第八章学案37反应热的计算和测定能源

学案37反应热的计算和测定能源[考纲要求]1.理解盖斯定律并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。知识点一盖斯定律1．内容对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是________的。2．意义________________________________________________________________________。3．应用方程式反应热间的关系aA――→ΔH1BA――→ΔH21aB问题思考1．盖斯定律的实质是什么？2．在利用盖斯定律进行计算时，如果热化学方程式方向改变时应做哪些调整？知识点二能源1．概念能提供________的自然资源。2．发展阶段______时期→__________时期→__________时期。3．分类(1)化石燃料①种类：____、________、________。②特点：蕴藏量有限，且________再生。(2)新能源①种类：________、________、________、________、________和__________等。②特点：资源丰富，________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________，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____________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______________，如鼓入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有____________________，如将固体______________，使液体__________等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染的新能源。一、反应热的计算1．主要依据热化学方程式、键能的数据、盖斯定律和燃烧热的数据等。2．主要方法(1)根据热化学方程式计算反应热与反应物各物质的物质的量成________。(2)根据反应物和生成物的总能量计算①画出放热反应、吸热反应在反应过程中的能量变化示意图。②根据图示判断能量变化与反应热的关系是什么？(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算ΔH＝________________________________________________________________________。(4)根据盖斯定律计算化学反应的反应热只与__________________________有关，而与______________无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是________的。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至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，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。(5)根据物质燃烧放热数值计算Q(放)＝________________________________________________________________________。典例导悟1已知：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(2)H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1(3)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－870.3kJ·mol－1根据以上方程式可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为()A．＋244.1kJ·mol－1B．－488.3kJ·mol－1C．－996.6kJ·mol－1D．＋996.6kJ·mol－1听课记录：变式演练已知下列热化学方程式Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－25kJ·mol－1①3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47kJ·mol－1②Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝＋19kJ·mol－1③写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式________________________________________________________________________。典例导悟2由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH＝________kJ·mol－1，氢气的燃烧热为__________kJ·mol－1。二、实验探究——中和热的测定1．测定原理ΔH＝m酸＋m碱·c·t终－t始nc＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·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)3．注意事项(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是____________________________________________。(2)为保证酸、碱完全中和，常采用________稍稍过量。(3)实验中若使用弱酸或弱碱，因中和过程中电离________，会使测得数值________。典例导悟3(2011·吉林一模)某实验小组设计用50mL1.0mol·L－1盐酸跟50mL1.1mol·L－1氢氧化钠溶液在如图所示装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题：(1)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：盐酸在反应中若因为有放热现象，而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。(2)该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50mL，并记录如下原始数据。实验序号起始温度t1/℃终止温度(t2)/℃温差(t2－t1)/℃盐酸NaOH溶液平均值125.124.925.031.66.6225.125.125.131.86.7325.125.125.131.96.8已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·cm－3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1，则该反应的中和热为ΔH＝__________________。(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是________________________________________________________________________。(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。1.(2011·上海，11)根据碘与氢气反应的热化学方程式(ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)＋9.48kJ(ⅱ)I2(s)＋H2(g)2HI(g)－26.48kJ下列判断正确的是()A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应(ⅰ)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定D．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低2．(2011·重庆理综，13)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为()A．－1780kJ·mol－1B．－1220kJ·mol－1C．－450kJ·mol－1D．＋430kJ·mol－13．(2011·浙江理综，12)下列说法不正确的是()A．已知冰的熔化热为6.0kJ·mol－1，冰中氢键键能为20kJ·mol－1。假设每摩尔冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，Ka＝cα2c1－α。若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小C．实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3916kJ·mol－1、－3747kJ·mol－1和－3265kJ·mol－1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝489.0kJ·mol－1CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1则4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH＝－1641.0kJ·mol－14．(2010·广东理综，9)在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH25．(2010·课标全国卷，11)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()A．－67.7kJ·mol－1B．－43.5kJ·mol－1C．＋43.5kJ·mol－1D．＋67.7kJ·mol－1题号12345答案题组一盖斯定律及反应热的计算1．(2009·海南化学，12)已知：Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ·mol－1(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1(2)则2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－12．(2009·全国理综Ⅱ，11)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1现有H2与CH4的混合气