苏教版高二化学选修4全册导学案及答案解析

苏教版高二化学选修4全册导学案及答案解析专题1 化学反应与能量变化第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kJ·mol－1符号H焓变是在恒压条件下反应的热效应单位kJ·mol－1符号ΔH2．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ΔH 0时为放热反应反应体系能量降低2 当ΔH为＋或ΔH 0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 gΔH＝－186 kJ·mol－1为例E1E HH ＋E ClClE22E HClΔH＝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ABD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1 mol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HH ClCl ClH 键能 kJ·mol－1 436 243 431 请计算H2 g ＋Cl2 g 2HCl g 的反应热A．＋862 kJ·mol－1 B．＋679 kJ·mol－1C．－183 kJ·mol－1 D．＋183 kJ·mol－1答案 C解析拆开1 mol H2和1 mol Cl2中的化学键所吸收的能量是436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1＝679 kJ·mol－1形成2 mol HCl 所放出的能量是431 kJ·mol－1×2＝862 kJ·mol－1所以该反应的反应热是679 kJ·mol－1－862 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1 4．已知HH键键能断裂时吸收或生成时释放的能量为436 kJ·mol－1HN键键能为391 kJ·mol－1根据热化学方程式N2 g ＋3H2 g 2NH3 g ΔH＝－924 kJ·mol－1则NN键的键能是A．431 kJ·mol－1 B．946 kJ·mol－1C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－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×ENH－ 3×EHH ＋ENN ]得ENN＝6×ENH－3×EHH＋ΔH＝6×391 kJ·mol－1－3×436 kJ·mol－1－924 kJ·mol－1≈946 kJ·mol－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PO 和P O两种共价键已知几种共价键的键能PO 360 kJ·mol－1P O 585 kJ·mol－1PP 198 kJ·mol－1O O 498 kJ·mol－1请问在P4 s ＋5O2 g P4O10 s 中ΔH＝______________答案－2 982 kJ·mol－1解析由P4的分子结构和P4＋5O2P4O10的物质变化在P4O10分子中只存在PO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PO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PO键4个P O 键ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝6×198 kJ·mol－1＋5×498 kJ·mol－1－ 12×360 kJ·mol－1＋4×585 kJ·mol－1 ＝－2 982 kJ·mol－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 ℃101 kPa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＝－3935 kJ·mol－1①C 金刚石＋O2 g CO2 g ΔH＝－3954 kJ·mol－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＝19 kJ·mol－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A7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 2·8H2O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BC属于吸热反应再从化合价变化角度来分析知答案为C2．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1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ下列关系式正确的是A．Q1＋Q2 Q3 B．Q1＋Q2 2Q3C．Q1＋Q2 Q3 D．Q1＋Q2 2Q3 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ΔH 0则Q1＋Q2－2Q3 0故Q1＋Q2 2Q3．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＝41 kJ·mol－1D．1 mol CO2 g 和1 mol H2 g 反应生成1 mol CO g 和H2O g 要放出41 kJ的热量答案 B解析从图中数据可以看出该反应的ΔH 0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＝－41 kJ·mol －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101 kPa时1 mol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＝19 kJ·mol－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101 kPa时1 mol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＝19 kJ·mol－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已知H2 g ＋O2 g H2O g 反应过程中能量变化如图问abc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ΔH 0解析H2 g 和O2 g 与2H g 和O g 之间的能量差是H2 g ―→2H g 和O2 g ―→O g 过程中断开HH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ΔH 0 练综合拓展8．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ且氧气中1 mol O O键完全断裂时吸收热量496 kJ水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ则氢气中 1 mol HH键断裂时吸收热量是________答案436 kJ解析因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ所以1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ 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 ＋O2 g H2O g ΔH＝－242 kJ·mol－1时所发生键的变化为断裂1 mol HH键和 mol O O键形成2 mol OH键因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为×496 kJ＋E HH 形成新键释放的能量为2×463 kJ＝926 kJ此反应为放热反应所以有926 kJ－×496 kJ－E HH ＝242 kJ解得E HH ＝436 kJ ．下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量 kJ 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量 kJ 243193 151 432 366 298 436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．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I22 下列氢化物中最稳定的是A．HCl B．HBr C．HI3 X2＋H2 2HX X代表ClBrI 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ClBrI 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1 mol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1 mol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1 mol H2时放出的能量最多为436 kJ 2 在氢化物中生成1 mol HCl时放出的能量最多为432 kJ 3 分别计算出三个反应放出的热量依次为185 kJ103 kJ和9 kJ 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＝－4836 kJ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＝＋1313 kJ·mol－1表示A．碳和水反应吸收1313 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收1313 kJ热量C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收1313 kJ热量D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热1313 kJ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kJ·mol－1该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol 氢气并吸收1313 kJ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 ℃101 kPa下1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量1429 kJ则下列热化学方程式书写正确的是A．2H2＋O2 2H2OΔH＝1429 kJ·mol－1B．2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝－1429 kJ·mol－1C．2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝－5716 kJ·mol－1D．2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝5716 kJ·mol－1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a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水并放出热量b kJ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＝－4b kJ·mol －1B．C2H2 g ＋O2 g 2CO2 g ＋H2O l ΔH＝2b kJ·mol－1 C．2C2H2 g ＋5O2 g 4CO2 g ＋2H2O l ΔH＝－2b kJ·mol －1D．2C2H2 g ＋5O2 g 4CO2 g ＋2H2O l ΔH＝b kJ·mol－1 答案 A解析乙炔燃烧是放热反应ΔH＜0则排除BD两选项又因反应生成1 mol二氧化碳气体时放出热量为b kJ则生成4 mol CO2 g 应放出热量4b kJ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＝－1966 kJ·mol－1B．H2 g ＋O2 g H2O l ΔH＝－2858 kJ·mol－1C．2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝－5716 kJ·mol－1D．C s ＋O2 g CO2 g ΔH＝3935 kJ·mol－1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kJ·mol－1C错6．03 mol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6495 kJ热量其热化学方程式为_____________________________________又已知H2O l H2O g ΔH＝44 kJ·mol－1则112 L 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 lΔH＝－2 165 kJ·mol－1 1 0165解析 1 mol B2H6燃烧放出热量＝2 165 kJ05 mol B2H6燃烧生成液态水 15 mol 放出热量为×2 165 kJ15 mol H2O l 变为15 mol H2O g 需吸收热量为66 kJ所以05 mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为×2 165 kJ－15×44 kJ＝1 0165 kJ练基础落实1．已知H2 g ＋F2 g 2HF g ΔH＝－270 kJ·mol－1下列说法正确的是A．2 L 氟化氢气体分解成1 L 氢气与1 L 氟气吸收270 kJ热量B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC．在相同条件下1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol 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270 kJ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270 kJ是错误的应大于270 kJD项中说几个分子间反应是错误的C项正确2．已知在101×105 Pa298 K条件下2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量下列热化学方程式正确的是A．H2O g H2 g ＋O2 g ΔH＝242 kJ·mol－1B．2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝－484 kJ·mol－1C．H2 g ＋O2 g H2O g ΔH＝242 kJ·mol－1D．2H2 g ＋O2 g 2H2O g ΔH＝484 kJ·mol－1答案 A解析氢气燃烧是放热反应其ΔH应为负值故CD错误2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ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30 g乙烷完全燃烧在常温下放出的热量为15598 kJ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＝－3 1196 kJ·mol －1B．C2H6 g ＋O2 g 2CO g ＋3H2O g ΔH＝－1 5598 kJ·mol －1C．C2H6 g ＋O2 g 2CO2 g ＋3H2O g ΔH＝－1 5598 kJ·mol －1D．C2H6 g ＋O2 g 2CO2 g ＋3H2O l ΔH＝－1 5598 kJ·mol －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1 mol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D4．已知2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝－5716 kJ·mol－1CH4 g ＋2O2 g CO2 g ＋2H2O l ΔH＝－890 kJ·mol－1现有H2与CH4的混合气体112 L 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3 695 kJ则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A．1∶1 B．1∶3C．1∶4 D．2∶3答案 B解析设112 L即5 mol混合气体中H2的物质的量为x则2858x ＋890 5－x ＝3 695解得x＝125 mol则n H2 ∶n CH4 ＝125 mol∶375 mol＝1∶35．已知热化学方程式2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH1＝－5716kJ·mol－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＝－5716 kJ·mol－1D．该反应可表示36 g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＝＋5716 kJ·mol －1D选项没有指明36 g水的状态故D项错误练方法技巧6．已知1 H2 g ＋O2 g H2O g ΔH1＝a kJ·mol－12 2H2 g ＋O2 g 2H2O g ΔH2＝b kJ·mol－13 H2 g ＋O2 g H2O l ΔH3＝c kJ·mol－14 2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH4＝d kJ·mol－1下列关系式中正确的是A．a c 0 B．b d 0C．2a＝b 0 D．2c＝d 0答案 C解析抓比较的关键该反应是放热反应ΔH 0 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ΔH 0故c ad b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2 mol SO21 mol O2充入一密闭容器充分反应后放出热量983 kJ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＝－1966 kJ·mol－1B．2SO2 g ＋O2 g 2SO3 g ΔH＝－983 kJ·mol－1C．SO2 g ＋O2 g SO3 g ΔH＝983 kJ·mol－1D．SO2 g ＋O2 g SO3 g ΔH＝－1966 kJ·mol－1答案 A练综合拓展8．写出下列反应的热化学方程式1 1 mol N2 气态与适量H2 气态反应生成NH3 气态放出922 kJ的热量____________________2 1 mol N2 气态与适量O2 气态反应生成NO 气态需吸收68 kJ的热量__________________3 1 mol Cu 固态与适量O2 气态反应生成CuO 固态放出157 kJ的热量____________________4 1 mol C 固态与适量H2O 气态反应生成CO 气态和H2 气态需要吸收1313 kJ的热量__________________5 卫星发射时可用肼 N2H4 为燃料1 mol N2H4 气态在O2 气态中燃烧生成N2 气态和H2O 气态放出534 kJ的热量____________________答案 1 N2 g ＋3H2 g 2NH3 g ΔH＝－922 kJ·mol－12 N2 g ＋O2 g 2NO g ΔH＝68 kJ·mol－13 Cu s ＋O2 g CuO s ΔH＝－157 kJ·mol－14 C s ＋H2O g CO g ＋H2 g ΔH＝1313 kJ·mol－15 N2H4 g ＋O2 g N2 g ＋2H2O g ΔH＝－534 kJ·mol －19．已知2H2 g ＋O2 g 2H2O l ΔH＝－5716 kJ·mol－1 CO g ＋O2 g CO2 g ΔH＝－283 kJ·mol－1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出11376 kJ热量同时生成36 g液态水则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为______________答案02 mol02 mol解析由题意知反应生成36 g H2O l 故H2的物质的量为＝02 mol02 mol H2完全燃烧放出的热量为×02 mol＝5716 kJ故CO完全燃烧放出的热量为11376 kJ－5716 kJ＝566 kJ所以CO的物质的量为＝02 mol10．1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出890 kJ 热量不完全燃烧生成CO和液态水时放出519 kJ热量如果1 mol CH4在一定量的氧气中燃烧生成COCO2和液态水并放出79725 kJ热量则氧气的质量为________答案60 g解析先绘出思维模型图分清图中各ΔH的意义和量关系ΔH＝－890 kJ·mol－1ΔH1＝－519 kJ·mol－1ΔH2＝－890 kJ·mol－1＋519 kJ·mol－1＝－471 kJ·mol－1 表示CO完全燃烧产生的反应热ΔH3＝－79725 kJ·mol－1实际反应热ΔH4＝ΔH－ΔH3＝－9275 kJ·mol－1表示混和气中的CO若再燃烧产生的反应热因此即为混和气中的比因为n CH4 ＝1 mol故n CO ＝＝×1 mol＝025 mol混和气中n CO2 ＝1 mol－025 mol＝075 mol混和气中n H2O ＝2n CH4 ＝2 mol根据元素守恒消耗的n O2 ＝n CO ＋n CO2 ＋n H2O ＝×025 mol ＋075 mol＋×2 mol＝1875 molm O2 ＝32 g·mol－1×1875 mol＝60 g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 500 mL 小烧杯 100 mL 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 050 mol·L－1 氢氧化钠溶液 055 mol·L－13．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01 ℃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 ℃HCl NaOH 平均值 12 3 4实验数据的处理ΔH＝－其中Q＝c·m·Δt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 ＋O2 g CO g上述反应在O2供应充分时可燃烧生成CO2O2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＝－3935 kJ·mol－12 CO g ＋O2 g CO2 g ΔH2＝－2830 kJ·mol－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 ＋O2 g CO g ΔH＝－1105 kJ·mol－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．在一800 mL的大烧杯中放入碎纸屑把盛有50 mL 050 mol·L －1盐酸的200 mL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50 mL 055 mol·L－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60 mL 050 mol·L－1盐酸和50 mL 055 mol·L －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①23 ℃②24 ℃③29 ℃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60 mL 050 mol·L－1盐酸和50 mL 055 mol·L－1烧碱溶液反应能生成0027 5 mol H2O而50 mL 050 mol·L －1盐酸与50 mL 055 mol·L－1烧碱溶液反应只能生成0025 mol H2O 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1 mol H2O时所放出的热量与酸碱的用量无关因此所求中和热相等5 235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1 mol水为标准的而与酸碱的用量无关5 所测温度29 ℃显然是错误的代入计算式的温度应是①与②。