第18讲燃烧热中和热能源盖斯定律

第18讲│燃烧热中和热能源盖斯定律第18讲燃烧热中和热能源盖斯定律课标考纲展示考纲要求考向追踪1.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。2.能用盖斯定律进行反应热的简单计算。1.运用盖斯定律进行反应热的计算。利用盖斯定律书写热化学方程式或进行有关反应热的计算，难度中等。2.对燃烧热、中和热、能源等概念的考查。该考点往往以新信息为载体进行判断性的考查，试题以选择题为主，难度较小。第18讲│课标考纲展示第18讲│考向互动探究考向互动探究►探究考向一燃烧热中和热能源1．燃烧热(1)定义：在25℃、101kPa时，________纯物质完全燃烧生成时所放出的热量。(2)意义：CH4的燃烧热为890kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa下，1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为890kJ，用热化学方程式表示为______________________________________________。【知识梳理】1mol稳定的氧化物ΔH＝－890kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)第18讲│考向互动探究2．中和热(1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成_________水时的反应热。(2)举例：稀的盐酸与稀的NaOH溶液发生中和反应生成1molH2O水时，放出57.3kJ的热量，该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________。1molHCl(aq)＋NaOH(aq)===H2O(l)＋NaCl(aq)ΔH＝－57.3kJ·mol－1第18讲│考向互动探究3．中和热的测定(1)装置如图18－1所示图18－1第18讲│考向互动探究(2)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，常使________稍稍过量。③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得的数值________。保温、隔热、减小实验过程中热量的损失碱偏低第18讲│考向互动探究煤石油不可再生太阳能风能氢能再生第18讲│考向互动探究[问题导思]如何理解燃烧热定义中的稳定的氧化物？[问题导思]要点提示：燃烧热定义中指的“稳定的氧化物”包括化学稳定性和物理状态的稳定，如H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)、P→P2O5(s)等。第18讲│考向互动探究【要点深化】燃烧热与中和热的比较•【典例精析】例1下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃、101kPa)：(1)C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1(2)C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ·mol－1(3)C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ·mol－1第18讲│考向互动探究第18讲│考向互动探究(4)C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ·mol－1由此判断，正丁烷的燃烧热为()A．2878kJ·mol－1B．2658kJ·mol－1C．1746kJ·mol－1D．1526kJ·mol－1[答案]A[解析]燃烧热的概念：在101kPa时，1mol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。在该题中稳定的氧化物指的是生成的CO2(g)和H2O(l)，燃烧反应都是放热反应，在说燃烧热时不再标“＋”“－”号。由此可知A项正确。第18讲│考向互动探究[易错解惑](1)表示燃烧热的热化学方程式，要注意：①可燃物的物质的量必须是1mol；②生成稳定的氧化物：H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)、P→P2O5(s)等。(2)表示中和热的热化学方程式，要注意：生成1mol液态水，强酸和强碱反应的中和热数值恒定为57.3。第18讲│考向互动探究[互动探究]由方程式(1)和(2)推测1molH2O(l)转化为1molH2O(g)的热效应。第18讲│考向互动探究[互动探究]提示：将方程式(1)颠倒后与(2)相加再除以5可得H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1。变式题[2011·衡阳模拟]下列关于热化学反应的描述中正确的是()A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝2×(＋283.0)kJ·mol－1C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热第18讲│考向互动探究[答案]B[解析]A项，中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量，与酸和碱的元数和用量无关；B项，CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1，将此方程式颠倒并两边同乘以2得：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)ΔH＝2×(＋283.0)kJ·mol－1；C项，加热是化学反应的条件，与反应是否为放热反应或吸热反应无关；D项，生成的应是液态水。第18讲│考向互动探究第18讲│考向互动探究盖斯定律1．内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是________的，即化学反应的反应热只与反应体系的_______________有关，而与反应的途径无关。2．应用：间接计算某些反应的反应热。3．举例：如ΔH＝________________。►探究考向二盖斯定律及反应热的计算【知识梳理】相同始态和ΔH1＋ΔH2终态第18讲│考向互动探究【要点深化】反应热的计算1．依据反应物与生成物的能量计算ΔH＝E生成物－E反应物。2．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＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量。3．利用热化学方程式进行计算先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接计算反应热。第18讲│考向互动探究4．依据燃烧热数据，利用公式直接计算反应热Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)5．利用盖斯定律计算应用盖斯定律计算常用以下两种方法：(1)热化学方程式相加或相减，如由C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1；C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH2；可得：CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2第18讲│考向互动探究(2)合理设计反应途径由图可得：ΔH＝ΔH1＋ΔH2•【特别提醒】利用盖斯定律计算反应热，要注意以下几点：(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，物质之间可相加减，反应热也随之相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号随之改变，但数值不变。第18讲│考向互动探究•【典例精析】例2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＝________第18讲│考向互动探究[答案]－1641.0kJ·mol－1第18讲│考向互动探究[解析]运用盖斯定律，将第三个反应×6－第一个反应×2－第二个反应×6，可得目标反应，则ΔH＝－393.5kJ·mol－1×6－489.0kJ·mol－1×2－(－283.0kJ·mol－1)×6＝－1641.0kJ·mol－1。[解题技巧]利用盖斯定律进行计算时，无论是“相加”还是“相减”，都以将无关物质“消去”为基本目的。第18讲│考向互动探究变式题1[2011·海南化学卷]已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)ΔH＝－701.0kJ·mol－12Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)ΔH＝－181.6kJ·mol－1则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为()A．＋519.4kJ·mol－1B．＋259.7kJ·mol－1C．－259.7kJ·mol－1D．－519.4kJ·mol－1第18讲│考向互动探究[答案]C[解析]利用题干中的第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得：2Zn(s)＋2HgO(s)===2ZnO(s)＋2Hg(l)ΔH＝－519.4kJ·mol－1，然后再将各化学计量数缩小一半得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)ΔH＝－259.7kJ·mol－1，故答案为C。第18讲│考向互动探究变式题2[2011·重庆卷]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/molB．－1220kJ/molC．－450kJ/molD．＋430kJ/mol第18讲│考向互动探究[答案]B[解析]1molSF6中含有6molS—F键，1molF2中含有1molF—F键，因此ΔH＝280kJ/mol＋160kJ/mol×3－330kJ/mol×6＝－1220kJ/mol。第18讲│考向互动探究【备用理由】本题考查了盖斯定律的应用，作为2010的高考题未选用作为例题或变式题。第18讲│备用习题备用习题1.[2010·广东卷]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－ΔH2第18讲│备用习题[解析]本题考查了盖斯定律的应用。设三个方程式依次为①②③，则①＋②×2＝③，所以依据盖斯定律得ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3，所以A选项正确。[答案]A【备用理由】本题较好地考查了中和热的有关知识，但题目较为陈旧，故未作为例题给出。第18讲│备用习题2.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。分别向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸②浓H2SO4③稀硝酸，恰好完全反应的ΔH的绝对值分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们的关系正确的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3B．ΔH2＜ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3D．ΔH2＞ΔH3＞ΔH1[答案]D第18讲│备用习题[解析]等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓H2SO4、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓H2SO4稀释放热，CH3COOH是弱电解质，电离要吸热，故选D。