反应热与热化学方程式教案
第1讲反应热与热化学方程式
Ⅰ.知识回顾
一.反应热焓变
1.反应热通常情况下的反应热即焓变,用ΔH表示,单位___。
旧键的断裂___能量;新键的形成___能量,总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。吸热反应:__者>__者;放热反应:__者<__者。
2.化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系
放出热量吸收热量
前者为反应
3.放热反应ΔH为“或ΔH吸热反应ΔH为“”或ΔH?H=E(的总能量)-E(的总能量)
?H=E(的键能总和)-E(的键能总和)
4.常见放热反应和吸热反应
⑴常见放热反应①②⑵常见吸热反应①②
5.反应热的测量仪器叫量热计
二.热化学方程式及其书写
1.热化学方程式是指。
既表明了化学反应中的变化,也表明了化学反应中的。
2.书写注意事项:
⑴应注明反应物和生成物的状态;固体(),液体(),气体();不用↑和↓(因已注明状态)。(若为同素异形体、要注明名称),因为物质呈现哪一种聚集状态,与它们所具有的能量有关,即反应物的物质相同,状态不同,△H也不同。
⑵要注明反应温度和压强。因为△H的大小和反应的温度、压强有关,如不注明,即表示在101kPa和25°C。⑶热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数,而是表示,故化学计量数可以是整数,也可以是分数。相同物质的化学反应,当化学计量数改变时,其△H也同等倍数的改变。
如:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol
⑷△H的表示:在热化学方程式中△H的“+”“-”一定要注明,“+”代表,“-”
代表。△H的单位是:或。
⑸热化学方程式具有加和性,化学式前面的计量数必须与△H相对应;反应逆向进行时,△H值不变,符号相反。
三.燃烧热和中和热
1.燃烧热是指kJ/mol。
几个注意点:
①研究条件:25℃,101kPa
②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1mol
④在没有特别说明的情况下,外界压强一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化,它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。如:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)
2.中和热是。
中和热的表示:(一般为强酸与强碱)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol。
弱酸、弱碱电离时要吸热,△H>—57.3KJ/mol
3.中和热的测定
实验原理:△H=-4.18m(t2?t1)
n(H2O)?10KJ/mol-3
实验用品:
实验步骤:⑴准备(保温);⑵量取盐酸(定量、测温);⑶量取烧碱(定量、测温);⑷混合(测温);⑸
计算,分析误差。
四.盖斯定律:
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变是______________的。这就是盖斯定律。也就是说,化学反应的反应热只与反应反应物和生成物有关,而与具体的反应进行的途径无关。
五.能源
百年时间,但化石燃料是一种的资源。所以必需重视开发新能源。
新能源有等,这些新能源的特点是。
思考:把下列14种能源按要求填入下表,并指出哪些是不可再生能源。
煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、电
II.突破重难点
重难点1.化学反应中的能量变化、焓变
【例题1】已知反应X+Y==M+N为放热反应,该反应的下列说法中正确的是()
A.X能量一定高于M;
B.Y的能量一定高于N;
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量;
D.因该反应为放热反应,所以一定不必加热就可以发生。
重难点2.热化学方程式的'书写
【例题2】已知在25℃,101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出48.40kJ热量。表示辛烷燃烧热的热化学方程式正确的是()
A.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-48.40kJ/mol
B.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ/mol
C.C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=+5518kJ/mol
D.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=-11036kJ/mol
【变式训练】25℃、101KPa时,1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水,同时放出22.68kJ热量,写出该物质燃烧热的热化学方程式
重难点3反应热计算
【例题3】拆开lmolH—H键、lmolN-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则
1molN2生成NH3的反应热为591UP有效学习平台(),1molH2生成NH3的反应热为。
【例题4】已知:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)?H??571.2kJ·mol?1
Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)?H??1473.2kJ·mol?1
Ba(s)+S(s)=BaS(g)?H??460kJ·mol?1
请回答:C(s)和O2(g)反应生成CO(g)
【变式训练】已知CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=。
【例题5】盖斯定律在生成和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。
⑴由于C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成,反应C(s)+1O2(g)=CO(g)的反应热无法直接2
测得,但该反应的反应热可由以下两个反应的反应热计算求得:
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol—1CO(g)+1O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol—12
写出C转化为CO的热化学方程式:。
⑵同素异形体相互转化的反应热小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。通过下列两个
反应可以间接求得石墨转化为金刚石的反应热:
C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.4kJ·mol—1C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol—1①石墨和金刚石相比,的稳定性更大,石墨转化为金刚石的热化学方程式为。②理论上能否用石墨合成金刚石?,若能,需要的条件是;若不能,理由是。
【教师点拨】
【例题6】已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量;1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
⑴
⑵若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出热量890kJ。(填“>”、“<”、“=”)⑶若将amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水时,则放出热量Q的取值范围是。
⑷若将amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水,且CO2和水的物质的量相等时,则放出热量Q的的取值范围是:。
重难点4中和热
【例题7】含1molBa(OH)2的稀溶液与足量稀盐酸反应,放出热量114.6kJ.下列热化学方程式中,正确的是()
A.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)△H=+114.6kJ/mol
B.Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ/mol
C.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol
D.1/2Ba(OH)2(aq)+HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)+H2O(l)△H=+57.3kJ/mol
【例题8】50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值(填“偏大”、“偏
小”、“无影响”)。
(4)实验中60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上
述实验相比,所放出的热量(填“相等”、“不相等”),所求中和热
(填“相等”、“不相等”),简述理由
。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会(均填“偏大”、“偏小”、“无影响”);用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会(均填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【例题9】燃烧0.10g酒精(C2H5OH)生成液态水和CO2,放出的热量能使100g水升高温度7.12℃,计算酒
-1精的燃烧热。(水的比热容为4.184J·g-1·℃)
III.巩固练习
1.()下列说法不正确的是
A.物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量
B.热反应方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量,不表示分子个数
C.所有的燃烧都是放热反应
D.热化学方程式中分子式前面的化学计量数可以是分数
2.()下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是
1①C(s)+O2(g)===CO2(g)△H1C(s)2(g)===CO(g)△H22
②S(s)+O2(g)===SO2(g)△H3S(g)+O2(g)===SO2(g)△H4
1③H2(g)+O2(g)===H2O(l)△H52H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H62
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)△H7CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)△H8
A.①B.④C.②③④D.①②③
3.()氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol
C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H=-890.31kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是
A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g)
4.()已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-4bkJ/mol
B.C2H2(g)+5
2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=2bkJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2bkJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=bkJ/mol
5.()化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。现已知H—H键键能为436kJ/mol,H—N键键能为391kJ/mol。根据热化学方程式N2(g)+3H2(g)
A.431kJ·mol—12NH3(g);ΔH=-92.4kJ·mol—1,计算N≡N键的键能是—1—1—1B.946kJ·molC.649kJ·molD.896kJ·mol
6.()25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol,辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是
2+——A.2H+(aq)+SO2BaSO4(s)+2H2O(1)?H=-57.3kJ/mol4(aq)+Ba(aq)+2OH(aq)===
B.KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)+H2O(l)?H=-57.3kJ/mol
C.C8H18(1)+25/2O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)?H=-5518kJ/mol
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(1)?H=-5518kJ/mol
7.()下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1367.0kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-269kJ/mol(反应热)
D.2NO2=O2+2NOΔH=+116.2kJ/mol(反应热)
8.()已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g)ΔH=-226kJ/mol根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是
A.CO的燃烧热为283kJ
B.右图可表示为CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH>-452kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为6.02×10
9.()已知热化学方程式:
H2O(g)=H2(g)+
H2(g)+1
21223O2(g)△H=+241.8kJ/molO2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol
当1g液态水变为水蒸气时,其热量变化是。
A.△H=+88kJ/molB.△H=+2.44kJ/molC.△H=-4.98kJ/molD.△H=-43kJ/mol
10.已知:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)△H═-890kJ/mol,现有甲烷和一氧化碳混合气体0.75mol,完全燃烧后,生成二氧化碳气体和液态水18g,并放出515kJ热量,则CO燃烧的热化学方程式为.
11.已知CaCO3(s)═CaO(s)十CO2(g)△H═+175.7kJ·mol-1;C(s)十O2(g)═CO2(g)△H═-393.5kJ·mol-1求ltCaCO3分解生成生石灰理论上需含杂质为10%的焦炭多少千克?
12.已知下列反应的反应热为:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△H1==-870.3kJ/mol。
(2)C(s)+O2(g)==CO2(g)△H2═-393.5kJ/mol。
(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol
试计算下列反应的反应热:C(s)+2H2(g)+CO2(g)==CH3COOH(l)△kJ·mol-1。
13.已知:O2(g)=O2+(g)+e-△H1=+1175.7kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g)△H2=-771.1kJ·mol-1
O2+P1F6-(S)=O2+(g)+P1F6(g)-△H3=+482.2kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g)=O2+P1F6-(S)的△H=__________kJ·mol-1。
14.CO、CH4均为常见的可燃性气体。
(1)等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是。
(2)已知在101kPa时,CO的燃烧热为283kJ/mol。相同条件下,若2molCH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍,CH4完全燃烧热化学方程式是:。
(3)120℃、101kPa下,amL由CO、CH4组成的混合气体在bmLO2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强。①若混合气体与O2恰好完全反应,产生bmLCO2,则混合气体中CH4的体积分数为(保留
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