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反应热


【学案】 燃烧热 中和热 盖斯定律 考点三 两类重要反应热——燃烧热、中和热 1.燃烧热 (1)概念:在 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。燃烧热的单位一般用 kJ· mol 1 表示。 燃烧热的限定词有恒压(101 kPa 时)、 可燃物的物质的量(1 mol)、 完全燃烧、 稳定的氧化物等, 其中的“完全燃

烧”,是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:C→CO2(g),H→H2O(l), S→SO2(g)等。 - (2)表示的意义: 例如 C 的燃烧热为 393.5 kJ· mol 1, 表示在 101 kPa 时, 1 mol C 完全燃烧放出 393.5 kJ 的热量。 (3)书写热化学方程式:燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的 热化学方程式时,应以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如: 25 - C8H18(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ· mol 1,即 C8H18 的燃烧热为 2 - 5 518 kJ· mol 1。 (4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为 Q 放=n(可燃物)×ΔH 式中:Q 放为可燃物燃烧反应放出的热量;n 为可燃物的物质的量;ΔH 为可燃物的燃烧热。 2.中和热 (1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol 液态 H2O 时的反应热叫中和热。 - (2)注意几个限定词:①稀溶液;②产物是 1 mol 液态 H2O;③用离子方程式可表示为 OH (aq)+ + -1 H (aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol 。 (3)中和热的测定 ①测定原理 ?m酸+m碱? · c· ?t终-t始? ΔH= n - - - - - c=4.18 J· g 1· ℃ 1=4.18× 10 3 kJ· g 1· ℃ 1;n 为生成 H2O 的物质的量。 ②装置如图(在横线上填出仪器的名称)

深度思考 1.装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么?______________________________ 2.怎样才能保证酸、碱完全反应?___________________________________________________ 3.怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么? _________________________________________________________________________________ 4.本实验中用稍过量的 NaOH 的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问:在反应中若因 为有放热现象, 而造成少量 HCl 在反应中挥发, 则测得的中和热________(填“偏大”、 “偏小”或“不 变”)。 题组一 燃烧热、中和热的含义及正确表述 1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” 3 - (1)S(s)+ O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ· mol 1(燃烧热) (ΔH 的数值正确) ( ) 2 -1 (2)NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3 kJ· mol (中和热) (ΔH 的数值正确)

(3)已知 H (aq)+OH (aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol 1, 则 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的反应热 ΔH -1 =2× (-57.3) kJ· mol ( ) 1 (4)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 CH3OH(g)+ O2(g)===CO2(g)+2H2(g) 2 -1 -1 ΔH=-192.9 kJ· mol ,则 CH3OH(g)的燃烧热为 192.9 kJ· mol ( ) - - (5)H2(g)的燃烧热是 285.8 kJ· mol 1,则 2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=571.6 kJ· mol 1 ( ) 1 - (6)葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ· mol 1,则 C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) 2 -1 ΔH=-1 400 kJ· mol ( ) - (7)已知 101 kPa 时,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ· mol 1,则该反应的反应热为 221 - kJ· mol 1 ( ) + - - (8)已知稀溶液中,H (aq)+OH (aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol 1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶 液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量 ( ) - (9)已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热 ΔH=-57.3 kJ· mol 1,则 98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反 - 应生成 1 mol 水的中和热为-57.3 kJ· mol 1 ( ) -1 - (10)CO(g)的燃烧热是 283.0 kJ· mol ,则 2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的 ΔH=2× 283.0 kJ· mol 通电 - 1 (11)氢气的燃烧热为 285.5 kJ· mol 1,则电解水的热化学方程式为 2H2O(l)=====2H2(g)+O2(g) - ΔH=285.5 kJ· mol 1 ( ) 反思归纳 反应热答题规范指导 (1)用“焓变(ΔH)”表示反应热时,ΔH>0 表示吸热,ΔH<0 表示放热,因而,ΔH 后所跟数值需要注 意正负。 (2)描述反应热时, 无论是用“反应热”、 “焓变”表示还是用 ΔH 表示, 其后所跟数值需要带“+”、 “-” 符号(“+”号可以省略)。 (3)由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。 题组二 中和热测定误差分析和数据处理 2.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下: - ①用量筒量取 50 mL 0.50 mol· L 1 盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;② - 用另一量筒量取 50 mL 0.55 mol· L 1 NaOH 溶液,并用同一温度计测出其 温度;③将 NaOH 溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最 高温度。回答下列问题: (1)为什么所用 NaOH 溶液要稍过量?______________________________。 (2)倒入 NaOH 溶液的正确操作是__________(填序号)。 A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入 (3)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。 A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 - (4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、 稀氢氧化钙溶液、 稀氨水分别和 1 L 1 mol· L 1 的稀盐酸恰好完 全反应,其反应热分别为 ΔH1、ΔH2、ΔH3,则 ΔH1、ΔH2、ΔH3 的大小关系为________________。 - (5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1 g· cm 3,又知中和反应后生成溶液的比热容 c=4.18 J· g -1 -1 · ℃ 。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下: 实验序号 起始温度 t1/ ℃ 终止温度 t2/ ℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6
+ - -

依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热 ΔH=__________(结果保留一位小数)。 (6)________(填“能”或“不能”)用 Ba(OH)2 溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是 _______________________________________________________________。 易错警示 正确理解中和热,注意操作与计算细节 (1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。 - (2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5 mol· L 1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制 作用就大,电离程度达不到 100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需 的热量,造成较大误差。 (3)使用两只量筒分别量取酸和碱。 (4)使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲 洗干净并用滤纸擦干。 (5)取多次实验 t1、t2 的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一。 考点四 有关反应热的比较、计算 【知识梳理】 1.ΔH 的比较 比较 ΔH 的大小时需考虑正负号,对放热反应,放热越多,ΔH 越小;对吸热反应,吸热越 多,ΔH 越大。 2.反应热的有关计算 (1)根据热化学方程式计算:反应热与反应物的物质的量成正比。 (2)根据盖斯定律求算 应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意: ①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般 2~3 个)进行合理 “变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方 程式,求出目标热化学方程式的 ΔH 与原热化学方程式之间 ΔH 的换算关系。 ②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH 也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加 减运算时,ΔH 也同样要进行加减运算,且要带“+”、“-”符号(“+”可省略),即把 ΔH 看作 一个整体进行运算。 ③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH 的符号也随之改变,但数值不变。 ④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气 变化时,会吸热;反之会放热。 (3)根据物质燃烧放热的数值计算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH| 说明 方法(2)常用于判断物质能量的大小关系及稳定性。 深度思考 1.试比较下列三组 ΔH 的大小 (1)同一反应,生成物状态不同时 A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0 则 ΔH1____ΔH2(填“>”、“<”或“=”,下同)。 (2)同一反应,反应物状态不同时 S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0 S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0 则 ΔH1____ΔH2。 (3)两个有联系的不同反应相比 1 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 C(s)+ O2(g)===CO(g) ΔH2<0 2 则 ΔH1____ΔH2。 2.已知 Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g)

ΔH=a kJ· mol 1 判断下列变化过程是否正确,正确的划“√”,错误的划“×” - (1)3AlCl(g)+3CO(g)===Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) ΔH=a kJ· mol 1 ( ) 1 1 1 -1 (2)AlCl(g)+CO(g)=== Al2O3(s)+ AlCl3(g)+3C(s) ΔH=- a kJ· mol ( ) 3 3 3 - (3)2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)===6AlCl(g)+6CO(g) ΔH=-2a kJ· mol 1 ( ) 反思归纳 利用状态,迅速比较反应热的大小 若反应为放热反应 (1)当反应物状态相同,生成物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少。 (2)当反应物状态不同,生成物状态相同时,固体反应放热最少,气体反应放热最多。 (3)在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH 反而越小。 题组一 利用盖斯定律书写热化学方程式


1.已知下列热化学方程式 Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-25 kJ· mol
-1



3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-47 kJ· mol
-1



Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=19 kJ· mol
-1



写出 FeO(s)被 CO 还原成 Fe 和 CO2 的热化学方程式__________________________ ________________________________________________________________________。 题组二 利用盖斯定律计算反应热 2. 已知 H2SO4(aq)与 Ba(OH)2(aq)反应的 ΔH=-1 584.2 kJ· mol 1; HCl(aq)与 NaOH(aq)反应的 ΔH


=-55.6 kJ· mol 1。则生成 BaSO4(s)的反应热等于


(
-1

)
-1

A.-1 528.6 kJ· mol

-1

B.-1 473 kJ· mol

-1

C.1 473 kJ· mol

D.1 528.6 kJ· mol

题组三 利用盖斯定律定性判断 ΔH 间的关系 3 3.在 1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:H2S(g)+ O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1 2 3 1 2H2S(g)+SO2(g)=== S2(g)+2H2O(g) ΔH2 H2S(g)+ O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3 2 2 2S(g)===S2(g) ΔH4 则 ΔH4 的正确表达式为 ( ) 2 2 A.ΔH4= (ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4= (3ΔH3-ΔH1-ΔH2) 3 3 3 3 C.ΔH4= (ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D.ΔH4= (ΔH1-ΔH2-3ΔH3) 2 2

规律方法 利用盖斯定律书写热化学方程式

特别提醒:通过热化学方程式变形时,利用“加法”不容易出错。 考点五 能源 【知识梳理】 1.概念:能提供能量的自然资源。 2.发展阶段 柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期。 3.分类 (1)化石燃料 ①种类:煤、石油、天然气。 ②特点:蕴藏量有限,且不能再生。 (2)新能源 ①种类:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。 ②特点:资源丰富,可以再生,没有污染或污染很小。 4.能源问题 (1)我国目前使用的主要能源是化石燃料, 它们的蕴藏量有限, 而且不能再生, 最终将会枯竭。 (2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。 5.解决能源问题的措施 (1)提高能源的使用效率 ①改善开采、运输、加工等各个环节。 ②科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。 一是保证燃烧时有适当过量的空气,如鼓入空气、增大 O2 浓度等。 二是保证燃料与空气有足够大的接触面积,如将固体粉碎成粉末,使液体喷成雾状等。 (2)开发新的能源 开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。 深度思考 判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)太阳能是清洁能源 ( ) (2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 ( ) (3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用 ( ) (4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的 ( ) (5)随着科技的发展,氢气将成为主要能源之一 ( ) (6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源 ( ) (7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料 ( ) (8)化石燃料属于可再生能源,不影响可持续发展 ( ) (9)开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖,可以降低空气中 PM2.5 的含量( ) (10)开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料( )

(11)低碳生活注重节能减排,尽量使用太阳能等代替化石燃料,减少温室气体的排放( ) 题组一 正确理解能源的种类 1.能源分类相关图如下图所示,下列四组选项中, 全部符合图中阴影部分的能源是( ) A.煤炭、石油、沼气 B.水能、生物能、天然气 C.太阳能、风能、潮汐能 D.地热能、海洋能、核能 2.能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一,能源家族中:①煤炭、②核能、③石油、④ 天然气、 ⑤水能、 ⑥风能、 ⑦地热能等, 属于不可再生的是_____________________________; 属于新能源的是__________________________________。 题组二 能源的开发和利用 3.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制 取氢能的构想。下列说法正确的是 ( ) A.H2O 的分解反应是放热反应 B.氢能源已被普遍使用 C.2 mol H2O 具有的总能量低于 2 mol H2 和 1 mol O2 的能量 D.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值 4.下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是 ( ) A.直接利用太阳辐射能的基本方式有四种:光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光— 生物质能转换 B.太阳能热水器是一种光—电转换形式 C.绿色植物进行的光合作用,是一种光—生物质能转换,它的本质是光—化学能转换 D.将电能通过用电器进行照明的过程是一种光—电能转换过程 5.白磷(P4)可由 Ca3(PO4)2、焦炭和 SiO2 在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下: - 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)===6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH1=+3 359.26 kJ· mol 1 -1 CaO(s)+SiO2(s)===CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJ· mol 2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)===6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH3 - 则 ΔH3=________kJ· mol 1。 6.氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知:CH4(g)+ - H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=206.2 kJ· mol 1 CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) -1 - ΔH=247.4 kJ· mol 2H2S(g)===2H2(g)+S2(g) ΔH=169.8 kJ· mol 1 (1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与 H2O(g)反应生成 CO2(g)和 H2(g)的 热化学方程式为___________________________________________________________。 (2)H2S 热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分 H2S 燃烧,其目的是 ____________________________; 燃烧生成的 SO2 与 H2S 进一步反应, 生成物在常温下均非气体, 写出该反应的化学方程式:____________________________________。 (3)H2O 的热分解也可得到 H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如下图所 示。图中 A、B 表示的物质依次是________________________。 (4)Mg2Cu 是一种储氢合金。350 ℃时,Mg2Cu 与 H2 反应, 生成 MgCu2 和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量 分数为 0.077)。Mg2Cu 与 H2 反应的化学方程式为 ____________________________________________________。


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