎn)燃)
拖4同溫同壓下,相同質(zhì)量的固態(tài)硫和液態(tài)硫燃燒發(fā)生以下反應(yīng)放出的熱量分別為Q1和Q2
S(s)+O2(g)=SO2(g)
放熱Q1
S(l)+O2(g)=SO2(g)
放熱Q2
則Q1與Q2的關(guān)系為()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.無(wú)法確定
答案:B[解析:將固態(tài)硫燃燒分解成兩個(gè)過(guò)程:先將固態(tài)硫液化(此過(guò)程吸熱),再將液態(tài)硫燃燒(放熱Q2),所以Q1<Q2
方法技巧
1.化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)生成,新物質(zhì)和反應(yīng)物總能量不同。
(2)反應(yīng)中能量定恒。
(3)反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱,如果兩者能量比較接近,則放熱和吸熱不明顯。
2.兩個(gè)或多個(gè)分子化合成一個(gè)分子的化合反應(yīng)一定為放熱反應(yīng),或一個(gè)微粒變成兩個(gè)或多個(gè)微粒的過(guò)程一定為吸熱過(guò)程。
如:NH3+HClNH4Cl
一個(gè)分子分解成兩個(gè)或多個(gè)分子的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)?;騼蓚€(gè)或多個(gè)微粒變成一個(gè)微粒的過(guò)程一定為放熱過(guò)程。
如:NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
注意:“個(gè)”與“種”的區(qū)別。
(1)可燃物燃燒的主要條件:①與空氣接觸;②溫度達(dá)到著火點(diǎn)。
(2)滅火方法:隔絕空氣或使可燃物溫度降至著火點(diǎn)以下。
【例題5】已知NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)放出的熱量為Q1,等濃度、等量NaOH溶液與CH3COOH(醋酸)反應(yīng)放出的熱量為Q2,則Q1、Q2的相對(duì)大小()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.無(wú)法確定
【分析】NaOH、HCl均為強(qiáng)電解質(zhì),其溶液在混合之前均完全電離,混合后,H+與OH-結(jié)合成水放出熱量;而醋酸為弱電解質(zhì)溶液,電離的醋酸分子較少,當(dāng)與NaOH溶液混合時(shí),CH3COOH先電離出H+,需吸收能量,然后H+與OH-結(jié)合又放出能量,所以Q1>Q2。
【解析】A
【例題6】下列過(guò)程屬于吸熱過(guò)程的是()
A.H++OH-=H2O
B.NaCl=Na++Cl-
C.CaO+H2O=Ca(OH)2
D.Cl+Cl=Cl2
拖5已知H2SO4溶液與NaOH溶液反應(yīng)放出的熱量為Q1,等濃度、等量的H2SO4溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)放出的熱量為Q2,測(cè)Q1、Q2的相對(duì)大小為()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.無(wú)法確定
答案:B(解析:因?yàn)閮蓚€(gè)微粒合成一個(gè)微粒的過(guò)程一定放熱,故H++OH-H2O放熱,Ba2++SO2-4BaSO4↓也放熱,H2SO4與NaOH反應(yīng),只有H++OH-H2O,而H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng),除H++OH-H2O外,還有Ba2++SO2-4BaSO4↓發(fā)生)
拖6海灣戰(zhàn)爭(zhēng)引起油井著火,下列措施不可以考慮滅火的是()
A.設(shè)法降低火焰溫度
B.設(shè)法降低著火點(diǎn)
C.設(shè)法堵住油井出口
D.設(shè)法使火焰隔離空氣
答案:B(解析:根據(jù)燃料燃燒的條件:①達(dá)到著火點(diǎn),②燃料與空氣接觸,因此滅火可以采取的措施:①降低火焰溫度至著火點(diǎn)以下;②使燃料與空氣隔絕。而著火點(diǎn)是物質(zhì)的屬性。不可能改變)
拖7下列過(guò)程屬于放熱過(guò)程的有()
A.NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.SO3+H2O=H2SO4
D.2CO+O22CO2
答案:CD(一個(gè)微粒變成多個(gè)微粒的過(guò)程吸熱,多個(gè)微粒變成一個(gè)微粒的過(guò)程放熱)
拖8水蒸氣通過(guò)熾熱的煤所產(chǎn)生的混合氣體,其主要成分是CO、H2,還含有CO2和水蒸氣。試選用下列試劑確認(rèn)這四種氣體的存在:①澄清石灰水;②無(wú)水硫酸銅;③熾熱的氧化銅;④濃硫酸。假設(shè)每步反應(yīng)均充分進(jìn)行,則混合氣體依次通過(guò)試劑的順序?yàn)開(kāi)______。
答案:②①④③②①(解析:四種氣體中首先要確認(rèn)的是水蒸氣,通過(guò)無(wú)水硫酸銅,白色粉末變藍(lán),說(shuō)明含有水蒸氣;再通過(guò)澄清石灰水即可確定CO2;將混合氣體經(jīng)濃硫酸干燥后,通過(guò)熾熱的氧化銅,CO、H2均被氧化,通過(guò)檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物來(lái)確認(rèn)它們的存在,具體做法是:通過(guò)熾熱的氧化銅后,依次通過(guò)無(wú)水硫酸銅和澄清石灰水)
【分析】A、C、D都屬于兩個(gè)微粒合為一個(gè)微粒的形式,為放熱過(guò)程。而B(niǎo)為一個(gè)微粒變成兩個(gè)微粒的形式,所以為吸熱過(guò)程。
【解析】B
圖1-3-1【例題7】如圖1?3?1所示,把試管放入盛有25℃的飽和石灰水溶液的燒杯中,試管中開(kāi)始放入幾小片鎂片,再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是____________。
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是____________。
(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
(4)由實(shí)驗(yàn)推知,所得MgCl2溶液和H2的總能量_______(填“大于”“小于”“等于”)原來(lái)鎂片和鹽酸的總能量。
【分析】鎂與鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng),放出的熱量使燒杯溶液溫度升高,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小,從而飽和石灰水變渾濁。
【解析】(1)鎂片上有氣泡產(chǎn)生,鎂片逐漸溶解至最后消失,燒杯中石灰水變渾濁。
(2)鎂片與鹽酸反應(yīng),鎂與鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng),放出的熱量使燒杯中溶液溫度升高,而Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小。
(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑
(4)小于
隨筆:
名題活題創(chuàng)新探究
例題分析解答【例題8】能源可劃分為一級(jí)能源和二級(jí)能源,自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級(jí)能源;需依靠其他能源間接制取的能源稱為二級(jí)能源。例如自然界中的煤即為一級(jí)能源,而氫氣則是一種高效沒(méi)有污染的二級(jí)能源,它可以由自然界中大量存在的水來(lái)制取;2H2O通電2H2↑+O2↑,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
(1)除了題中提到的以外,你還能列舉出一些一級(jí)能源和二級(jí)能源嗎?
一級(jí)能源;
二級(jí)能源。
(2)關(guān)于用水制取二級(jí)能源氫氣,以下研究方向不正確的是_______。
A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì),因此可以研究在水不分解的情況下,使氫成為二級(jí)能源
B.設(shè)法將太陽(yáng)光聚焦,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣
C.尋找高效催化劑,使水分解產(chǎn)生氫氣,同時(shí)釋放能量
D.尋找特殊化學(xué)物質(zhì),用于開(kāi)發(fā)廉價(jià)能源,以分解水制取氫氣
(3)我國(guó)的能源消耗以煤為主,煤炭的儲(chǔ)量占世界儲(chǔ)量的13%,僅次于美國(guó)、前蘇聯(lián),居世界第三位。據(jù)估計(jì),全世界石油和天然氣的資源于80年后將枯竭,煤炭最多能供應(yīng)200~300年。能源緊缺已成為世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一種制約因素。節(jié)約能源是解決能源緊缺的重要途徑。根據(jù)你所學(xué)的化學(xué)知識(shí),簡(jiǎn)述提高煤的利用效率的途徑和方法?
【分析】解答(1)問(wèn)的關(guān)鍵要運(yùn)用題目所給的信息,認(rèn)定一級(jí)能源和二級(jí)能源概念的界定。(2)根據(jù)氫氣燃燒為放熱反應(yīng),知水的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以水分解釋放能量是不可能的。
【解析】(1)一級(jí)能源有:石油、天然氣、太陽(yáng)能、草木、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、海洋能、潮汐能等;二?jí)能源有:電能、水煤氣、沼氣等。
(2)AC
(3)①使煤充分燃燒。(一是燃燒時(shí)要有足夠多的空氣,二是煤與空氣要有足夠大的接觸面積)。②熱能的充分
拖9(廣東高考題)
(1)日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要能量的主要來(lái)源為_(kāi)______,特別是_______燃燒所產(chǎn)生的能量。
(2)氫氣作為燃料具有其他燃料所不及的優(yōu)點(diǎn)主要有,_______,_______。
(3)科學(xué)家預(yù)言:未來(lái)理想的燃料,可取自于綠色植物,即把植物中的纖維素用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┡c水作用生成葡萄糖(C6H12O6),再在催化劑與水作用下使葡萄糖分解成乙醇(C2H5OH)和二氧化碳,乙醇是一種理想的燃料,試寫出葡萄糖在催化劑作用下生成乙醇和二氧化碳的化學(xué)方程式_______。
答案:解:(1)化石燃料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的煤、石油、天然氣
(2)質(zhì)量一定時(shí)燃燒放出的熱量多燃燒產(chǎn)物無(wú)污染可以再生
(3)C6H12O6催化劑2C2H5OH+2CO2↑
拖10(典型例題合)航天飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物為固體燃料,點(diǎn)燃時(shí)鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應(yīng),其方程式可表示為:
2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑
下列對(duì)此反應(yīng)的敘述中錯(cuò)誤的是()
A.上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)
B.上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動(dòng)航天飛機(jī)飛行
C.反應(yīng)從能量變化上說(shuō),主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能
D.在反應(yīng)中高氯酸銨只起氧化劑作用
答案:D(解析:此反應(yīng)為一個(gè)自身氧化還原反應(yīng),N元素、O元素化合價(jià)升高被氧化,Cl元素化合價(jià)降低被還原,NH4ClO4既作氧化劑,又作還原劑)
利用。(通過(guò)改進(jìn)設(shè)備,防止熱能損失,提高熱能的利用率)。③煤的氣化和液化。(固體煤經(jīng)過(guò)處理變?yōu)橐后w或氣體,燃燒時(shí)可減少污染,燃燒效率高,也便于運(yùn)輸)。
【例題9】(上海市檢測(cè)題)天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學(xué)方程式依次為CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具,今改為用液化石油氣,應(yīng)采取的正確措施是()
A.減小空氣進(jìn)入量,增大石油氣進(jìn)氣量
B.增大空氣進(jìn)入量,減小石油氣進(jìn)氣量
C.減小空氣進(jìn)入量,減小石油氣進(jìn)氣量
D.增大空氣進(jìn)入量,增大石油氣進(jìn)氣量
【分析】從CH4、C3H8燃燒的方程式可知,等量的CH4與C3H8燃燒,C3H8需要的O2比CH4需要的O2多,為使燃料充分燃燒,可以減少燃?xì)膺M(jìn)氣量或增大空氣進(jìn)入量或?qū)蓚€(gè)措施同時(shí)進(jìn)行。
【解析】B隨筆:
知識(shí)鏈接
氧化還原反應(yīng)的廣泛應(yīng)用
氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)作一些簡(jiǎn)單介紹。
我們所需要的各種各樣的金屬,都是通過(guò)氧化還原反應(yīng)從礦石中提煉而得到的。例如,制造活潑的有色金屬要用電解或置換的方法;制造黑色金屬和其他有色金屬都是在高溫條件下用還原的方法;制備貴重金屬常用濕法還原等等。許多重要化工產(chǎn)品的制造,如合成氨、合成鹽酸、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等,主要反應(yīng)也都是氧化還原反應(yīng)。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹(shù)脂的合成等也都是氧化還原反應(yīng)。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,植物的光合作用、呼吸作用是復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)。施入土壤的肥料的變化,如銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,SO2-4轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S等,雖然需要有細(xì)菌起作用,但就其實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō),也是氧化還原反應(yīng)。土壤里鐵或錳的化合價(jià)態(tài)的變化直接影響著作物的營(yíng)養(yǎng),曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。
我們通常使用的干電池、蓄電池以及在空間技術(shù)上應(yīng)用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應(yīng),否則就不可能把化學(xué)能變成電能,或把電能變成化學(xué)能。
人和動(dòng)物的呼吸,把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過(guò)呼吸把貯藏在食物分子內(nèi)的能,轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘?ATP)高能磷酸鍵的化學(xué)能,這種化學(xué)能再供給人和動(dòng)物進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、維持體溫、合成代謝、細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)取C禾?、石油、天然氣等燃料的燃燒更是供給人們生活和生產(chǎn)所必需的大量的能量。
由此可見(jiàn),在許多領(lǐng)域里都涉及到氧化還原反應(yīng),學(xué)習(xí)和逐步掌握氧化還原反應(yīng)對(duì)同學(xué)們生活和今后參加工作都是很有意義的。
能力達(dá)標(biāo)檢測(cè)
1.下列變化中,屬于吸熱反應(yīng)的是()
A.白磷自燃B.工業(yè)上制氧氣
C.葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解D.鋁片與鹽酸反應(yīng)
答案:B(燃燒反應(yīng)全為放熱反應(yīng),所以白磷為放熱反應(yīng),工業(yè)上制O2通常用電解H2O來(lái)制取,而我們知道,2H2+O22H2O放熱,所以水分解吸熱;葡萄糖在人體內(nèi)氧化是人體能量的主要來(lái)源,故為放熱過(guò)程)
2.吸熱反應(yīng)一定是()
A.貯存能量B.釋放能量
C.反應(yīng)物總能量低于生成物總能量D.反應(yīng)物總能量高于生成物總能量
答案:AC(吸收的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來(lái))
3.下列說(shuō)法正確的是()
A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化
B.煤和石油屬于可再生的化石能源
C.需要加熱的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D.大多數(shù)的化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),而大多數(shù)的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
答案:AD
4.將煤處理后變?yōu)闅怏w燃料的目的是()
A.提高燃料效率,減少大氣污染B.提高煤的價(jià)格
C.主要是為了更好地保管D.減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)
答案:A(將固體燃料氣化,燃料燃燒時(shí)與空氣充分接觸,燃燒充分,燃料利用率提高,同時(shí)產(chǎn)生CO含量減小)
5.下列說(shuō)法不正確的是()
A.化石燃料在任何條件下都能充分燃燒
B.化石燃料在燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體
C.直接燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后再燃燒的效果好D.固體煤變?yōu)闅怏w燃料后,燃燒效率將更低
答案:AD(化石燃料只有在適當(dāng)?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒?;剂喜唤?jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體?;剂?煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料。不僅減少SO2對(duì)大氣的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D選項(xiàng)的說(shuō)法是錯(cuò)誤的)
6.下列說(shuō)法不正確的是()
A.白磷在空氣中可自燃說(shuō)明白磷在空氣中的氧化是放熱反應(yīng),且白磷著火點(diǎn)低
B.煤炭燃燒需加熱才能進(jìn)行,因此該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.相同溫度下,相同質(zhì)量的固體硫和硫蒸氣完全燃燒放出的熱量相同
D.所有燃燒反應(yīng)必須有氧氣才能進(jìn)行
答案:BC(白磷在空氣中不點(diǎn)自燃,說(shuō)明著火點(diǎn)低,燃燒放出的熱量,使白磷繼續(xù)燃燒;燃料燃燒為放熱反應(yīng),但在常溫下,一般的燃燒需加熱至溫度達(dá)到著火點(diǎn),故B不正確;因硫從固態(tài)變成液態(tài)要吸收熱量,故C不正確)
7.有關(guān)能源的下列說(shuō)法不正確的是()
A.煤、石油、天然氣為化石能源B.化石能源為非再生能源
C.氫能為可再生能源D.化石能源是可再生能源
答案:D(化石能源是古代動(dòng)植物遺體通過(guò)幾萬(wàn)年或幾十萬(wàn)年才形成,不可再生)
8.下列說(shuō)法不正確的是()
A.物質(zhì)燃燒總是放熱的
B.化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.有些放熱反應(yīng),在引發(fā)反應(yīng)時(shí)往往需要加熱
D.放熱反應(yīng)在反應(yīng)發(fā)生時(shí)都不需要加熱
答案:BD(大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),但不全是,反應(yīng)的條件與熱效應(yīng)無(wú)關(guān))
9.下列物質(zhì)加入水中,顯著吸熱的是()
A.NaOHB.生石灰
C.NH4NO3晶體D.濃H2SO4
E.NaCl晶體
答案:C(強(qiáng)堿固體物質(zhì)溶于水是放熱過(guò)程,濃酸溶于水是放熱過(guò)程,NaCl等一般鹽溶于水,熱效應(yīng)不明顯)
10.等質(zhì)量的碳在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng),放出的熱量分別為Q1、Q2,2C(固)+O2(氣)2CO(氣)C(固)+O2(氣)CO2(氣)
則Q1、Q2的關(guān)系為()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1=Q2D.無(wú)法確定
答案:B(前者可認(rèn)為碳燃燒不完全)
11.已知31g的白磷變成31g的紅磷是放熱反應(yīng),下列兩個(gè)反應(yīng)中:
4P(白)(固)+5O2(氣)2P2O5(固)+Q1
4P(紅)(固)+5O2(氣)2P2O5(固)+O2
則Q1和Q2的關(guān)系正確的是()
A.Q1=Q2B.Q1>Q2C.Q1<Q2D.無(wú)法判斷
答案:B(將白磷燃燒分解成兩個(gè)過(guò)程:先將白磷轉(zhuǎn)化為紅磷,要放出熱量,然后紅磷燃燒,又放出與紅磷燃燒相等的熱量)
12.某化學(xué)反應(yīng),設(shè)反應(yīng)物總能量為E1,生成物總能量為E2。
(1)若E1>E2,則該反應(yīng)物為_(kāi)______熱反應(yīng),該反應(yīng)的過(guò)程可看成是_______。
(2)若E1<E2,則該反應(yīng)為熱反應(yīng),那么在發(fā)生反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物需要_______才能轉(zhuǎn)化成生成物,該反應(yīng)的過(guò)程可看成是_______。
答案:(1)放將能量釋放出來(lái)的過(guò)程(2)吸吸收能量,將能量貯存起來(lái)的過(guò)程
13.氫氣被公認(rèn)是21世紀(jì)理想的能源,試簡(jiǎn)述氫氣作為能源的三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):
(1)。
(2)。
(3)。
答案:(1)一定質(zhì)量H2燃燒,放出的熱量多(2)燃燒產(chǎn)物無(wú)污染(3)可以再生
14.鐵粉和硫粉混合后,稍加熱,反應(yīng)即能自行進(jìn)行下去,說(shuō)明這個(gè)反應(yīng)是反應(yīng)。(填“放熱”或“吸熱”)
答案:放熱
15.利用太陽(yáng)能的方法之一,是將裝有芒硝(Na2SO410H2O)的密閉塑料管安裝在房屋的外墻內(nèi),當(dāng)太陽(yáng)照射時(shí),它能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,達(dá)到蓄熱的作用,使室內(nèi)保持較低溫度。晚上,它能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能放出,使室內(nèi)保持較高溫度,利用化學(xué)原理分析熱能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。
答案:當(dāng)太陽(yáng)照射時(shí),Na2SO410H2O分解吸收熱量,使室溫度不至升高很多,晚上,氣溫下降,Na2SO4與H2O結(jié)合成Na2SO410H2O又放出熱量,使室內(nèi)保持溫暖。
參考答案
【一拖二】
1.D(解析:燃燒是發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng),這不是乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn),其他三點(diǎn)均為乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn))2.CD(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(kāi)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),所以C、D選項(xiàng)是正確的)3.D(解析:一個(gè)反應(yīng)發(fā)生的條件與反應(yīng)的熱效應(yīng)無(wú)關(guān),如燃料的燃燒是一個(gè)放熱過(guò)程,但需要點(diǎn)燃,即加熱達(dá)到其著火點(diǎn)。分解反應(yīng)不全為吸熱反應(yīng),分解反應(yīng)也不一定需加熱的條件,如碳酸的分解。化合反應(yīng)不全為放熱過(guò)程,在常溫下不一定發(fā)生,如H2與O2化合成H2O需點(diǎn)燃)4.B[解析:將固態(tài)硫燃燒分解成兩個(gè)過(guò)程:先將固態(tài)硫液化(此過(guò)程吸熱),再將液態(tài)硫燃燒(放熱Q2),所以Q1<Q2]5.B(解析:因?yàn)閮蓚€(gè)微粒合成一個(gè)微粒的過(guò)程一定放熱,故H++OH-H2O放熱,Ba2++SO2-4BaSO4↓也放熱,H2SO4與NaOH反應(yīng),只有H++OH-H2O,而H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng),除H++OH-H2O外,還有Ba2++SO2-4BaSO4↓發(fā)生)6.B(解析:根據(jù)燃料燃燒的條件:①達(dá)到著火點(diǎn),②燃料與空氣接觸,因此滅火可以采取的措施:①降低火焰溫度至著火點(diǎn)以下;②使燃料與空氣隔絕。而著火點(diǎn)是物質(zhì)的屬性。不可能改變)7.CD(一個(gè)微粒變成多個(gè)微粒的過(guò)程吸熱,多個(gè)微粒變成一個(gè)微粒的過(guò)程放熱)8.②①④③②①(解析:四種氣體中首先要確認(rèn)的是水蒸氣,通過(guò)無(wú)水硫酸銅,白色粉末變藍(lán),說(shuō)明含有水蒸氣;再通過(guò)澄清石灰水即可確定CO2;將混合氣體經(jīng)濃硫酸干燥后,通過(guò)熾熱的氧化銅,CO、H2均被氧化,通過(guò)檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物來(lái)確認(rèn)它們的存在,具體做法是:通過(guò)熾熱的氧化銅后,依次通過(guò)無(wú)水硫酸銅和澄清石灰水)
9.解:(1)化石燃料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的煤、石油、天然氣
(2)質(zhì)量一定時(shí)燃燒放出的熱量多燃燒產(chǎn)物無(wú)污染可以再生
(3)C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
10.D(解析:此反應(yīng)為一個(gè)自身氧化還原反應(yīng),N元素、O元素化合價(jià)升高被氧化,Cl元素化合價(jià)降低被還原,NH4ClO4既作氧化劑,又作還原劑)
【能力達(dá)標(biāo)檢測(cè)】
1.B(燃燒反應(yīng)全為放熱反應(yīng),所以白磷為放熱反應(yīng),工業(yè)上制O2通常用電解H2O來(lái)制取,而我們知道,2H2+O2H2O放熱,所以水分解吸熱;葡萄糖在人體內(nèi)氧化是人體能量的主要來(lái)源,故為放熱過(guò)程)2.AC(吸收的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來(lái))3.AD4.A(將固體燃料氣化,燃料燃燒時(shí)與空氣充分接觸,燃燒充分,燃料利用率提高,同時(shí)產(chǎn)生CO含量減小)5.AD(化石燃料只有在適當(dāng)?shù)臏囟群陀醒鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒?;剂喜唤?jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染物CO、SO2等有害氣體?;剂?煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料。不僅減少SO2對(duì)大氣的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D選項(xiàng)的說(shuō)法是錯(cuò)誤的)6.BC(白磷在空氣中不點(diǎn)自燃,說(shuō)明著火點(diǎn)低,燃燒放出的熱量,使白磷繼續(xù)燃燒;燃料燃燒為放熱反應(yīng),但在常溫下,一般的燃燒需加熱至溫度達(dá)到著火點(diǎn),故B不正確;因硫從固態(tài)變成液態(tài)要吸收熱量,故C不正確)7.D(化石能源是古代動(dòng)植物遺體通過(guò)幾萬(wàn)年或幾十萬(wàn)年才形成,不可再生)8.BD(大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),但不全是,反應(yīng)的條件與熱效應(yīng)無(wú)關(guān))9.C(強(qiáng)堿固體物質(zhì)溶于水是放熱過(guò)程,濃酸溶于水是放熱過(guò)程,NaCl等一般鹽溶于水,熱效應(yīng)不明顯)10.B(前者可認(rèn)為碳燃燒不完全)11.B(將白磷燃燒分解成兩個(gè)過(guò)程:先將白磷轉(zhuǎn)化為紅磷,要放出熱量,然后紅磷燃燒,又放出與紅磷燃燒相等的熱量)12.(1)放將能量釋放出來(lái)的過(guò)程(2)吸吸收能量,將能量貯存起來(lái)的過(guò)程13.(1)一定質(zhì)量H2燃燒,放出的熱量多(2)燃燒產(chǎn)物無(wú)污染(3)可以再生14.放熱15.當(dāng)太陽(yáng)照射時(shí),Na2SO410H2O分解吸收熱量,使室溫度不至升高很多,晚上,氣溫下降,Na2SO4與H2O結(jié)合成Na2SO410H2O又放出熱量,使室內(nèi)保持溫暖。
【課本習(xí)題】
一、1.放出吸收2.放熱吸收能量吸熱
二、1.NaOH溶液與鹽酸反應(yīng)以及其堿與酸的中和反應(yīng),其實(shí)質(zhì)都為OH-+H+H2O,由題意知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。在中和反應(yīng)中,反應(yīng)物和生成物的能量變化為(如圖):2.使煤爐中的煤充分燃燒,應(yīng)采取的措施有:①將煤塊或煤粉制成像蜂窩煤球等形狀的煤,以增大煤與空氣的接觸面積;②適當(dāng)開(kāi)大爐門,使?fàn)t內(nèi)有充足的空氣。還可以在爐身的中上部開(kāi)個(gè)二次通風(fēng)口,使煤燃燒產(chǎn)生的可燃性氣體(CO)進(jìn)行二次燃燒。
【復(fù)習(xí)題】
一、1.在反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生電子轉(zhuǎn)移得還原失氧化2.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑失去升高還原氧化得到降低氧化還原3.(1)未達(dá)到電荷守恒Cu+2Ag+Cu2++2Ag(2)將難溶于水的碳酸鈣寫成了離子形式CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O(3)將難溶于水的氫氧化銅寫成了離子形式Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O4.參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的總質(zhì)量等于各生成物的總質(zhì)量;若反應(yīng)為放熱反應(yīng),參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的總能量等于各生成物的總能量與反應(yīng)放出的熱量之和。若反應(yīng)為吸熱反應(yīng),參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的總能量等于各生成物的總能量與反應(yīng)吸收的熱量的熱量之差。即物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí),保持能量守恒。5.(1)酸性作用(2)氧化性作用
二、1.AD2.BC3.C4.C5.C
三、1.(1)氧化劑:CuO還原劑:CO
(2氧化劑:CuSO4還原劑:鋅片
(3)CO2+2O=H-CO2-3+H2O
(4)Ba2++2OH-+SO2-4+2H+=BaSO4↓+2H2O
2.(1)不正確。在金屬活動(dòng)性順序中,Cu位于Mg的后面,此反應(yīng)不能發(fā)生。此式無(wú)法改正,只能廢除。
(2)不正確。H2CO3很不穩(wěn)定,對(duì)其要用CO2和H2O表示。此外,該化學(xué)方程式未配平。
應(yīng)改為:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(3)正確。
(4)不正確。AgNO3在水中易溶、易電離,不該用分子式表示之。
應(yīng)改為:Ag++Cl-AgCl↓
(5)不正確。H2CO3很不穩(wěn)定,對(duì)其要用CO2和H2O表示。
應(yīng)改為:CO2-3+2H+=CO2↑+H2O
四、1.該白色固體為CaCl2和Na2CO3的混合物,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:
白色固體溶解于水:Ca2++CO2-3=CaCO3↓;
沉淀中加入稀鹽酸:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;
濾液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓。
2.該白色粉末由Ba(NO3)2、CaCl2和K2CO3組成。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:
粉末加入水中:Ba2++CO2-3=BaCO3↓
Ca2++CO2-3=CaCO3↓
懸濁液中加入稀硝酸:BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
②的溶液中滴入硫酸:Ba2++SO2-=4BaSO4↓
可能還有反應(yīng):Ca2++SO2-4=CaSO4↓
②的溶液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓
化學(xué)反應(yīng)
總課時(shí)數(shù)12科目高一化學(xué)使用時(shí)間
主備人鄭光輝使用人
課題名稱第二章第一節(jié)化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)(1)
預(yù)習(xí)目標(biāo):
1、了解化學(xué)鍵的含義以及離子鍵、共價(jià)鍵的形成,奠定學(xué)生對(duì)物質(zhì)形成的理論基礎(chǔ)。
2、了解化學(xué)反應(yīng)中伴隨有能量的變化的實(shí)質(zhì)和化學(xué)能與其他能量形式之間的轉(zhuǎn)化。
重點(diǎn)難點(diǎn):
化學(xué)鍵的含義以及離子鍵、共價(jià)鍵
自主預(yù)習(xí)
一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化
1、在化學(xué)反應(yīng)中,不僅有,還伴隨有,人們利用化學(xué)反應(yīng),有時(shí)是為了
,有時(shí)是為了。
2、稱為化學(xué)鍵。
3、水在電解時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式為
水分子中的化學(xué)鍵斷裂,
形成新的化學(xué)鍵。
氮?dú)馀c氫氣合成氨氣的化學(xué)方程式為
斷裂的鍵是形成的鍵是
4、化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)是
5、氫氣與氯氣化合化學(xué)方程式為
斷裂的鍵是形成的鍵是
氫原子原子結(jié)構(gòu)示意圖為氯原子原子結(jié)構(gòu)示意圖為,兩者形成氯化氫分子趨勢(shì)的原因是
6、,叫做共價(jià)鍵。
7、鈉與氯氣化合化學(xué)方程式為
斷裂的鍵是形成的鍵是
鈉原子原子結(jié)構(gòu)示意圖為氯原子原子結(jié)構(gòu)示意圖為,兩者形成氯化鈉趨勢(shì)的原因是
8、,叫做離子鍵。
9、離子鍵和共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的兩種類型。一般情況下,
容易形成離子鍵,容易形成共價(jià)鍵。
【強(qiáng)調(diào)】(1)共價(jià)鍵的成鍵微粒是原子,而離子鍵的成鍵微粒是陰陽(yáng)離子(2)一般典型的非金屬和非金屬之間都形成共價(jià)鍵,典型的金屬和非金屬之間都形成離子鍵
指出構(gòu)成下列物質(zhì)的微粒和鍵型:NaCl、CaO、MgCl2、H2O、CH4、NH3、CO2
物質(zhì)形成化學(xué)鍵的微粒化學(xué)鍵類型
H2O
CH4
NH3
NaCl
MgCl2
CaO
CO2
【思考交流】
1、稀有氣體為什么不能形成雙原子分子?
2、木炭被點(diǎn)燃后能夠持續(xù)燃燒為什么?
3、請(qǐng)推測(cè)化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)有能量變化?
課后練習(xí):
1、下列說(shuō)法正確的是
A、化學(xué)鍵是相鄰分子間存在的相互作用
B、化學(xué)鍵是相鄰原子間存在的相互作用
C、化學(xué)鍵是相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用
D、化學(xué)鍵變化包含舊鍵斷裂和新鍵形成
2、下列物質(zhì)的變化過(guò)程中存在共價(jià)鍵被破壞的是
A、I2升華
B、NaCl被融化成液態(tài)
C、水被蒸發(fā)
D、HCl溶于水
3、下列說(shuō)法正確的是
A、兩個(gè)原子或多個(gè)原子之間的相互作用叫做化學(xué)鍵
B、陰陽(yáng)離子通過(guò)靜電吸引而形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵
C、只有金屬原子和非金屬原子化合時(shí)才能形成離子鍵
D、大多數(shù)的鹽、堿和低價(jià)金屬氧化物中含有離子鍵
4、X原子最外層只有一個(gè)電子,Y原子最外層有七個(gè)電子,兩者所形成的化學(xué)鍵
A、一定是離子鍵
B、一定是共價(jià)鍵
C、可能是離子鍵也可能是共價(jià)鍵
D、以上說(shuō)法都不正確
5、X、Y形成離子后電子層結(jié)構(gòu)都與氖原子相同,化合物為XY2,X為
Y為,X與Y間形成鍵。(共價(jià)鍵或離子鍵)
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(lái),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(guò)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(guò)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(guò)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(shuō)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)程不需要再加熱,如煤的燃燒,一旦加熱使煤燃燒起來(lái)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(shuō)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(guò)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(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。現(xiàn)給出化學(xué)鍵的鍵能(見(jiàn)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(kāi)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(wèn):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(shuō)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(jiàn)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(lái)分析,知答案為C。
2.下列說(shuō)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(guò)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(guò)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(guò)程的能量變化如圖所示,有關(guān)兩者反應(yīng)的說(shuō)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(shuō)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(guò)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?,所以等量的硫蒸氣燃燒時(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(guò)程中能量變化如圖,問(wèn):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(guò)程中斷開(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)上表中的數(shù)據(jù),你能正確回答出問(wèn)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(shuō)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(méi)有換算反應(yīng)熱數(shù)值又沒(méi)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_(kāi)____________________________________。
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(shuō)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(shuō)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(niǎo)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(wèn)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(niǎo)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(shuō)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(méi)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(guò)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_(kāi)_____________。
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_(kāi)_______。
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(guò)測(cè)定酸堿中和反應(yīng)前后溶液溫度的變化來(lái)計(jì)算反應(yīng)過(guò)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(shuō),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(wú)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(lái)。
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(wú)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(guò)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(guò)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(wú)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_(kāi)_______℃。
答案 (1)保溫、隔熱,減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失
(2)減少實(shí)驗(yàn)過(guò)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(wú)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(guò)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(wú)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(wèn)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(guò)程是一步完成或分幾步完成,這個(gè)總過(guò)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_(kāi)____________________________________。
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(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;通過(guò)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(lái)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(lái)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(wèn)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(kāi)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(shuō)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(shuō)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(wú)關(guān)的Fe2O3、Fe3O4要通過(guò)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。回答有關(guān)中和反應(yīng)的問(wèn)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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?!闭?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(shuō)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(guò)程中往往會(huì)有損失,所以乙同學(xué)說(shuō)得對(duì),即使沒(méi)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(yáng)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(yáng)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(méi)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(shuō)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(shuō)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(guò)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(shuō)法中不正確的是()
A.煤、石油、天然氣等燃料的最初來(lái)源都可追溯到太陽(yáng)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?lái)自地球自身
D.潮汐能來(lái)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(lái)源也可追溯到太陽(yáng)能,因?yàn)榫G色植物的生長(zhǎng)過(guò)程必須依靠陽(yáng)光,通過(guò)光合作用,葉綠素將H2O和CO2制成淀粉,在此過(guò)程中,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能貯存在植物中,通過(guò)燃燒,又釋放出來(lái)。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(kāi)發(fā)太陽(yáng)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(shuō)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(guò)程中需吸收能量,即為吸熱反應(yīng)。
5.下列說(shuō)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(shuō)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(shuō)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_(kāi)_______,表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。
(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_(kāi)___________,表示其中和熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________。
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_(kāi)_______,硫燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。
(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_(kāi)_______,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。