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小学语文的教学教案

发表时间:2020-08-12

《化学反应中的热量》教学设计。

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助教师提高自己的教学质量。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?下面是由小编为大家整理的“《化学反应中的热量》教学设计”,希望能对您有所帮助,请收藏。

《化学反应中的热量》教学设计

一、学习目标

1.了解吸热反应和放热反应,认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;

2.了解化学反应中热量变化的实质;

3.掌握热化学方程式的书写方法和应用;

4.通过生产生活中的实例,了解化学能和热能的相互转化;

5.从微观结构理解化学反应中能量的变化,建立起科学的能量变化观

二、教学重点及难点

教学重点:放热反应和吸热反应,热化学方程式的书写方法和应用。

教学难点:从微观结构理解化学反应中能量的变化。

三、设计思路

通过生产、生活实例,列举不同能量转化形式——化石燃料燃烧、闪电中氮氧化物的产生、化学电池、高炉炼铁、镁条燃烧等。引出化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化,因此化学反应可分为放热反应和吸热反应。通过熟悉的实验帮助学生认识放热反应与吸热反应,同时从反应物、生成物能量的角度分析物质反应过程中能量变化的原因。为了帮助学生理解化学反应中为什么会有热量变化,介绍化学反应中键能的变化,即讨论化学反应中放出或吸收热量的微观过程。为了把化学反应放出或吸收的热量表示出来,引进热化学方程式,并简单介绍热化学方程式的书写以及计算。接着就具体的燃料燃烧过程中的热量变化进行学习,使之与工农业生产、日常生活联系起来。

四、教学过程

【导入】在化学反应中,反应物转化为生成物的同时,必然发生能量的变化。有些反应需要吸收能量,有些反应能够放出能量。因此,研究化学反应中的能量变化非常重要,能更好地利用化学反应为生产和生活服务。

【学生活动】指导阅读教材P34页“你知道吗?”。结合图片说出反应中能量转化的方式是怎样的?你还知道哪些应用能量转化的实例。(见PPT2)

【活动与探究】教材P35页学生实验。以小组合作学习的方式实验,共同讨论交流得出实验的现象和结论。

(实验1)现象:用手触摸试管外壁感觉很热。

结论:镁与盐酸的反应是放热反应。

(实验2)现象:用手触摸烧杯外壁感觉很凉。

结论:氢氧化钡跟氯化铵的反应是吸热反应。

【教师活动】化学反应中的能量变化主要表现为热量变化。有的化学反应是放热的,而有的化学反应是吸热的。我们把放出热量的化学反应叫放热反应,吸收热量的化学反应吸热反应。

【板书】1.放热反应和吸热反应(见PPT3、4)

放热反应:有热量放出的化学反应叫做放热反应。∑E(反应物)>∑E(生成物)

吸热反应:吸收热量的化学反应叫做吸热反应。∑E(反应物)<∑E(生成物)

【练习】判断下列反应是放热反应还是吸热反应

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)

【板书】2.常见的放热、吸热反应(见PPT3)

(1)放热反应:a、所有燃烧反应;b、酸碱中和反应;c、金属与酸生成气体的反应;d、大多数的化合反应。

(2)吸热反应:

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、大多数的分解反应

【练习】关于吸热反应和放热反应,下列说法中错误的是(A)

A.需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应

B.化学反应中能量变化,除了热量外,还可以是光能、电能等

C.化学反应过程中的能量变化,也服从能量守恒定律

D.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应

【设问】化学反应中的热量是怎样产生的?它的微观过程是怎样的?(见PPT6)

【教师活动】任何化学反应都有反应热,这是由于反应物中旧化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用而吸收能量;当原子重新组成生成物、新化学键形成时,又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差就是此反应的反应热。

【板书】3.反应热与键能(见PPT6)

反应物中化学键断裂吸收的能量>形成化学键放出的能量,吸热反应

反应物中化学键断裂吸收的能量<形成化学键放出的能量,放热反应

【设问】怎样来表示化学反应中放出或吸收的热量呢?

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【板书】4.热化学方程式:(见PPT7)

(1)定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。例如:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-184.6kJ/mol

△H表示反应热,“—”表示放热,“+”表示吸热,单位一般采用kJ/mol。

【板书】(2)书写热化学方程式的注意事项:(见PPT7、8)

a.需注明反应的温度和压强。

b.要注明反应物和生成物的状态。

c.△H表示反应热,“—”表示放热,“+”表示吸热,单位一般采用kJ/mol。

【问题解决】教材P35页。会运用反应热进行简单的计算,明确反应热的含义,真正理解热化学方程式的用途,使知识灵活掌握。

相关知识

《化学反应中的热量变化》教学反思


一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生更好的消化课堂内容,有效的提高课堂的教学效率。写好一份优质的教案要怎么做呢?小编特地为大家精心收集和整理了“《化学反应中的热量变化》教学反思”,仅供参考,希望能为您提供参考!

《化学反应中的热量变化》教学反思

能源是国民经济发展和人类赖以生存的重要的物质基础,国际上往往以能源的人均占有量、能源的使用效率以及对环境的影响程度等来衡量该国家的现代化程度。每一种能源的发现以及利用都将人类改造自然的能力提高到一个新的高度,都给科学技术带来重大突破。

既然能源在生活、生产中发挥着如此重大的作用,我们在座的学生应该肩负起这个使命,为人类的发展发光放热。

本段内容我设计为两个课时,第一课时侧重放热反应和吸热反应的定义,以及化学反应中热量变化的原因,第二课时侧重热化学方程式的概念及书写。

第一课时的学习目标:

1、了解放热反应和吸热反应的概念。

2.了解化学反应中热量变化的原因和实质。

教学手段采用演示实验与多媒体相结合,教学模式采用定向—结构—活动以及小组合作学习形式。教学方法采用启发、讨论和个人展示等。

本节课首先回顾化学反应速率、化学反应的限度,利用化学反应速率及化学反应限度的相关原理,可以指导人们如何更快、更多地获得目标产物,当然在获得目标产物的同时,也伴随着能量的变化,有的能量变化非常明显,这就说明利用化学反应不仅可以获得所需的物质,也可以获得所需的能量。

通过两个实验加深对化学反应中热量变化的感性认识,可以指导学生合作完成,实验过程中指导学生规范操作,注意观察实验现象并描述实验现象,突出热量的描述,再让学生展示化学方程式。做氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应实验时,可巩固铵根离子的检验,也可增加趣味实验,在小烧杯下放玻璃片,并滴数滴水,实验中发现烧杯和玻璃片粘在一块,激发学生思维的火花。

实验将学生的情绪高涨起来,然后让学生给出放热反应和吸热反应的概念,这个学生不难找出,因为书本上就有定义,目的是让学生由动转为静,接着思考:在学过的化学反应中有哪些是放热反应,哪些是吸热反应,展开讨论,然后归纳总结。

通过讨论发现,常见的放热反应有:所有燃烧反应,酸碱中和反应,金属与酸反应,大多数化合反应。常见的分解反应有:碳与二氧化碳反应,碳与水蒸气反应,铵盐与碱反应,大多数分解反应。

然后再让学生思考:为什么有的化学反应过程中放热,而有的化学反应过程中吸热,什么原因决定的。经过讨论,可以从两个方面分析,一是从反应体系的内能变化分析,二是从反应过程中断键与成键分析,断键过程吸热,成键过程放热,若断键过程中消耗能量多,则为吸热反应,若成键过程中放出热量多,则为放热反应。

然后通过多媒体展示,以图的形式呈现学生一目了然,增加了学生对内能的感性认识,还可通过日常生活中一些实例帮助学生理解。而键能的变化可通过键能计算,例如氢气燃烧生成水,计算发现,成键放出热量多,说明该反应自然是放热反应。

本节课由于课堂设计合理,加上学生预习充分,又符合新教材特点,所以目标完成率较高,教学效果良好。

《化学反应中的能量变化》教学设计


《化学反应中的能量变化》教学设计
本段内容我设计为两个课时,第一课时侧重放热反应和吸热反应的定义,以及化学反应中热量变化的原因,第二课时侧重热化学方程式的概念及书写。
第一课时的学习目标:1、了解放热反应和吸热反应的概念。2.了解化学反应中热量变化的原因和实质。
教学手段采用演示实验与多媒体相结合,教学模式采用定向结构活动以及小组合作学习形式。教学方法采用启发、讨论和个人展示等。
本节课首先回顾化学反应速率、化学反应的限度,利用化学反应速率及化学反应限度的相关原理,可以指导人们如何更快、更多地获得目标产物,当然在获得目标产物的同时,也伴随着能量的变化,有的能量变化非常明显,这就说明利用化学反应不仅可以获得所需的物质,也可以获得所需的能量。
通过两个实验加深对化学反应中热量变化的感性认识,可以指导学生合作完成,实验过程中指导学生规范操作,注意观察实验现象并描述实验现象,突出热量的描述,再让学生展示化学方程式。做氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应实验时,可巩固铵根离子的检验,也可增加趣味实验,在小烧杯下放玻璃片,并滴数滴水,实验中发现烧杯和玻璃片粘在一块,激发学生思维的火花。
实验将学生的情绪高涨起来,然后让学生给出放热反应和吸热反应的概念,这个学生不难找出,因为书本上就有定义,目的是让学生由动转为静,接着思考:在学过的化学反应中有哪些是放热反应,哪些是吸热反应,展开讨论,然后归纳总结。
通过讨论发现,常见的放热反应有:所有燃烧反应,酸碱中和反应,金属与酸反应,大多数化合反应。常见的分解反应有:碳与二氧化碳反应,碳与水蒸气反应,铵盐与碱反应,大多数分解反应。
然后再让学生思考:为什么有的化学反应过程中放热,而有的化学反应过程中吸热,什么原因决定的。经过讨论,可以从两个方面分析,一是从反应体系的内能变化分析,二是从反应过程中断键与成键分析,断键过程吸热,成键过程放热,若断键过程中消耗能量多,则为吸热反应,若成键过程中放出热量多,则为放热反应。
然后通过多媒体展示,以图的形式呈现学生一目了然,增加了学生对内能的感性认识,还可通过日常生活中一些实例帮助学生理解。而键能的变化可通过键能计算,例如氢气燃烧生成水,计算发现,成键放出热量多,说明该反应自然是放热反应。
本节课由于课堂设计合理,加上学生预习充分,又符合新教材特点,所以目标完成率较高,教学效果良好。

化学反应中的热效应教学案


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢?下面是小编精心为您整理的“化学反应中的热效应教学案”,相信您能找到对自己有用的内容。

专题1 化学反应与能量变化

第一单元化学反应中的热效应

第1课时 化学反应的焓变

[目标要求] 1.了解反应热的概念,知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
 
焓变 反应热
在化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量变化。
1.焓和焓变
焓是与物质内能有关的物理量。单位:kJmol-1,符号:H。
焓变是在恒压条件下,反应的热效应。单位:kJmol-1,符号:ΔH。
2.化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。
任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,当反应物分子间的化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用,这需要吸收能量;当原子重新结合成生成物分子,即新化学键形成时,又要释放能量。
ΔH=反应物分子的总键能-生成物分子的总键能。
3.放热反应与吸热反应
当反应完成时,生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小,决定化学反应是吸热反应还是放热反应。
(1)当ΔH为“-”或ΔH0时,为放热反应,反应体系能量降低。
(2)当ΔH为“+”或ΔH0时,为吸热反应,反应体系能量升高。
4.反应热思维模型
(1)放热反应和吸热反应
放热反应吸热反应

(2)反应热的本质
(以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-186kJmol-1为例)
E1:E(H—H)+E(Cl—Cl)
E2:2E(H—Cl)
ΔH=E1-E2
知识点一 反应热
1.下列说法不正确的是()
A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.吸热反应在一定条件下也能发生
答案 B
解析 化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应。吸热反应开始加热,反应后需不断加热才能使反应继续进行下去;放热反应开始加热,反应后会放出一定的热量,如果此热量足够大,可使反应维持下去,则反应过程不需要再加热,如煤的燃烧,一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去,不需外界再加热。
2.已知在相同状况下,要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()
A.电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气,该反应是一个放出能量的反应
B.水分解产生氢气和氧气时放出能量
C.相同状况下,反应2SO2+O2===2SO3是一个放热反应,则反应2SO3===2SO2+O2是一个吸热反应
D.氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量
答案 C
解析 由题意可以推测,如果一个反应过程放出能量,那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量,所以C正确;另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应,与它们相反的反应:水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应,故A、B、D错误。
知识点二 反应热与化学键键能的关系
3.通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表):
化学键H—HCl—ClCl—H
键能/(kJmol-1)436243431
请计算H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热()
A.+862kJmol-1B.+679kJmol-1
C.-183kJmol-1D.+183kJmol-1
答案 C
解析 拆开1molH2和1molCl2中的化学键所吸收的能量是436kJmol-1+243kJmol-1=679kJmol-1;形成2molHCl所放出的能量是431kJmol-1×2=862kJmol-1,所以该反应的反应热是679kJmol-1-862kJmol-1=-183kJmol-1。
4.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436kJmol-1,H—N键键能为391kJmol-1,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4kJmol-1。则NN键的键能是()
A.431kJmol-1B.946kJmol-1
C.649kJmol-1D.896kJmol-1
答案 B
解析 本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化,ΔH=-(生成物键能总和-反应物键能总和)=-[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。故正确答案为B。
5.白磷的化学式为P4,分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10),在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O两种共价键。
已知几种共价键的键能:P—O360kJmol-1;
P===O585kJmol-1;P—P198kJmol-1;
O===O498kJmol-1。
请问:在P4(s)+5O2(g)===P4O10(s)中,ΔH=______________。
答案 -2982kJmol-1
解析 由P4的分子结构和P4+5O2=====点燃P4O10的物质变化,在P4O10分子中只存在P—O和P===O两种共价键,P4O10中P显+5价、O显-2价等事实可知,在P4分子结构的基础上,每2个P原子之间插入1个O原子形成2个P—O键,每个P原子再结合1个O原子形成P===O键,就构成了P4O10的分子结构。这样,在1个P4O10分子中共有12个P—O键、4个P===O键。
ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=6×198kJmol-1+5×498kJmol-1-(12×360kJmol-1+4×585kJmol-1)=-2982kJmol-1。
知识点三 反应热与反应物、生成物总能量的关系
6.已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJmol-1①
C(金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.4kJmol-1②
据此判断,下列说法正确的是()
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高
答案 A
解析 有两种方法判断:方法一:反应中放出的热量=反应物的总能量-生成物的总能量;方法二:由①-②得C(石墨)===C(金刚石) ΔH=1.9kJmol-1,该反应为吸热反应,石墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定。故正确答案为A。
7.由右图分析,有关叙述正确的是()
A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B.A―→B+C是放热反应
C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D.A―→B+C是吸热反应,则B+C―→A必然是放热反应
答案 D
解析 本题考查化学反应中的能量变化,由图可知,B+C的能量高于A的能量,则反应B+C―→A一定是放热反应;反之,A―→B+C则是吸热反应。根据能量守恒定律,两反应的反应热在数值上相等,符号相反。
 
练基础落实

1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()
A.铝片和稀盐酸的反应
B.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.甲烷在氧气中的燃烧
答案 C
解析 注意知识的积累,记住常见的吸热反应。B、C属于吸热反应,再从化合价变化角度来分析,知答案为C。
2.下列说法不正确的是()
A.任何化学反应都伴随着能量变化
B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应
答案 B
解析 任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定表现为热量变化,还可能以光能等其他形式的能量放出;E(反应物)E(生成物),反应放热,E(反应物)E(生成物),反应吸热。
3.下列过程一定释放出能量的是()
A.化合反应B.分解反应C.分子拆成原子D.原子组成分子
答案 D
解析 形成化学键释放能量,原子结合成分子放出能量,化合、分解反应有可能是放热反应,也有可能是吸热反应。
4.已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ,下列关系式正确的是()
A.Q1+Q2Q3B.Q1+Q22Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q22Q3
答案 D
解析 根据能量守恒原理:破坏化学键吸收的能量-形成新化学键放出的能量=反应热。对于该放热反应:ΔH0,则Q1+Q2-2Q30,故Q1+Q22Q3。
5.CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示,有关两者反应的说法中正确的是()

A.该反应为吸热反应
B.CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量
C.反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH=41kJmol-1
D.1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和H2O(g)要放出41kJ的热量
答案 B
解析 从图中数据可以看出:该反应的ΔH0,为放热反应;CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量,反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJmol-1。

练方法技巧

6.下列说法正确的是()
A.反应热就是反应中放出的能量
B.在101kPa时,1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH=1.9kJmol-1可知,金刚石比石墨稳定
D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
答案 D
解析 反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热,因此A错;在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热,B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳,是错误的;由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH=1.9kJmol-1可知,金刚石能量高,不稳定;因为硫固体变为硫蒸气要吸热,所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多是正确的(相同条件下,同一物质在气态时具有的能量最多,液态时次之,固态时最少,反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量,因为生成物是一样的,所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多)。
7.已知H2(g)+12O2(g)===H2O(g)反应过程中能量变化如图,问:a、b、c分别代表什么意义?该反应是放热反应还是吸热反应,ΔH大于零还是小于零?
答案 a代表旧键断裂吸收的能量,b代表新键生成释放的能量,c代表反应热;该反应为放热反应,ΔH0。
解析 H2(g)和12O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和12O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键吸收的能量,故a代表旧键断裂吸收的能量,
b代表2H(g)+O(g)结合成H2O(g)过程中化学键所放出的能量,c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差;由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量,故该反应为放热反应,ΔH0。

练综合拓展

8.已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,且氧气中1molO===O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ,则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量是________。
答案 436kJ
解析 因为1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,所以1molH2与12molO2完全燃烧生成1mol水蒸气时放出热量242kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成,其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH=-242kJmol-1时所发生键的变化为断裂1molH—H键和12molO===O键、形成2molO—H键,因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12×496kJ+E(H—H),形成新键释放的能量为2×463kJ=926kJ,此反应为放热反应,所以有926kJ-12×496kJ-E(H—H)=242kJ,解得E(H—H)=436kJ。
9.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):

物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2
能量(kJ)243193151432366298436
 

根据上述数据回答(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是()
A.H2B.Cl2C.Br2D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是()
A.HClB.HBrC.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应?答:____________________。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是__________。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:________,你的根据是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A (2)A (3)放热反应 (4)Cl2 (5)能
元素的非金属性越强,生成的氢化物越稳定,反应放出的能量就越多
解析 破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1mol该物质放出的能量相等,放出的能量越多,物质本身具有的能量越低,分子越稳定。(1)生成1molH2时放出的能量最多,为436kJ;(2)在氢化物中,生成1molHCl时放出的能量最多,为432kJ;(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为:185kJ、103kJ和9kJ。

第2课时 热化学方程式

[目标要求] 1.知道热化学方程式的意义。2.会书写热化学方程式。3.能熟练判断热化学方程式的正误。
 
一、热化学方程式
1.概念
能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2.表示意义
(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的热量变化。
(2)热化学方程式中物质的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
3.书写热化学方程式的注意事项
(1)注明物质的聚集状态;
(2)标出对应的反应热;
(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时,可不注明)。
知识点一 热化学方程式的概念
1.下列说法正确的是()
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式
D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6kJ
答案 C
解析 A项,热化学方程式还应注明各物质的聚集状态;B项,放热反应有时在点燃或加热时才能发生;D项,ΔH的单位错误。
2.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJmol-1表示()
A.碳和水反应吸收131.3kJ能量
B.1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气并吸收131.3kJ热量
C.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气并吸收131.3kJ热量
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3kJ
答案 C
解析 依据反应热的概念,表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量,单位是kJmol-1,该热化学方程式表示1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气并吸收131.3kJ的热量,特别要指明水的状态。
知识点二 热化学方程式及其书写的正误判断
3.氢气是人类最理想的能源。已知在25℃、101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ,则下列热化学方程式书写正确的是()
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 书写热化学方程式时,要注意反应热的数值与反应物的物质的量和所处的聚集状态有关。A中既没有换算反应热数值又没写物质的聚集状态,反应放热应用“-”表示;B中未换算反应热数值;D中反应热数值正确,符号写反了。
4.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则下列乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是()
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 乙炔燃烧是放热反应,ΔH<0,则排除B、D两选项;又因反应生成1mol二氧化碳气体时,放出热量为bkJ,则生成4molCO2(g)应放出热量4bkJ,故A正确,C不正确。
5.下列热化学方程式书写正确的是()
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 书写热化学方程式必须注意以下几点:①要注明反应物和生成物的聚集状态,A错;②放热反应ΔH为“一”,吸热反应ΔH为“+”,D错,③ΔH的单位为kJmol-1,C错。
6.0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态的三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为_____________________________________。
又已知:H2O(l)===H2O(g) ΔH=44kJmol-1。则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是__________kJ。
答案 B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJmol-1 1016.5
解析 1molB2H6燃烧放出热量649.5kJ0.3=2165kJ,0.5molB2H6燃烧生成液态水(1.5mol)放出热量为12×2165kJ,1.5molH2O(l)变为1.5molH2O(g)需吸收热量为66kJ,所以0.5molB2H6燃烧生成气态水时放出热量为12×2165kJ-1.5×44kJ=1016.5kJ。
练基础落实
1.已知:H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270kJmol-1,下列说法正确的是()
A.2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C.在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量
答案 C
解析 A项中用L做单位是错误的,因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量;B项中放出的热量小于270kJ是错误的,应大于270kJ;D项中说几个分子间反应是错误的;C项正确。
2.已知在1.01×105Pa、298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是()
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 氢气燃烧是放热反应,其ΔH应为负值,故C、D错误;2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,而B是生成液态水,所以B也是错误的;反应逆向进行,ΔH符号相反,因此A是正确的。
3.已知3.0g乙烷完全燃烧在常温下放出的热量为155.98kJ,则下列关于乙烷燃烧热的热化学方程式书写正确的是()
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中化学方程式若作为一般的热化学方程式没有问题,但由于燃烧热的热化学方程式应以1mol物质为基准书写,故不正确,另外,也可能会因审题时未注意常温而错选了C项。而B中燃烧产物CO不是C2H6完全燃烧后的产物,C项错。故正确答案为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
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()
A.1∶1B.1∶3C.1∶4D.2∶3
答案 B
解析 设112L即5mol混合气体中H2的物质的量为x,则285.8x+890(5-x)=3695,解得:x=1.25mol。则n(H2)∶n(CH4)=1.25mol∶3.75mol=1∶3。
5.已知热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6kJmol-1,则关于热化学方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=?的说法中正确的是()
A.热化学方程式中化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH2大于零
C.该反应的ΔH2=-571.6kJmol-1
D.该反应可表示36g水分解时的热效应
答案 B
解析 ΔH2与ΔH1符号相反,数值相等,故ΔH2=+571.6kJmol-1;D选项没有指明36g水的状态,故D项错误。
练方法技巧
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
下列关系式中正确的是()
A.ac0B.bd0C.2a=b0D.2c=d0
答案 C
解析 抓比较的关键。该反应是放热反应,ΔH0;(1)与(2)是生成H2O的状态一样,但物质的计量数是2倍关系,2a=b;同理比较(3)、(4)得:2c=d,由于H2O(g)===H2O(l)是放热反应,ΔH0,故ca,db,综合考虑,仅C选项符合题意。
7.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体,已知该反应为放热反应。现将2molSO2、1molO2充入一密闭容器充分反应后,放出热量98.3kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是()
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
练综合拓展
8.写出下列反应的热化学方程式:
(1)1molN2(气态)与适量H2(气态)反应,生成NH3(气态),放出92.2kJ的热量
____________________。
(2)1molN2(气态)与适量O2(气态)反应,生成NO(气态),需吸收68kJ的热量
__________________。
(3)1molCu(固态)与适量O2(气态)反应,生成CuO(固态),放出157kJ的热量
____________________。
(4)1molC(固态)与适量H2O(气态)反应,生成CO(气态)和H2(气态),需要吸收131.3kJ
的热量__________________。
(5)卫星发射时可用肼(N2H4)为燃料,1molN2H4(气态)在O2(气态)中燃烧,生成N2(气态)
和H2O(气态),放出534kJ的热量____________________。
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的混合气体完全燃烧时放出113.76kJ热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为______________。
答案 0.2mol、0.2mol
解析 由题意知:反应生成3.6gH2O(l),故H2的物质的量为3.6g18gmol-1=0.2mol。0.2molH2完全燃烧放出的热量为571.6kJmol-12×0.2mol=57.16kJ,故CO完全燃烧放出的热量为113.76kJ-57.16kJ=56.6kJ,所以CO的物质的量为56.6kJ283kJmol-1=0.2mol。
10.1molCH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时,放出890kJ热量,不完全燃烧生成CO和液态水时,放出519kJ热量。如果1molCH4在一定量的氧气中燃烧生成CO、CO2和液态水,并放出797.25kJ热量,则氧气的质量为________。
答案 60g
解析 先绘出思维模型图
分清图中各ΔH的意义和量关系
ΔH=-890kJmol-1
ΔH1=-519kJmol-1
ΔH2=-890kJmol-1+519kJmol-1=-471kJmol-1
表示CO完全燃烧产生的反应热ΔH3=-797.25kJmol-1,实际反应热ΔH4=ΔH-ΔH3=-92.75kJmol-1
表示混和气中的CO,若再燃烧产生的反应热。因此ΔH4ΔH2即为混和气中nCOnCH4的比,因为n(CH4)=1mol,故n(CO)=ΔH4ΔH2=-92.75kJmol-1-471kJmol-1×1mol=0.25mol
混和气中n(CO2)=1mol-0.25mol=0.75mol
混和气中n(H2O)=2n(CH4)=2mol
根据元素守恒: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课时 反应热的测量与计算

[目标要求] 1.掌握中和热的测量及计量方法。2.理解盖斯定律的含义。

一、中和热的测定
1.实验原理
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O,这时的反应热叫做中和热。本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化来计算反应过程中所放出的热量,并由此求得中和热。
2.实验仪器及试剂
仪器:大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、环形玻璃搅拌棒、温度计、量筒(50_mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔);
药品:盐酸(0.50molL-1)、氢氧化钠溶液(0.55molL-1)。
3.实验步骤
(1)制作简易的量热器(如图所示)
(2)用量筒准确量取反应溶液,准确测量温度(精确到0.1℃)。
(3)将溶液混合反应,记录终止温度。
(4)重复实验步骤(2)~(3)三次。

实验
次数起始温度t1/℃终止温度
t2/℃温度差
(t2-t1)/℃
HClNaOH平均值
1
2
3
4.实验数据的处理
ΔH=-QnH2O,其中Q=cmΔt。
二、盖斯定律
1.内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成,其总的热效应是完全相同的。或者说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
2.解释
能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。
3.应用
对于进行得很慢的反应,不容易直接发生的反应,产品不纯(即有副反应发生)的反应,测定反应热有困难,如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
例如:C(s)+12O2(g)===CO(g)
上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2;O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH无法测定,但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得:
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJmol-1
(2)CO(g)+12O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0kJmol-1
根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系,即知:ΔH=ΔH1-ΔH2。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)+12O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJmol-1。
三、反应热的计算
1.反应热计算的主要依据是
热化学方程式、盖斯定律及反应过程的焓变等数据。
2.反应热的计算方法
(1)热化学方程式与数学上的方程式相似,可以移项同时改变正、负号;各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。
(2)根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式。
 
知识点一 中和热的测定
1.在一800mL的大烧杯中放入碎纸屑,把盛有50mL0.50molL-1盐酸的200mL烧杯放到大烧杯中,两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖,通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计,测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50mL0.55molL-1烧碱溶液,盖好,搅拌溶液,观察温度的变化。当温度保持稳定时,记录读数,取出装反应液的烧杯,倒出溶液,清洗干净,保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。
(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是
________________________________________________________________________。
(2)要重复进行三次实验的目的是
________________________________________________________________________。
(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板,所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或
“无影响”)。
(4)实验中若改用60mL0.50molL-1盐酸和50mL0.55molL-1烧碱溶液进行上述反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),所求中和热________(填“相等”或“不相等”),理由是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)三次平行操作测得的数据中,起始时盐酸与烧碱溶液温度相同,而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为①2.3℃,②2.4℃,③2.9℃,则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。
答案 (1)保温、隔热,减少实验过程中热量的损失
(2)减少实验过程中的误差
(3)偏小
(4)不相等 相等 因为60mL0.50molL-1盐酸和50mL0.55molL-1烧碱溶液反应能生成0.0275molH2O,而50mL0.50molL-1盐酸与50mL0.55molL-1烧碱溶液反应只能生成0.025molH2O,因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等
(5)2.35
解析 解答本题,首先要明确实验的原理、“量热器”的组成以及造成实验误差的原因,然后按实验步骤进行分析和判断。
(1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。
(2)重复实验的目的是减少实验误差。
(3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量,故所测结果将偏小。
(4)由中和热概念可知,中和热是以生成1mol水为标准的,而与酸、碱的用量无关。
(5)所测温度2.9℃显然是错误的,代入计算式的温度应是①与②的平均值。
2.H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出,并已知反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2。试回答下列问题:
(1)用离子方程式表示中和反应的实质:
________________________________________________________________________。
(2)判断E1和E2的大小关系:E1________E2。
(3)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1,计算下列中和反应中放出的热量。
①用20gNaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应,能放出________kJ的热量。
②用0.15molBa(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应,能放出________kJ的热量。
答案 (1)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
(2) (3)①28.65 ②17.19
知识点二 盖斯定律
3.已知298K、101kPa条件下:
①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH=-2834.9kJmol-1
②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH=-3119.1kJmol-1
由此得出的正确结论是()
A.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为吸热反应
B.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为放热反应
C.O3比O2稳定,由O2变为O3为吸热反应
D.O2比O3稳定,由O2变为O3为放热反应
答案 A
解析 据盖斯定律,①式-②式得:3O2(g)===2O3(g) ΔH=284.2kJmol-1
即等质量的O2比O3能量低,O2比O3稳定,由O2变为O3为吸热反应。
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酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为()
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)
根据题意写出目标反应
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH
然后确定题中各反应与目标反应的关系
则ΔH=(Q3-Q2+3Q1)kJmol-1
5.科学家盖斯曾提出“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
①P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1=-2983.2kJmol-1
②P(s,红磷)+54O2(g)===14P4O10(s)
ΔH2=-738.5kJmol-1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为_____________________________________。
答案 P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=-29.2kJmol-1
解析 方法一:待求的方程式:P4s,白磷===4Ps,红磷
――→由①-4×②得到热化学方程式P4s,白磷===4Ps,红磷ΔH=-29.2kJmol-1
方法二:
知识点三 反应热计算
6.由氢气和氧气反应生成4.5g水蒸气放出60.45kJ的热量,则反应:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH为()
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水蒸气生成时放热60.45kJ,
比例关系: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
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L(标准状况),经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ,并生成18g液态水,则燃烧前混合气体中CO的体积分数为()
A.80%B.50%C.60%D.20%
答案 B
解析 根据生成18g液态H2O知混合气体中含1molH2,该反应产生的热量为571.62kJ=285.8kJ。CO燃烧放出的热量为710.0kJ-285.8kJ=424.2kJ,则CO的物质的量为n(CO)=424.2kJ282.8kJmol-1=1.5mol,V(CO)%=1.5mol×22.4L/mol67.2L×100%=50%。
练基础落实
1.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案 C
解析 放热反应生成物总能量低于反应物总能量,吸热反应生成物总能量高于反应物总能量,A错误;化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关,与吸热、放热反应无关,B错误;通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变,C正确;同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应条件不会影响ΔH的值,D错误。
2.含有11.2gKOH的稀溶液与1L0.1molL-1的H2SO4溶液反应,放出11.46kJ的热量,能表示该反应中和热的化学方程式的为()
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 中和热是以生成1molH2O(l)所放出的热量来定义的,故书写中和热的热化学方程式时,应以生成1molH2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数,故答案为D。
3.在一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q0),经测定完全吸收生成的CO2需消耗5molL-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,则此条件下反应C4H10(g)+132O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为()
A.+8QkJmol-1B.+16QkJmol-1
C.-8QkJmol-1D.-16QkJmol-1
答案 D
解析 建立关系式:
C4H10 ~ 4CO2 ~ 8KOH~ΔH
1mol4mol8molΔH
5molL-1×0.1LQkJ
则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
则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),则ΔH=32ΔH2-ΔH1=-824.4kJmol-1。
5.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为-285.8kJmol-1、-282.5kJmol-1、-726.7kJmol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为()
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 根据目标反应与三种反应热的关系,利用盖斯定律,首先计算出目标反应的反应热ΔH=2×(-285.8kJmol-1)+(-282.5kJmol-1)-(-726.7kJmol-1)=-127.4kJmol-1。
练方法技巧
6.将V1mL1.00mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是()
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00molL-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
答案 B
解析 从图中曲线可以看出,温度为22℃时,V1为5mL,则V2为45mL,此时已经开始发生反应,所以22℃一定不是室温,A错;曲线随V1增多而升高,随反应的进行,溶液温度升高,说明反应放热,化学能转化为热能,B正确;当V1=30mL时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)=30mL×1.00molL-120mL=1.5molL-1,C错;该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的。
7.已知下列热化学方程式:
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
则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓变为()
A.7.28kJmol-1B.-7.28kJmol-1
C.43.68kJmol-1D.-43.68kJmol-1
解析 根据盖斯定律,首先考虑目标反应与三个已知反应的关系,三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去:因此将①×3-②-③×2得到:
6FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO2(g)ΔH=43.65kJmol-1
化简:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)ΔH=7.28kJmol-1
答案 A
8.比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(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)煤作为燃料有两种途径:
途径1——直接燃烧
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH10
途径2——先制水煤气
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH20
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH30
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH40
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是_________________________________________。
答案 (1) (2)
(3)ΔH1=ΔH2+12(ΔH3+ΔH4)
解析 ①反应热的大小与反应物、生成物的状态有关,与反应物的多少有关。
②比较ΔH时,应包括符号,对于放热反应,热值越大,ΔH越小。
练综合拓展
9.(1)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称是_____________________________________________,
作用是_______________________________________________________________;
仪器B的名称是________,作用是__________________________________________;
碎泡沫塑料的作用是_______________________________________________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3kJmol-1,其原因可能是________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
答案 (1)11.46
(2)环形玻璃搅拌棒 搅拌,使溶液充分混合 温度计 测量温度 减少实验过程中的热量损失
(3)实验中不可避免有少量热量损失 (4)偏小
解析 (1)根据中和热的含义:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3kJmol-1,所以0.1molBa(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2molH2O(l),故放出热量为11.46kJ。
(2)由实验装置知,A为环形玻璃搅拌棒,作用是搅拌,使溶液充分混合;B为温度计,作用是测量温度;碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)在测定中和热的实验中,减少热量损失是实验的关键,而在实验中会不可避免有少量热量损失,导致结果常常大于-57.3kJmol-1。
(4)用氨水代替NaOH(aq),会使测得的中和热数值偏小,因为氨水(NH3H2O)是弱电解质,电离时需吸收热量。
10.(10分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)=====高温CO(g)+H2(g)。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
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
请回答:
(1)请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知,1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和,比1molC(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为:“煤炭燃烧时加少量水,可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”
乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图:
Cs+H2Og+O2g――→ΔH1CO2g+H2Og
ΔH2ΔH4
COg+O2g+H2g――→ΔH3COg+H2Og+12O2g
乙同学据此认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量,最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学,另一同学出现错误观点的原因是________________________________________。
答案 (1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=131.5kJmol-1
(2)多 ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 乙 甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应
解析 (2)由于C(s)与水蒸气反应要吸热,所以1molCO和1molH2的能量比1molC(s)和1molH2O(g)的能量多,燃烧后放出的能量同样也多;反应的总能量是守恒的,所以甲同学的说法不正确的,原因是他忽视了反应C(s)+H2O(g)=====高温CO(g)+H2(g)为吸热反应,已经从环境中吸收了能量,而能量在转化过程中往往会有损失,所以乙同学说得对,即使没有损失也只能与直接燃烧煤放出的热量相同。
第4课时 能源的充分利用

[目标要求] 1.理解燃烧热的概念。2.了解化学在解决能源危机中的重要作用,知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。

一、燃烧热
1.概念
101_kPa时,1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位kJmol-1。
2.燃烧热与中和热的重要区别
(1)反应环境的区别:燃烧热必须是燃烧反应而且是完全燃烧,有O2参加;而中和热是稀溶液中的酸碱中和反应。
(2)反应实质不同:燃烧反应是氧化还原反应;中和反应是复分解反应。
(3)规定物质不同:燃烧热是1mol纯物质被燃烧;中和热是生成1_mol_H2O。
二、能源
1.能源是能提供能量的资源,它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
2.解决能源危机的方法
(1)科学地控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,提高能源的使用效率。
(2)寻找新的能源,现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等,它们资源丰富,可以再生,没有污染或很少有污染。

知识点一 燃烧热
1.下列关于燃烧热的说法中正确的是()
A.1mol物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在25℃、1.01×105Pa时,1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
答案 C
2.下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是()
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 根据燃烧热的概念知应是1mol燃料生成常温常压下稳定的氧化物,H2O在上述情况下液态稳定。
3.已知H2的燃烧热为-285.8kJmol-1,CO的燃烧热为-282.8kJmol-1;现有H2和CO组成的混合气体5.6L(标准状况),经充分燃烧后,放出总热量为71.15kJ,并生成液态水。下列说法正确的是()
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-282.8kJmol-1
B.H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6kJmol-1
C.燃烧前混合气体中CO的体积分数为60%
D.燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生0.125molO2
答案 D
解析 根据H2、CO的燃烧热数据判断
A项:ΔH应为-565.6kJmol-1,A项错;
B项:应为液态水,B项错;
C项:CO的体积应进行计算。
设H2、CO物质的量分别为x、y
则x+y=5.6L22.4Lmol-1=0.25mol①
H2燃烧放热为285.8xkJ,CO燃烧放热为282.8ykJ
则:285.8x+282.8y=71.15kJ②
解①②联立方程得x=0.15mol,y=0.1mol
故CO的体积分数为40%,C选项错。
根据元素守恒H2、CO燃烧后生成H2O、CO2,与燃烧前H2、CO总物质的量相等,与Na2O2反应生成的O2是H2O和CO2总物质的量的一半。
知识点二 能源
4.关于能源,以下说法中不正确的是()

A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能
B.柴草燃烧时释放的能量是生物能
C.核能和地热能来自地球自身
D.潮汐能来源于月球引力做功
答案 B
解析 B选项中,柴草燃烧是剧烈的氧化反应,燃烧时化学能转变为热能,而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能,因为绿色植物的生长过程必须依靠阳光,通过光合作用,叶绿素将H2O和CO2制成淀粉,在此过程中,太阳能转化成化学能贮存在植物中,通过燃烧,又释放出来。故B选项错误。
5.形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证,你认为下列行为中有悖于这一保证的是()
A.开发太阳能、水能、风能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
B.研究采煤、采油新技术,提高产量以满足工业生产的快速发展
C.在农村推广使用沼气
D.减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生
答案 B

练基础落实
1.根据以下3个热化学方程式
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
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()
A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3
答案 A
2.已知化学反应:C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH10
CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH20
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH30;
下列说法正确的是(相同条件下)()
A.56gCO和32gO2所具有的总能量小于88gCO2所具有的总能量
B.碳的燃烧热是ΔH3
C.ΔH1ΔH3
D.28gCO的总能量比44gCO2的总能量高
答案 B
解析 CO燃烧是放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,A错;D选项中忽略了O2的能量,D错;比较ΔH时必须带符号比较,C错。
3.已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJmol-1;②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJmol-1,下列结论正确的是()
A.碳的燃烧热大于110.5kJmol-1
B.①的反应热为221kJmol-1
C.稀H2SO4与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3kJmol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJmol-1的热量
答案 A
4.下列叙述中正确的是()
A.在稀溶液中,1mol酸和1mol碱完全反应所放出的热量,叫做中和热
B.在101kPa时,1mol物质燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热
C.热化学方程式中,各物质前的化学计量数不表示分子个数
D.如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,则发生的反应是放热反应
答案 C
解析 A、B两项要注意对中和热、燃烧热概念的理解,前者是以稀的强酸、强碱反应生成1molH2O为标准,后者是以1mol纯可燃物完全燃烧,生成稳定的氧化物为标准;D项中反应物总能量低于生成物总能量,反应过程中需吸收能量,即为吸热反应。
5.下列说法或表示法不正确的是()
A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多
B.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJmol-1,则H2的燃烧热为-285.8kJmol-1
C.在稀溶液中:H++OH-===H2O ΔH=-57.3kJmol-1,若将含1molCH3COOH的醋酸溶液与含1molBa(OH)2的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
D.在101kPa、25℃时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+285.8kJmol-1
答案 D
6.甲醇属于可再生能源,可代替汽油作为汽车的燃料。已知常温下32g甲醇完全燃烧放出736.3kJ的热量,下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式的是()
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 燃烧为放热反应,ΔH0,A选项不正确;燃烧热表示1mol纯物质燃烧放出的热量,D选项不正确;生成稳定氧化物,C选项H2O(g)不符合题意。

练方法技巧
7.燃烧热是指1mol可燃物充分燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8kJmol-1、-1411.0kJmol-1和-1366.8kJmol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()
A.-44.2kJmol-1B.44.2kJmol-1
C.-330kJmol-1D.330kJmol-1
答案 A
解析 解决本题要抓住两点:燃烧热的意义和盖斯定律。合理运用热化学方程式的加减进行计算,注意改变反应方向时相应的反应热的符号也要改变。
依据题意: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,
则后两个方程式相减,便得到
C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l)ΔH=-44.2kJmol-1。
8.一些烷烃的燃烧热如下表:
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异丁烷-2869.6
丙烷-2221.52甲基丁烷-3531.3
下列说法正确的是()
A.正戊烷的燃烧热大约是-3540kJmol-1
B.热稳定性:正丁烷异丁烷
C.乙烷燃烧的热化学方程式为
2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8kJmol-1
D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多
答案 A
解析 由正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推出正戊烷比2甲基丁烷的燃烧热略大些,A正确;正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质,即生成新化学键时所放出的热量相等,1mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1mol异丁烷完全燃烧放出的热量多,即1mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少,从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷;C项中的ΔH=-3121.6kJmol-1且H2O应为液态;D项1gCH4燃烧放出55.69kJ的热量,1gC2H6燃烧放出52.03kJ的热量,D项错误。
9.在25°C、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,下列热化学方程式正确的是()
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 本题考查热化学方程式的书写及有关的计算。因1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水,放出22.68kJg-1×32g=725.8kJ热量,所以2mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH=-1452kJmol-1。
练综合拓展
10.(1)在101kPa时,H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水,放出571.6kJ的热量,H2的燃烧热为________,表示H2燃烧热的热化学方程式为___________________。
(2)1.00L1.00molL-1硫酸与2.00L1.00molL-1NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的
热量,该反应的中和热为____________,表示其中和热的热化学方程式为____________。
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
点拨 抓概念要点:燃烧热含义,中和热含义,1mol,稳定氧化物等关键词。
11.(1)在101kPa时,4.0g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出27kJ的热量,硫的燃烧热为________,硫燃烧的热化学方程式为________________________________。
(2)在101kPa时,氢气在1.0mol氧气中完全燃烧,生成2.0mol液态水,放出571.6kJ的热量,氢气的燃烧热为________,表示氢气燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
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硫粉的物质的量为18mol,在O2中完全燃烧时放出27kJ的热量,1mol硫在O2中完全燃烧时放出的热量为27kJmol-1×8mol=216kJ,故硫的燃烧热为216kJmol-1,硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-216kJmol-1。(2)1molH2在O2中完全燃烧时,消耗O2的物质的量为12mol,故H2的燃烧热为571.62kJmol-1=285.8kJmol-1,表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+12O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJmol-1。

化学反应中的能量变化


一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,减轻高中教师们在教学时的教学压力。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?下面是小编精心为您整理的“化学反应中的能量变化”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

第三节化学反应中的能量变化
写出下列化学方程式
1.氢气在空气中燃烧。2H2+O22H2O
2.一氧化碳在空气中燃烧。2CO+O22CO2
3.木炭在空气中完全燃烧。C+O2CO2
课本知识导学运用
课本知识诠解重要提示1.化学反应中的能量变化
(1)化学反应的特征
(2)分类及原因

类型定义原因常见实例放热反应有热量放出的反应反应物的总能量大于生成物的总能量所有燃烧反应酸碱中和反应金属置换出H2的反应吸热
反应吸收热量的反应反应物的总能量小于生成物的总能量C+CO22CO(s)
C+H2O(g)2-=CO↑(g)+H2↑(g)2.燃料的燃烧
燃烧条件:燃料必须与空气接触,且达到着火点
(2)充分燃烧的条件:①要有足够的空气;②燃料与空气要有足够的接触面积
(3)不充分燃烧的危害
①产生的热量少,浪费资源;
②产生污染物。(如CO)
(4)提高燃烧效率的具体途径:固体燃料粉碎成粉末状,液体燃料进行雾化,适量调节通风量,提高燃烧温度。
3.新能源开发
即使燃料得到充分利用,也总有一天会枯竭的,因此,开发新能源对于人类有重要的意义。新能源包括氢能、太阳能、核能等。1.物质变化遵循质量守恒原理
2.能量变化遵循能量守恒原理
3.反应的热效应与反应条件没有关系
4.燃料燃烧时,并不是空气越多越好,因为过量的空气会带走大量的热量。基础例题点拨一拖二【例题1】在燃烧正旺的煤炉上添加新煤时,发现炉温下降,同时在新煤上方,有蓝色火焰出现。写出该过程中发生反应的化学方程式,并说明是吸热反应,还是放热反应。
【分析】燃烧正旺的煤炉进行的反应是碳燃烧生成二氧化碳,这是放热反应;添加新煤时炉温下降,主要是因为进行的反应是吸热反应,这是碳与二氧化碳化合生成一氧化碳的反应;产生的一氧化碳是可燃性气体,燃烧时产生蓝色火焰,也是放热反应。

【解析】C+O2CO2放热反应
CO2+C2-2CO吸热反应
2CO+O22CO2放热反应
【例题2】大气中,二氧化碳含量的增加会引起“温室效应”,自然界能消耗二氧化碳的反应是()
A.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
B.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
C.6CO2+6H2O阳光C6H12O6+6O2
D.CO2+C2-2CO
拖1(典型例题考综合题)下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是()
①燃烧时发生氧化反应;
②充分燃烧的产物不污染环境;
③乙醇是一种再生能源;
④燃烧时放出大量热量。
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
答案:D(解析:燃烧是发光发热的氧化反应,这不是乙醇作为燃料的优点,其他三点均为乙醇作为燃料的优点)
【分析】自然界能消耗CO2的反应物应在自然界中存在,而且还要在自然条件下该反应能发生。自然界中不存在NaOH,存在CaCO3、CO2与C反应需高温条件也不可能。光合作用是消耗CO2的最重要和最佳途径。

【解析】BC重难点突破
重点难点易混点易错点方法技巧
重点:
化学反应及其能量变化,放热反应和吸热反应。
化学反应中生成物总能量不可能正好等于反应物的总能量,这样反应前后的能量差值即为化学反应中的能量变化。化学反应中的能量变化形式有多种,如光能、声能、电能、机械能等,但通常表现为热量的变化,其他各种形式的能量有时和热能的变化相伴发生。
因为反应过程中能量守恒,故当反应物的总能量高于生成物的总能量时为放热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量时为吸热反应。有些反应物和生成物的能量比较接近,这样的反应热效应不明显。另外要注意放热反应常温下不一定能够发生,吸热反应也不一定需要加热才能发生。
难点:
化学反应中能量变化观点的建立。
在化学反应中,从反应物分子转变为生成物分子,各原子内部并没有发生很大变化,但原子间的结合方式发生了改变,在这个过程中发生了能量变化。故化学反应的特点是有新物质的生成,而新物质和反应物的总能量不同,根据能量守恒定律,反应必释放或吸收能量。

随笔:

易混易错点
1.反应的热效应与反应条件的关系
很多同学认为反应发生需要加热的反应为吸热反
拖2下列说法正确的是()
A.需要加热才能发生的反应,这不一定对。有的需加热的反应为吸热反应。如:C(s)+H2O(g)CO↑(g)+H2↑(g)为吸热反应。而有很多需加热的反应为放热反应。如大多数燃烧反应,需点燃才能发生。因为燃料燃烧需达到着火点。而燃烧一旦开始,就放出大量的热量,就不用再加热。
2.化合反应与分解反应的热效应
很多同学认为化合反应为放热反应,分解反应为吸热反应,这不够准确。如C+CO22CO这个反应为化合反应,却是一个吸热反应,2HIH2+I2这个分解反应却为放热反应。不过,大多数化合反应为放热反应,大多数分解反应为吸热反应。
3.燃料燃烧时空气的量的控制
有同学认为燃料燃烧时,要使燃料燃烧充分,就要有足够的空气,因为空气越多越好,殊不知,过量的空气会带走大量的热量,浪费了能量。

4.反应热与物质状态的关系
答案:CD(解析:化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,所以C、D选项是正确的)
【例题3】在相同温度下,相同质量的H2发生下列反应放出的热量,分别为Q1和Q2:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)放热Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)放热Q2
则Q1和Q2的关系为()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.无法确定

【分析】因为将液态水汽化,需要吸收热量,反过来,气态水液化要放出热量,所以Q2>Q1
【解析】B
【例题4】解释“燃着的蜡烛一扇就灭,而炉火越扇越旺”这一事实。
【易错分析】不会用所学化学知识解决实际生活中所遇到的问题。这是化学素质教育的重点之一,本题可利用燃烧充分燃料的条件进行解释。
【解析】大量空气的急速流动会带动大量的热量,使蜡烛达不到着火点而熄灭。而炉火通入足量的空气,使之充分燃烧,故越扇越旺。应一定是吸热反应
B.放热的反应在常温下一定很易发生
C.反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.吸热反应在一定的条件下也能发生
拖3下列说法正确的是()
A.分解反应要吸热,需加热才能发生
B.化合反应一般为放热反应,常温下就可发生
C.需高温才能进行的一定为吸热反应
D.吸热反应在常温下也可发生
答案:D(解析:一个反应发生的条件与反应的热效应无关,如燃料的燃烧是一个放热过程,但需要点燃,即加热达到其着火点。分解反应不全为吸热反应,分解反应也不一定需加热的条件,如碳酸的分解。化合反应不全为放热过程,在常温下不一定发生,如H2与O2化合成H2O需点燃)
拖4同温同压下,相同质量的固态硫和液态硫燃烧发生以下反应放出的热量分别为Q1和Q2
S(s)+O2(g)=SO2(g)
放热Q1
S(l)+O2(g)=SO2(g)
放热Q2
则Q1与Q2的关系为()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.无法确定
答案:B[解析:将固态硫燃烧分解成两个过程:先将固态硫液化(此过程吸热),再将液态硫燃烧(放热Q2),所以Q1<Q2
方法技巧
1.化学反应过程中的能量变化
(1)化学反应的特点是有新物质生成,新物质和反应物总能量不同。
(2)反应中能量定恒。
(3)反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热,如果两者能量比较接近,则放热和吸热不明显。
2.两个或多个分子化合成一个分子的化合反应一定为放热反应,或一个微粒变成两个或多个微粒的过程一定为吸热过程。
如:NH3+HClNH4Cl
一个分子分解成两个或多个分子的分解反应为吸热反应。或两个或多个微粒变成一个微粒的过程一定为放热过程。
如:NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
注意:“个”与“种”的区别。
(1)可燃物燃烧的主要条件:①与空气接触;②温度达到着火点。
(2)灭火方法:隔绝空气或使可燃物温度降至着火点以下。
【例题5】已知NaOH溶液与稀盐酸反应放出的热量为Q1,等浓度、等量NaOH溶液与CH3COOH(醋酸)反应放出的热量为Q2,则Q1、Q2的相对大小()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2
C.Q1=Q2D.无法确定
【分析】NaOH、HCl均为强电解质,其溶液在混合之前均完全电离,混合后,H+与OH-结合成水放出热量;而醋酸为弱电解质溶液,电离的醋酸分子较少,当与NaOH溶液混合时,CH3COOH先电离出H+,需吸收能量,然后H+与OH-结合又放出能量,所以Q1>Q2。

【解析】A
【例题6】下列过程属于吸热过程的是()
A.H++OH-=H2O
B.NaCl=Na++Cl-
C.CaO+H2O=Ca(OH)2
D.Cl+Cl=Cl2
拖5已知H2SO4溶液与NaOH溶液反应放出的热量为Q1,等浓度、等量的H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应放出的热量为Q2,测Q1、Q2的相对大小为()
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.无法确定
答案:B(解析:因为两个微粒合成一个微粒的过程一定放热,故H++OH-H2O放热,Ba2++SO2-4BaSO4↓也放热,H2SO4与NaOH反应,只有H++OH-H2O,而H2SO4与Ba(OH)2反应,除H++OH-H2O外,还有Ba2++SO2-4BaSO4↓发生)
拖6海湾战争引起油井着火,下列措施不可以考虑灭火的是()
A.设法降低火焰温度
B.设法降低着火点
C.设法堵住油井出口
D.设法使火焰隔离空气
答案:B(解析:根据燃料燃烧的条件:①达到着火点,②燃料与空气接触,因此灭火可以采取的措施:①降低火焰温度至着火点以下;②使燃料与空气隔绝。而着火点是物质的属性。不可能改变)
拖7下列过程属于放热过程的有()
A.NH4HCO32-NH3↑+H2O↑+CO2↑
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.SO3+H2O=H2SO4
D.2CO+O22CO2
答案:CD(一个微粒变成多个微粒的过程吸热,多个微粒变成一个微粒的过程放热)
拖8水蒸气通过炽热的煤所产生的混合气体,其主要成分是CO、H2,还含有CO2和水蒸气。试选用下列试剂确认这四种气体的存在:①澄清石灰水;②无水硫酸铜;③炽热的氧化铜;④浓硫酸。假设每步反应均充分进行,则混合气体依次通过试剂的顺序为_______。
答案:②①④③②①(解析:四种气体中首先要确认的是水蒸气,通过无水硫酸铜,白色粉末变蓝,说明含有水蒸气;再通过澄清石灰水即可确定CO2;将混合气体经浓硫酸干燥后,通过炽热的氧化铜,CO、H2均被氧化,通过检验氧化产物来确认它们的存在,具体做法是:通过炽热的氧化铜后,依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水)
【分析】A、C、D都属于两个微粒合为一个微粒的形式,为放热过程。而B为一个微粒变成两个微粒的形式,所以为吸热过程。
【解析】B
图1-3-1【例题7】如图1?3?1所示,把试管放入盛有25℃的饱和石灰水溶液的烧杯中,试管中开始放入几小片镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是____________。
(2)产生上述现象的原因是____________。
(3)写出有关反应的离子方程式。
(4)由实验推知,所得MgCl2溶液和H2的总能量_______(填“大于”“小于”“等于”)原来镁片和盐酸的总能量。
【分析】镁与盐酸反应为放热反应,放出的热量使烧杯溶液温度升高,而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小,从而饱和石灰水变浑浊。

【解析】(1)镁片上有气泡产生,镁片逐渐溶解至最后消失,烧杯中石灰水变浑浊。
(2)镁片与盐酸反应,镁与盐酸反应为放热反应,放出的热量使烧杯中溶液温度升高,而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小。
(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑
(4)小于
随笔:
名题活题创新探究
例题分析解答【例题8】能源可划分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。例如自然界中的煤即为一级能源,而氢气则是一种高效没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取;2H2O通电2H2↑+O2↑,该反应为吸热反应。
(1)除了题中提到的以外,你还能列举出一些一级能源和二级能源吗?
一级能源;
二级能源。
(2)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是_______。
A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可以研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
(3)我国的能源消耗以煤为主,煤炭的储量占世界储量的13%,仅次于美国、前苏联,居世界第三位。据估计,全世界石油和天然气的资源于80年后将枯竭,煤炭最多能供应200~300年。能源紧缺已成为世界经济和社会发展的一种制约因素。节约能源是解决能源紧缺的重要途径。根据你所学的化学知识,简述提高煤的利用效率的途径和方法?
【分析】解答(1)问的关键要运用题目所给的信息,认定一级能源和二级能源概念的界定。(2)根据氢气燃烧为放热反应,知水的分解反应为吸热反应,所以水分解释放能量是不可能的。

【解析】(1)一级能源有:石油、天然气、太阳能、草木、风能、水能、地热能、海洋能、潮汐能等;二级能源有:电能、水煤气、沼气等。
(2)AC
(3)①使煤充分燃烧。(一是燃烧时要有足够多的空气,二是煤与空气要有足够大的接触面积)。②热能的充分
拖9(广东高考题)
(1)日常生活和工农业生产所需要能量的主要来源为_______,特别是_______燃烧所产生的能量。
(2)氢气作为燃料具有其他燃料所不及的优点主要有,_______,_______。
(3)科学家预言:未来理想的燃料,可取自于绿色植物,即把植物中的纤维素用适当的催化剂与水作用生成葡萄糖(C6H12O6),再在催化剂与水作用下使葡萄糖分解成乙醇(C2H5OH)和二氧化碳,乙醇是一种理想的燃料,试写出葡萄糖在催化剂作用下生成乙醇和二氧化碳的化学方程式_______。
答案:解:(1)化石燃料化学反应产生的煤、石油、天然气
(2)质量一定时燃烧放出的热量多燃烧产物无污染可以再生
(3)C6H12O6催化剂2C2H5OH+2CO2↑
拖10(典型例题合)航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应,其方程式可表示为:
2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑
下列对此反应的叙述中错误的是()
A.上述反应属于分解反应
B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C.反应从能量变化上说,主要是化学能转变为热能和动能
D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
答案:D(解析:此反应为一个自身氧化还原反应,N元素、O元素化合价升高被氧化,Cl元素化合价降低被还原,NH4ClO4既作氧化剂,又作还原剂)
利用。(通过改进设备,防止热能损失,提高热能的利用率)。③煤的气化和液化。(固体煤经过处理变为液体或气体,燃烧时可减少污染,燃烧效率高,也便于运输)。
【例题9】(上海市检测题)天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O现有一套以天然气为燃料的灶具,今改为用液化石油气,应采取的正确措施是()
A.减小空气进入量,增大石油气进气量
B.增大空气进入量,减小石油气进气量
C.减小空气进入量,减小石油气进气量
D.增大空气进入量,增大石油气进气量
【分析】从CH4、C3H8燃烧的方程式可知,等量的CH4与C3H8燃烧,C3H8需要的O2比CH4需要的O2多,为使燃料充分燃烧,可以减少燃气进气量或增大空气进入量或将两个措施同时进行。

【解析】B随笔:

知识链接
氧化还原反应的广泛应用
氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中有着广泛的应用,现作一些简单介绍。
我们所需要的各种各样的金属,都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。例如,制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法;制造黑色金属和其他有色金属都是在高温条件下用还原的方法;制备贵重金属常用湿法还原等等。许多重要化工产品的制造,如合成氨、合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等,主要反应也都是氧化还原反应。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等也都是氧化还原反应。
在农业生产中,植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。施入土壤的肥料的变化,如铵态氮转化为硝态氮,SO2-4转变为H2S等,虽然需要有细菌起作用,但就其实质来说,也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的化合价态的变化直接影响着作物的营养,晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。
我们通常使用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应,否则就不可能把化学能变成电能,或把电能变成化学能。
人和动物的呼吸,把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物分子内的能,转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)高能磷酸键的化学能,这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等。煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能量。
由此可见,在许多领域里都涉及到氧化还原反应,学习和逐步掌握氧化还原反应对同学们生活和今后参加工作都是很有意义的。
能力达标检测
1.下列变化中,属于吸热反应的是()
A.白磷自燃B.工业上制氧气
C.葡萄糖在人体内氧化分解D.铝片与盐酸反应
答案:B(燃烧反应全为放热反应,所以白磷为放热反应,工业上制O2通常用电解H2O来制取,而我们知道,2H2+O22H2O放热,所以水分解吸热;葡萄糖在人体内氧化是人体能量的主要来源,故为放热过程)
2.吸热反应一定是()
A.贮存能量B.释放能量
C.反应物总能量低于生成物总能量D.反应物总能量高于生成物总能量
答案:AC(吸收的能量转化为化学能贮存起来)
3.下列说法正确的是()
A.化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化
B.煤和石油属于可再生的化石能源
C.需要加热的反应是吸热反应
D.大多数的化合反应是放热反应,而大多数的分解反应是吸热反应
答案:AD
4.将煤处理后变为气体燃料的目的是()
A.提高燃料效率,减少大气污染B.提高煤的价格
C.主要是为了更好地保管D.减少运输环节
答案:A(将固体燃料气化,燃料燃烧时与空气充分接触,燃烧充分,燃料利用率提高,同时产生CO含量减小)
5.下列说法不正确的是()
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将更低
答案:AD(化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料。不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D选项的说法是错误的)
6.下列说法不正确的是()
A.白磷在空气中可自燃说明白磷在空气中的氧化是放热反应,且白磷着火点低
B.煤炭燃烧需加热才能进行,因此该反应是吸热反应
C.相同温度下,相同质量的固体硫和硫蒸气完全燃烧放出的热量相同
D.所有燃烧反应必须有氧气才能进行
答案:BC(白磷在空气中不点自燃,说明着火点低,燃烧放出的热量,使白磷继续燃烧;燃料燃烧为放热反应,但在常温下,一般的燃烧需加热至温度达到着火点,故B不正确;因硫从固态变成液态要吸收热量,故C不正确)
7.有关能源的下列说法不正确的是()
A.煤、石油、天然气为化石能源B.化石能源为非再生能源
C.氢能为可再生能源D.化石能源是可再生能源
答案:D(化石能源是古代动植物遗体通过几万年或几十万年才形成,不可再生)
8.下列说法不正确的是()
A.物质燃烧总是放热的
B.化合反应是放热反应,分解反应是吸热反应
C.有些放热反应,在引发反应时往往需要加热
D.放热反应在反应发生时都不需要加热
答案:BD(大多数化合反应为放热反应,大多数分解反应为吸热反应,但不全是,反应的条件与热效应无关)
9.下列物质加入水中,显著吸热的是()
A.NaOHB.生石灰
C.NH4NO3晶体D.浓H2SO4
E.NaCl晶体
答案:C(强碱固体物质溶于水是放热过程,浓酸溶于水是放热过程,NaCl等一般盐溶于水,热效应不明显)
10.等质量的碳在一定条件下发生如下反应,放出的热量分别为Q1、Q2,2C(固)+O2(气)2CO(气)C(固)+O2(气)CO2(气)
则Q1、Q2的关系为()
A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1=Q2D.无法确定
答案:B(前者可认为碳燃烧不完全)
11.已知31g的白磷变成31g的红磷是放热反应,下列两个反应中:
4P(白)(固)+5O2(气)2P2O5(固)+Q1
4P(红)(固)+5O2(气)2P2O5(固)+O2
则Q1和Q2的关系正确的是()
A.Q1=Q2B.Q1>Q2C.Q1<Q2D.无法判断
答案:B(将白磷燃烧分解成两个过程:先将白磷转化为红磷,要放出热量,然后红磷燃烧,又放出与红磷燃烧相等的热量)
12.某化学反应,设反应物总能量为E1,生成物总能量为E2。
(1)若E1>E2,则该反应物为_______热反应,该反应的过程可看成是_______。
(2)若E1<E2,则该反应为热反应,那么在发生反应时,反应物需要_______才能转化成生成物,该反应的过程可看成是_______。
答案:(1)放将能量释放出来的过程(2)吸吸收能量,将能量贮存起来的过程
13.氢气被公认是21世纪理想的能源,试简述氢气作为能源的三个主要优点:
(1)。
(2)。
(3)。
答案:(1)一定质量H2燃烧,放出的热量多(2)燃烧产物无污染(3)可以再生
14.铁粉和硫粉混合后,稍加热,反应即能自行进行下去,说明这个反应是反应。(填“放热”或“吸热”)
答案:放热

15.利用太阳能的方法之一,是将装有芒硝(Na2SO410H2O)的密闭塑料管安装在房屋的外墙内,当太阳照射时,它能将太阳能转化为化学能,达到蓄热的作用,使室内保持较低温度。晚上,它能将化学能转化为热能放出,使室内保持较高温度,利用化学原理分析热能的转化过程。
答案:当太阳照射时,Na2SO410H2O分解吸收热量,使室温度不至升高很多,晚上,气温下降,Na2SO4与H2O结合成Na2SO410H2O又放出热量,使室内保持温暖。
参考答案
【一拖二】
1.D(解析:燃烧是发光发热的氧化反应,这不是乙醇作为燃料的优点,其他三点均为乙醇作为燃料的优点)2.CD(解析:化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,所以C、D选项是正确的)3.D(解析:一个反应发生的条件与反应的热效应无关,如燃料的燃烧是一个放热过程,但需要点燃,即加热达到其着火点。分解反应不全为吸热反应,分解反应也不一定需加热的条件,如碳酸的分解。化合反应不全为放热过程,在常温下不一定发生,如H2与O2化合成H2O需点燃)4.B[解析:将固态硫燃烧分解成两个过程:先将固态硫液化(此过程吸热),再将液态硫燃烧(放热Q2),所以Q1<Q2]5.B(解析:因为两个微粒合成一个微粒的过程一定放热,故H++OH-H2O放热,Ba2++SO2-4BaSO4↓也放热,H2SO4与NaOH反应,只有H++OH-H2O,而H2SO4与Ba(OH)2反应,除H++OH-H2O外,还有Ba2++SO2-4BaSO4↓发生)6.B(解析:根据燃料燃烧的条件:①达到着火点,②燃料与空气接触,因此灭火可以采取的措施:①降低火焰温度至着火点以下;②使燃料与空气隔绝。而着火点是物质的属性。不可能改变)7.CD(一个微粒变成多个微粒的过程吸热,多个微粒变成一个微粒的过程放热)8.②①④③②①(解析:四种气体中首先要确认的是水蒸气,通过无水硫酸铜,白色粉末变蓝,说明含有水蒸气;再通过澄清石灰水即可确定CO2;将混合气体经浓硫酸干燥后,通过炽热的氧化铜,CO、H2均被氧化,通过检验氧化产物来确认它们的存在,具体做法是:通过炽热的氧化铜后,依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水)
9.解:(1)化石燃料化学反应产生的煤、石油、天然气
(2)质量一定时燃烧放出的热量多燃烧产物无污染可以再生
(3)C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
10.D(解析:此反应为一个自身氧化还原反应,N元素、O元素化合价升高被氧化,Cl元素化合价降低被还原,NH4ClO4既作氧化剂,又作还原剂)
【能力达标检测】
1.B(燃烧反应全为放热反应,所以白磷为放热反应,工业上制O2通常用电解H2O来制取,而我们知道,2H2+O2H2O放热,所以水分解吸热;葡萄糖在人体内氧化是人体能量的主要来源,故为放热过程)2.AC(吸收的能量转化为化学能贮存起来)3.AD4.A(将固体燃料气化,燃料燃烧时与空气充分接触,燃烧充分,燃料利用率提高,同时产生CO含量减小)5.AD(化石燃料只有在适当的温度和有氧气存在的情况下才能燃烧。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料。不仅减少SO2对大气的污染,而且能提高燃料效率。所以A、D选项的说法是错误的)6.BC(白磷在空气中不点自燃,说明着火点低,燃烧放出的热量,使白磷继续燃烧;燃料燃烧为放热反应,但在常温下,一般的燃烧需加热至温度达到着火点,故B不正确;因硫从固态变成液态要吸收热量,故C不正确)7.D(化石能源是古代动植物遗体通过几万年或几十万年才形成,不可再生)8.BD(大多数化合反应为放热反应,大多数分解反应为吸热反应,但不全是,反应的条件与热效应无关)9.C(强碱固体物质溶于水是放热过程,浓酸溶于水是放热过程,NaCl等一般盐溶于水,热效应不明显)10.B(前者可认为碳燃烧不完全)11.B(将白磷燃烧分解成两个过程:先将白磷转化为红磷,要放出热量,然后红磷燃烧,又放出与红磷燃烧相等的热量)12.(1)放将能量释放出来的过程(2)吸吸收能量,将能量贮存起来的过程13.(1)一定质量H2燃烧,放出的热量多(2)燃烧产物无污染(3)可以再生14.放热15.当太阳照射时,Na2SO410H2O分解吸收热量,使室温度不至升高很多,晚上,气温下降,Na2SO4与H2O结合成Na2SO410H2O又放出热量,使室内保持温暖。
【课本习题】
一、1.放出吸收2.放热吸收能量吸热
二、1.NaOH溶液与盐酸反应以及其碱与酸的中和反应,其实质都为OH-+H+H2O,由题意知,该反应为放热反应,所以中和反应都是放热反应。在中和反应中,反应物和生成物的能量变化为(如图):2.使煤炉中的煤充分燃烧,应采取的措施有:①将煤块或煤粉制成像蜂窝煤球等形状的煤,以增大煤与空气的接触面积;②适当开大炉门,使炉内有充足的空气。还可以在炉身的中上部开个二次通风口,使煤燃烧产生的可燃性气体(CO)进行二次燃烧。
【复习题】
一、1.在反应过程中发生电子转移得还原失氧化2.2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑失去升高还原氧化得到降低氧化还原3.(1)未达到电荷守恒Cu+2Ag+Cu2++2Ag(2)将难溶于水的碳酸钙写成了离子形式CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O(3)将难溶于水的氢氧化铜写成了离子形式Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O4.参加反应的各反应物的总质量等于各生成物的总质量;若反应为放热反应,参加反应的各反应物的总能量等于各生成物的总能量与反应放出的热量之和。若反应为吸热反应,参加反应的各反应物的总能量等于各生成物的总能量与反应吸收的热量的热量之差。即物质在发生化学变化时,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)氧化剂:CuO还原剂:CO
(2氧化剂:CuSO4还原剂:锌片
(3)CO2+2O=H-CO2-3+H2O
(4)Ba2++2OH-+SO2-4+2H+=BaSO4↓+2H2O
2.(1)不正确。在金属活动性顺序中,Cu位于Mg的后面,此反应不能发生。此式无法改正,只能废除。
(2)不正确。H2CO3很不稳定,对其要用CO2和H2O表示。此外,该化学方程式未配平。
应改为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(3)正确。
(4)不正确。AgNO3在水中易溶、易电离,不该用分子式表示之。
应改为:Ag++Cl-AgCl↓
(5)不正确。H2CO3很不稳定,对其要用CO2和H2O表示。
应改为:CO2-3+2H+=CO2↑+H2O
四、1.该白色固体为CaCl2和Na2CO3的混合物,有关反应的离子方程式为:
白色固体溶解于水:Ca2++CO2-3=CaCO3↓;
沉淀中加入稀盐酸:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;
滤液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓。
2.该白色粉末由Ba(NO3)2、CaCl2和K2CO3组成。有关反应的离子方程式为:
粉末加入水中:Ba2++CO2-3=BaCO3↓
Ca2++CO2-3=CaCO3↓
悬浊液中加入稀硝酸:BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
②的溶液中滴入硫酸:Ba2++SO2-=4BaSO4↓
可能还有反应:Ca2++SO2-4=CaSO4↓
②的溶液中滴入AgNO3溶液:Ag++Cl-=AgCl↓