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文檔簡介
61/62第一章|化學反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)反應(yīng)熱學習目標重點難點1.了解反應(yīng)熱的概念;知道恒溫恒壓條件下化學反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用焓變表示;能解釋中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定原理;能根據(jù)實驗中測定并記錄的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱。2.知道燃燒熱的概念;通過燃燒熱的學習,認識能源在生產(chǎn)、生活中的重要意義;能用熱化學方程式表示反應(yīng)中的能量變化,能正確書寫關(guān)于燃燒熱的熱化學方程式。重點1.從宏觀和微觀兩個視角認識反應(yīng)熱。2.熱化學方程式的書寫。難點從宏觀和微觀兩個視角認識反應(yīng)熱第1課時反應(yīng)熱焓變新知探究(一)——反應(yīng)熱及其測定1.體系與環(huán)境——以鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)為例2.體系與環(huán)境的熱量交換——反應(yīng)熱熱量指因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量反應(yīng)熱在等溫條件下,化學反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱為化學反應(yīng)的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱反應(yīng)熱測定許多反應(yīng)熱可以通過量熱計直接測定[微點撥]反應(yīng)熱概念中的“等溫條件下”是指化學反應(yīng)發(fā)生后,使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度,即反應(yīng)前后體系的溫度相等。3.實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(1)測定原理:用溫度計測定一定量的鹽酸和NaOH溶液在反應(yīng)前后的溫度變化,根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱。反應(yīng)熱計算公式:Q=mcΔtQ:中和反應(yīng)放出的熱量;m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量;c:反應(yīng)混合液的比熱容;Δt:反應(yīng)前后溶液溫度的差值。(2)測定裝置(如圖)(3)實驗步驟①反應(yīng)前體系的溫度:分別測量鹽酸與NaOH溶液的溫度。②反應(yīng)后體系的溫度:迅速混合并攪拌,記錄最高溫度。③重復(fù)操作兩次,取溫度差的平均值作為計算依據(jù)。數(shù)字實驗室
中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(4)數(shù)據(jù)處理某小組用50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液進行實驗。實驗次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)后體系的溫度溫度差鹽酸NaOH溶液t1/℃t2/℃(t2-t1)/℃125.025.225.128.53.4224.925.125.028.33.3325.625.425.529.03.5設(shè)溶液的密度均為1g·cm-3,反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1,則反應(yīng)放出的熱量Q=cmΔt=c·[m(鹽酸)+m(NaOH溶液)]·(t2-t1)≈1.42kJ,那么生成1molH2O時放出的熱量為Qn(H2O)[微思考]大量的實驗測得,25℃和101kPa下,強酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時,放出57.3kJ的熱量。如果測得的數(shù)據(jù)小于57.3,分析產(chǎn)生誤差的可能原因是什么?提示:①量熱計保溫效果不好;②溶液混合時速度不夠快;③反應(yīng)不夠充分;④測量鹽酸后溫度計沒有洗凈就測量NaOH溶液的溫度。[題點多維訓(xùn)練]1.在中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中,不需要用到的儀器是()A.膠頭滴管 B.量筒C.溫度計 D.玻璃攪拌器解析:選A在中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中,需要溫度計測定溫度、玻璃攪拌器攪拌使溶液混合均勻,還需要量筒量取一定量的酸、堿溶液,不需要用膠頭滴管。2.(2025·洛陽期末檢測)采用50mL0.55mol·L-1NaOH溶液和50mL0.5mol·L-1稀鹽酸進行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.儀器M的名稱為玻璃攪拌器B.為保證充分反應(yīng),應(yīng)緩慢分批次加入試劑C.反應(yīng)前體系的溫度為鹽酸溫度與NaOH溶液溫度的平均值D.用50mL0.26mol·L-1稀硫酸代替稀鹽酸進行實驗,生成1molH2O時放出的熱量不變解析:選B儀器M的名稱為玻璃攪拌器,實驗時用于攪拌使反應(yīng)充分,故A正確;為避免熱量損失,進行該實驗時,應(yīng)將兩種溶液迅速倒進簡易量熱計里并迅速蓋上杯蓋,故B錯誤;進行中和熱測定實驗時,應(yīng)先分別測量鹽酸溫度、NaOH溶液溫度,取其平均值作為反應(yīng)前的溫度,故C正確;中和熱是指強酸強堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O所放出的熱量,用50mL0.26mol·L-1稀硫酸代替稀鹽酸進行實驗,只要保證生成1molH2O,則放出的熱量不變,故D正確。3.用50mL0.50mol·L-1的鹽酸與50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和反應(yīng)反應(yīng)熱。回答下列問題:(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃儀器是。
(2)隔熱層的作用是。(3)倒入NaOH溶液的正確操作是(填字母)。
a.沿玻璃棒緩慢倒入b.分三次少量倒入c.一次迅速倒入(4)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1。為了計算中和反應(yīng)反應(yīng)熱,某學生的實驗記錄數(shù)據(jù)如下:實驗次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)后體系的溫度鹽酸氫氧化鈉溶液t1/℃t2/℃120.020.123.2220.220.423.4320.320.324.2420.520.623.6完成表格并依據(jù)該學生的實驗數(shù)據(jù),計算該實驗中生成1molH2O時放出的熱量為kJ(結(jié)果保留一位小數(shù))。
解析:(4)根據(jù)題表,計算四次實驗(t2-t1)的值分別為3.15、3.1、3.9、3.05,第三次明顯偏大,舍棄,則最終溫度差平均值為第1、2、4組實驗的溫度差之和除以3,為3.1,將平均值代入公式0.418(t答案:(1)玻璃攪拌器(2)減少實驗過程中的熱量損失(3)c(4)20.0520.320.320.5551.8|歸納拓展|中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實驗的注意事項(1)實驗中要用強酸、強堿的稀溶液(0.1~0.5mol·L-1)。(2)操作時動作要快,盡量減少熱量的損失,使用絕熱裝置以避免熱量散發(fā)到反應(yīng)體系外。(3)測量鹽酸的溫度后,要將溫度計沖洗干凈后,再測量NaOH溶液的溫度,避免酸、堿在溫度計的表面反應(yīng)放熱而影響測量結(jié)果。(4)讀取中和反應(yīng)后體系的溫度(t2),即讀取反應(yīng)混合液的最高溫度。(5)測定中和熱不能用弱酸或弱堿,因弱酸、弱堿電離時吸收熱量而使測量數(shù)值偏低。(6)中和熱的數(shù)值是57.3kJ·mol-1,與測定時強酸、強堿的用量無關(guān)。突破思維定式理清反應(yīng)熱的測定新知探究(二)——反應(yīng)熱與焓變1.宏觀角度認識反應(yīng)熱(1)內(nèi)能:體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和,受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。(2)焓與焓變[微點撥]等壓條件下進行的化學反應(yīng),其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變。(3)ΔH與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)ΔH為負值(-),即ΔH<0,當反應(yīng)體系對環(huán)境放熱,其焓減小吸熱反應(yīng)ΔH為正值(+),即ΔH>0,當反應(yīng)體系從環(huán)境吸熱,其焓增大ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量2.微觀角度理解反應(yīng)熱(1)化學反應(yīng)的實質(zhì)和特征(2)示例說明:以H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說明,如圖所示:具象理解從微觀角度看反應(yīng)熱化學鍵反應(yīng)中能量變化斷裂或形成1mol化學鍵的能量變化斷裂或形成化學鍵的總能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結(jié)論H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH=-183kJ·mol-1,分析表明,化學鍵斷裂和形成時的能量變化是化學反應(yīng)中能量變化的主要原因[微點撥]利用鍵能求反應(yīng)熱鍵能是指在25℃和101kPa下,氣態(tài)分子中1mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量,一般來說,物質(zhì)具有的能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定;物質(zhì)內(nèi)的總鍵能越大,物質(zhì)越穩(wěn)定。反應(yīng)熱ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能。應(yīng)用化學金剛石(鉆石)和石墨是碳元素的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)。在100kPa時,1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,要吸收1.895kJ的熱能。1.1mol石墨與1mol金剛石相比哪個總能量更高?你認為金剛石和石墨哪個更穩(wěn)定?提示:在100kPa時,1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,要吸收1.895kJ的熱能,說明1mol石墨的能量低于1mol金剛石的能量,石墨比金剛石更穩(wěn)定。2.請你用能量圖表示金剛石轉(zhuǎn)化為石墨的能量變化。提示:化學與生活(微視頻)
探究自熱火鍋的發(fā)熱原理[題點多維訓(xùn)練]題點(一)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)1.如圖所示是一個一次性加熱杯,當水袋破裂時,水與固體碎塊混合,杯內(nèi)食物溫度逐漸上升。制造此加熱杯可選用的固體碎塊是()A.硝酸銨 B.生石灰C.氯化鎂 D.食鹽解析:選B生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱。2.如圖是化學反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的示意圖。若E1<E2,則下列反應(yīng)符合該示意圖的是()A.NaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng)B.鋅與稀硫酸的反應(yīng)C.在MnO2催化下,H2O2發(fā)生分解反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O與氯化銨固體的反應(yīng)解析:選DNaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A錯誤;鋅與稀硫酸的反應(yīng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故B錯誤;在MnO2催化下,H2O2發(fā)生分解反應(yīng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故C錯誤;Ba(OH)2·8H2O與氯化銨固體的反應(yīng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故D正確。|歸納拓展|常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)①大多數(shù)化合反應(yīng);②所有燃燒反應(yīng);③酸堿中和反應(yīng);④金屬與水或酸的置換反應(yīng)常見的吸熱反應(yīng)①大多數(shù)分解反應(yīng);②鹽的水解;③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng);④C和CO2或H2O(g)的反應(yīng)。題點(二)宏微角度認識反應(yīng)熱3.(2025·合肥期中檢測)化學反應(yīng)A+B→C(吸收能量)分兩步進行:①A+B→X(吸收能量),②X→C(放出能量)。如圖所示示意圖中表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()解析:選C根據(jù)題意,A+B→X(吸收能量),只有A項和C項滿足,總反應(yīng)為吸熱反應(yīng),C項符合。小題細作(溯源教材)
有關(guān)反應(yīng)過程中的能量變化圖像4.(2025·蘇州期中檢測)關(guān)于甲烷合成反應(yīng):CO2+4H2==CH4+2H2O(反應(yīng)放熱),下列說法正確的是()A.形成C—H需要吸收能量B.反應(yīng)過程的能量變化可用如圖表示C.該反應(yīng)ΔH=E(C=O)+E(H—H)-E(C—H)-E(H—O)(用E表示某種化學鍵的鍵能)D.該反應(yīng)過程中各元素化合價均未發(fā)生變化解析:選B形成C—H需要放出能量,故A錯誤;反應(yīng)放熱,故反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,與圖像符合,故B正確;該反應(yīng)ΔH=2E(C=O)+4E(H—H)-4E(C—H)-4E(H—O),故C錯誤;反應(yīng)中碳元素由+4價降為-4價,氫元素由0價升為+1價,故D錯誤。5.某些化學鍵的鍵能(kJ·mol-1)如下表:化學鍵H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br鍵能436193151243431299366(1)1molH2在2molCl2中燃燒,放出的熱量為kJ。
(2)在一定條件下,1molH2分別與足量的Cl2、Br2、I2反應(yīng),放出熱量由多到少的順序是(填字母)。
A.Cl2>Br2>I2 B.I2>Br2>Cl2解析:(1)1molH2在2molCl2中燃燒,參加反應(yīng)的H2和Cl2都是1mol,生成HCl2mol,則放出熱量:436kJ·mol-1×1mol+243kJ·mol-1×1mol-431kJ·mol-1×2mol=-183kJ。(2)反應(yīng)H2+X2==2HX中,若1molH2和1molX2反應(yīng)生成2molHX,就有1molH—H和X—X斷裂,2molH—X生成。放出的熱量Q(HX)=E(H—H)+E(X—X)-2×E(H—X)。將表中數(shù)據(jù)代入可算得:Q(HCl)<Q(HBr)<Q(HI),故H2在Cl2中燃燒放熱最多,在I2中放熱最少。答案:(1)183(2)A|歸納拓展|ΔH計算的兩種方法(1)ΔH=H(生成物)-H(反應(yīng)物)。(2)ΔH=E(反應(yīng)物的總鍵能)-E(生成物的總鍵能)[課時跟蹤檢測]一、選擇題1.(2025·杭州期中檢測)下列過程中能量轉(zhuǎn)化的主要形式為熱能轉(zhuǎn)化為化學能的是()A.鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)B.氫氣與氯氣的化合反應(yīng)C.鎂條與鹽酸的反應(yīng)D.甲烷在氧氣中的燃燒解析:選A鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故A正確;氫氣與氯氣的化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),故B錯誤;鎂條與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),故C錯誤;甲烷在氧氣中的燃燒是放熱反應(yīng),故D錯誤。2.中華文明璀璨奪目,人們很早就在生產(chǎn)、生活中掌握了能量的相互轉(zhuǎn)化,下列說法中錯誤的是()A.宋代詞人辛棄疾的《青玉案·元夕》中有對“打鐵花”描述的詩句:“東風夜放花千樹,更吹落、星如雨。”這個過程涉及化學能轉(zhuǎn)化成光能與熱能B.“火樹銀花合,星橋鐵鎖開”中只涉及化學能轉(zhuǎn)化為熱能C.《易經(jīng)》中記載:“澤中有火”“上火下澤”,這個過程涉及化學能轉(zhuǎn)化成熱能D.南宋《大冶賦》中詳細記載了以炭與銅礦石為原料的火法煉銅技術(shù),這個過程涉及化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化解析:選B“打鐵花”過程中鐵與氧氣反應(yīng),該反應(yīng)放熱,化學能轉(zhuǎn)化成光能和熱能,故A正確;火樹銀花涉及了物質(zhì)的燃燒、同時發(fā)光的現(xiàn)象,則涉及化學能轉(zhuǎn)化為熱能和光能,故B錯誤;“澤中有火”“上火下澤”,是物質(zhì)的燃燒過程,燃燒反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)化成熱能,故C正確;碳還原氧化銅生成銅為吸熱反應(yīng),涉及化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,故D正確。3.實驗設(shè)計的科學性反映了實驗者的科學素養(yǎng)。下列有關(guān)測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗,說法正確的是()A.用溫度計測量酸溶液的溫度后立即測量堿溶液的溫度B.為了使反應(yīng)充分,可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)C.為了加快反應(yīng)速率,減小實驗誤差,使用玻璃攪拌器攪拌D.測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱時可用稀醋酸和Ba(OH)2稀溶液解析:選C測量酸溶液的溫度后,溫度計表面的酸要用水沖洗干凈、擦干后再去測量堿溶液的溫度,A項錯誤;酸、堿要一次性迅速加入,否則會造成熱量損失,B項錯誤;醋酸是弱酸,使測量的中和反應(yīng)反應(yīng)熱不準確,D項錯誤。4.根據(jù)能量變化示意圖,分析下列說法中正確的是()A.A(g)+B(g)→C(g)+D(l)是放熱反應(yīng)B.A(g)+B(g)→C(g)+D(l)是吸熱反應(yīng)C.C(g)+D(l)→A(g)+B(g)是放熱反應(yīng)D.C(g)+D(l)具有的能量大于A(g)+B(g)具有的能量解析:選A從能量變化圖可以看出,A(g)+B(g)具有的能量高于C(g)+D(l)具有的能量,所以A(g)和B(g)發(fā)生反應(yīng)生成C(g)和D(l)是放熱反應(yīng),C(g)和D(l)發(fā)生反應(yīng)生成A(g)和B(g)是吸熱反應(yīng)。5.一定條件下,石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量。在該條件下,下列結(jié)論正確的是()A.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是放熱反應(yīng)B.等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒釋放的熱量相同C.金剛石比石墨更穩(wěn)定D.1molC(金剛石)比1molC(石墨)的總能量高解析:選D石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,即石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應(yīng),A錯誤;石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,說明石墨的能量低,等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒時釋放的能量金剛石比石墨多,B錯誤;石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,說明石墨的能量較低,所以石墨比金剛石穩(wěn)定,C錯誤;一定條件下,石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,所以1molC(金剛石)比1molC(石墨)的總能量高,D正確。6.(2025·濰坊高二期末)反應(yīng)NO2(g)+CO(g)==NO(g)+CO2(g)的能量變化如圖所示,下列說法不正確的是()A.圖中X→Y吸收能量B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C.此反應(yīng)放出的熱量數(shù)值為(a-c)D.化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成釋放的能量解析:選D由圖可知,Y的能量高于X的能量,則圖中X→Y為吸熱過程,故A正確;由圖可知,反應(yīng)物NO2(g)+CO(g)的總能量高,生成物NO(g)+CO2(g)的總能量低,則反應(yīng)NO2(g)+CO(g)==NO(g)+CO2(g)為放熱反應(yīng),故B正確;由圖可知,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),焓變ΔH=(c-a)kJ·mol-1=-(a-c)kJ·mol-1,即此反應(yīng)放出的熱量數(shù)值為(a-c),故C正確;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),則反應(yīng)物的鍵能總和小于生成物的鍵能總和,即化學鍵斷裂時吸收的能量小于化學鍵形成釋放的能量,故D錯誤。7.反應(yīng)2SO2+O22SO3的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()A.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.斷開SO2中的硫氧鍵放出能量C.反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量D.2SO32SO2+O2一定是吸熱反應(yīng)解析:選B該反應(yīng)是反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A、C正確;斷開SO2中的硫氧鍵吸收能量,故B錯誤;2SO2+O22SO3是放熱反應(yīng),則2SO32SO2+O2一定是吸熱反應(yīng),故D正確。8.CO與O在催化劑表面形成化學鍵時的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是()A.該反應(yīng)過程CO中C與O之間化學鍵發(fā)生完全斷裂B.從催化劑上脫離生成的過程放熱C.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.CO與O反應(yīng)生成CO2的過程ΔH<0解析:選A由圖可知,該反應(yīng)過程CO中C與O之間化學鍵沒有發(fā)生完全斷裂,故A錯誤;由圖可知從催化劑上脫離生成的過程,能量降低,放出熱量,故B正確;CO2的結(jié)構(gòu)式為O=CO,CO2分子中存在碳氧極性共價鍵,故C正確;CO和O原子反應(yīng)生成CO2的過程是放熱反應(yīng),則ΔH<0,故D正確。9.(2025·沈陽期末檢測)氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)的過程用如圖所示的模型表示(“-”表示化學鍵),下列說法正確的是()A.過程Ⅰ是放熱過程B.過程Ⅲ一定是吸熱過程C.a的總能量大于d的總能量D.該反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式只能以熱能的形式進行解析:選C由圖可知,過程Ⅰ斷開化學鍵,則過程Ⅰ是吸熱過程,故A錯誤;由圖可知,過程Ⅲ形成化學鍵,為放熱過程,故B錯誤;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則a的總能量大于d的總能量,故C正確;氫氣和氧氣反應(yīng)過程中發(fā)出淡藍色火焰,并放熱,則該反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式以熱能、光能的形式進行,故D錯誤。10.下列關(guān)于圖中的說法不正確的是()A.1mol固態(tài)碘與1mol氫氣化合生成2molHI氣體時,需要吸收5kJ的能量B.2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與1mol氫氣時需要吸收12kJ的能量C.1mol固態(tài)碘變?yōu)?mol碘蒸氣時需要吸收17kJ的能量D.碘蒸氣與氫氣反應(yīng)生成HI氣體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)解析:選D2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與1mol氫氣時需要吸收12kJ的能量,B項正確;1molI2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成2molHI(g)放出12kJ能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),D項錯誤。11.(2025·安慶期中檢測)我國研究人員研制出一種新型復(fù)合光催化劑,利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水,其主要過程如圖所示:已知:幾種物質(zhì)中化學鍵的鍵能如表所示:化學鍵H—OOOH—HO—O鍵能/(kJ·mol-1)463496436138若反應(yīng)過程中分解了2molH2O,則下列說法不正確的是()A.總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑B.過程Ⅲ屬于放熱反應(yīng)C.過程Ⅱ放出了574kJ能量D.過程Ⅰ吸收了926kJ能量解析:選B反應(yīng)過程中分解了2molH2O,生成了2molH2和1molO2,總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑,故A正確;過程Ⅲ為1個過氧化氫分解為1個氫氣和1個氧氣,由化學鍵鍵能可知,該過程吸收了132kJ能量,為吸熱反應(yīng),故B錯誤;過程Ⅱ中生成1mol過氧化氫分子中O—O和1mol氫分子中H—H,放出(138+436)kJ=574kJ能量,故C正確;過程Ⅰ中斷裂了2mol水分子中H—O,吸收能量為(463×2)kJ=926kJ,故D正確。二、非選擇題12.(10分)H2與O2、F2均能發(fā)生反應(yīng),如圖為H2與F2發(fā)生反應(yīng)生成HF過程中的能量變化示意圖。請回答下列問題:(1)完成轉(zhuǎn)化Ⅰ、Ⅱ(填“吸收”或“放出”,下同)能量,完成轉(zhuǎn)化Ⅲ能量。
(2)H2和F2反應(yīng)的能量變化圖可用(填“A”或“B”)表示。
(3)H2在O2中燃燒的過程主要是能轉(zhuǎn)化為能。
解析:(1)斷鍵吸收能量,成鍵放出能量,Ⅰ、Ⅱ是斷鍵,因此吸收能量,Ⅲ是成鍵,因此放出能量。(2)H2和F2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,故圖A正確。(3)氫氣在氧氣中燃燒是放熱反應(yīng),是化學能轉(zhuǎn)化為熱能的過程。答案:(1)吸收放出(2)A(3)化學熱13.(14分)隨著科學技術(shù)的發(fā)展,實驗儀器也在不斷地變革。某化學興趣小組利用如圖所示的儀器來進行中和熱測定實驗。實驗原理:K=IUt/ΔT(K的物理意義是熱量計升高1K時所需的熱量),ΔH=-KΔT/n(n為生成水的物質(zhì)的量)。實驗步驟:Ⅰ.量熱計總熱容常數(shù)K的測定:反應(yīng)瓶中放入500.00mL蒸餾水打開磁力攪拌器,攪拌。開啟精密直流穩(wěn)壓電流,調(diào)節(jié)輸出電壓(電壓為5V)和電流,采集數(shù)據(jù),并求出K=2184.6J·K-1。Ⅱ.中和熱的測定:①將反應(yīng)瓶中的水倒掉,用干布擦干,重新量取VmL蒸餾水注入其中,然后加入50.00mL1.0mol·L-1HCl溶液,再取50.00mL1.1mol·L-1NaOH溶液注入儲液管中。②打開磁力攪拌器,攪拌。每分鐘記錄一次溫度,記錄到一分鐘時,將玻璃棒提起,使儲液管中堿與酸混合反應(yīng)。繼續(xù)每分鐘記錄一次溫度,測定10分鐘。采集數(shù)據(jù)(如圖所示)。(1)現(xiàn)行教材中和熱測定實驗中不會用到的實驗儀器是(填字母),裝置中隔熱層的作用是。
A.溫度計 B.漏斗 C.燒杯 D.量筒(2)K的測定步驟中,量取500.00mL蒸餾水的玻璃儀器可用(填名稱)。
(3)中和熱測定步驟中,需蒸餾水的體積V=;利用圖中數(shù)據(jù)求得的中和熱ΔH=kJ·mol-1(保留1位小數(shù))。
(4)上述結(jié)果與57.3kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生此偏差的原因可能是(填字母)。
a.實驗裝置保溫、隔熱效果差b.NaOH過量,未反應(yīng)完c.配制HCl溶液時,定容采用俯視讀數(shù)d.攪拌不充分,鹽酸未反應(yīng)完(5)若用50.00mL1.0mol·L-1稀硫酸與50.00mL1.1mol·L-1Ba(OH)2溶液來測定,所測得中和熱的值可能(填“偏高”“偏低”或“無影響”),其原因是。
解析:(1)現(xiàn)行教材中和熱測定實驗中用到的實驗儀器是溫度計、量筒、燒杯等儀器,故選B;裝置中隔熱層的作用是保溫隔熱,減少熱量散失;(2)K的測定步驟中,量取500.00mL蒸餾水的玻璃儀器可用500mL容量瓶,因為量筒分度值為0.1,不能量取500.00mL;(3)為減少測量誤差,應(yīng)使Ⅰ、Ⅱ中使用的液體總體積相等V=500.00mL-50.00mL-50.00mL=400.00mL,中和熱測定步驟中,需蒸餾水的體積V=400.00mL;利用圖中數(shù)據(jù)可知起始溫度為5.1K最后穩(wěn)定溫度為6.4K,ΔT=6.4K-5.1K=1.3K,n=50.00mL×10-3×1.0mol·L-1=0.05mol,求得的中和熱ΔH=-KΔT/n=-2184.6J·K-1×1.3K0.05mol≈-56.8kJ·mol-1;(4)結(jié)果與57.3kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生此偏差的原因可能是:實驗裝置保溫、隔熱效果差導(dǎo)致熱量損失,攪拌不充分,鹽酸未反應(yīng)完,測得中和熱不完全,綜上所述故選ad;(5)若用50.00mL1.0mol·L-1稀硫酸與50.00mL1.1mol·L-1答案:(1)B保溫隔熱,減少熱量散失(2)500mL容量瓶(3)400.00mL-56.8(4)ad(5)偏高生成硫酸鋇會釋放熱量第2課時熱化學方程式燃燒熱新知探究(一)——熱化學方程式導(dǎo)學設(shè)計表征氫氣與氯氣的反應(yīng)時,資料上給出了以下兩個反應(yīng):Ⅰ.H2+Cl2==2HClⅡ.H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)ΔH=-184.6kJ·mol-11.以上兩個方程式有什么區(qū)別?提示:反應(yīng)Ⅰ只表明了化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化,反應(yīng)Ⅱ既表明了物質(zhì)的變化,又表明了能量的變化。2.反應(yīng)Ⅱ中化學計量數(shù)表示什么?提示:反應(yīng)Ⅱ表示1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl時,放出184.6kJ的熱量。3.參照教材給出的水的聚集狀態(tài)變化時的焓變示意圖,思考為什么反應(yīng)Ⅱ需要注明各物質(zhì)的狀態(tài)。提示:因為物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時,它們所具有的內(nèi)能、焓也均不同。[系統(tǒng)融通知能]1.熱化學方程式表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學方程式。表明了化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。2.熱化學方程式的書寫步驟及要求3.熱化學方程式的書寫注意事項(1)注明反應(yīng)時的溫度和壓強。反應(yīng)時的溫度和壓強不同,其ΔH也不同。常用的ΔH的數(shù)據(jù),一般都是25℃和101kPa時的數(shù)據(jù),可以不特別注明。(2)需注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時,它們所具有的內(nèi)能、焓也均不同。例如,冰熔化為水時,需要吸收熱量,水蒸發(fā)為水蒸氣時,也需要吸收熱量。物質(zhì)的聚集狀態(tài):固態(tài)用“s”,液態(tài)用“l(fā)”,氣體用“g”,溶液用“aq”。(3)熱化學方程式中各物質(zhì)前的化學計量數(shù)表示的是物質(zhì)的量,可以是整數(shù)或分數(shù)。ΔH必須與化學方程式一一對應(yīng)。[微點撥]物質(zhì)的聚集狀態(tài)與焓的關(guān)系①冰、液態(tài)水、水蒸氣的焓依次增大,冰熔化為液態(tài)水的焓變ΔH>0;②同一物質(zhì)的三態(tài)中氣態(tài)的焓最大,固態(tài)的焓最小。關(guān)鍵解讀ΔH表示的含義[題點多維訓(xùn)練]題點(一)熱化學方程式的正誤判斷1.25℃、101kPa時,0.5molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時,放出445.15kJ的熱量。判斷下列幾個熱化學方程式的正誤,錯誤的指出錯誤的原因。(1)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-445.15kJ·mol-1()(2)2CH4(g)+4O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+890.3kJ·mol-1()(3)CH4+2O2==CO2+2H2OΔH=-890.3kJ·mol-1()(4)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1()(5)12CH4(g)+O2(g)==12CO2(g)+H2O(l)ΔH=-445.15kJ·mol-1(
答案:(1)×反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式中的化學計量數(shù)不對應(yīng)(2)×CH4的燃燒為放熱反應(yīng),ΔH<0且反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式中的化學計量數(shù)不對應(yīng)(3)×未注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(4)√(5)√2.(2025·深圳期中檢測)2024年巴黎奧運會火炬的燃料是丙烷(C3H8)。已知在25℃和101kPa下,11gC3H8(g)與足量O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2O(l),放出555.0kJ熱量,則下列表示該反應(yīng)的熱化學方程式正確的是()A.C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-555.0kJ·mol-1B.C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=+2220.0kJ·mol-1C.C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220.0kJ·mol-1D.C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-2220.0kJ·mol-1解析:選C熱化學方程式表示的是1mol丙烷完全燃燒放出的熱量,故A錯誤;丙烷燃燒反應(yīng)放出熱量,ΔH應(yīng)小于0,故B錯誤;25℃和101kPa下,11gC3H8(g)與足量O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2O(l),放出555.0kJ熱量,則25℃和101kPa下,1molC3H8(g)與足量O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2O(l),放出555.0kJ×4=2220.0kJ熱量,其反應(yīng)的熱化學方程式為C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220.0kJ·mol-1,故C正確;題給信息中產(chǎn)物是液態(tài)水,而不是氣態(tài)水,故D錯誤。3.(2025·長沙高二檢測)反應(yīng)物X生成Z的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學方程式為()A.2X(g)→Z(g)ΔH=-(a-b)kJ·mol-1B.2X(g)→Z(g)ΔH=-(b-a)kJ·mol-1C.2X(g)→Z(g)ΔH=-(c-a)kJ·mol-1D.2X(g)→Z(g)ΔH=-(b-c)kJ·mol-1解析:選A由圖可知,反應(yīng)物X生成Z為吸熱反應(yīng),吸收的熱量即為(b-a)kJ,所以該反應(yīng)的熱化學方程式為2X(g)→Z(g)ΔH=-(a-b)kJ·mol-1,故A正確。|思維建模|“五看”法判斷熱化學方程式的正誤一看方程式是否配平二看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確三看ΔH的“+”“-”符號是否正確四看反應(yīng)熱的單位是否為“kJ·mol-1”五看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應(yīng)題點(二)熱化學方程式的書寫4.依據(jù)事實,寫出下列反應(yīng)的熱化學方程式。(1)0.25molN2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水時,放出133.5kJ熱量。
(2)1g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2,吸收10.94kJ熱量。
(3)23g某液態(tài)有機物和一定量的氧氣混合點燃,恰好完全反應(yīng),生成27g液態(tài)水和22.4L(標準狀況)CO2并放出683.5kJ的熱量。
(4)如圖是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中能量變化的示意圖,請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學方程式:。
解析:(1)1molN2H4(g)完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水時,放出133.5kJ×4=534.0kJ熱量,即N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.0kJ·mol-1。(2)12g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2,吸收10.94kJ×12=131.28kJ熱量,即C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ·mol-1。(3)燃燒生成1.5molH2O(l)和1molCO2,23g有機物中O的質(zhì)量為23-3-12=8g,該液態(tài)有機物中C、H、O原子個數(shù)比為1∶3∶0.5,化學式為C2H6O,熱化學方程式為C2H6O(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1367.0kJ·mol-1。(4)由圖可知其熱化學方程式為NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g)ΔH=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1。答案:(1)N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.0kJ·mol-1(2)C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ·mol-1(3)C2H6O(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1367.0kJ·mol-1(4)NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g)ΔH=-234kJ·mol-1新知探究(二)——燃燒熱1.燃燒熱概念在101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。單位:kJ·mol-1。各元素的指定產(chǎn)物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)意義H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1或ΔH=-285.8kJ·mol-1,它表示25℃、101kPa時,1molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放出285.8kJ的熱量2.燃燒熱的熱化學方程式書寫燃燒熱的熱化學方程式時,以燃燒1mol可燃物為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù),同時可燃物要完全燃燒且生成指定產(chǎn)物。例如:C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1[微點撥]燃燒熱指1mol可燃物完全燃燒生成指定產(chǎn)物時放出的熱量,與可燃物的物質(zhì)的量無關(guān)。配平燃燒熱的熱化學方程式時先把可燃物的化學計量數(shù)定為1,再配平其他物質(zhì)。[題點多維訓(xùn)練]題點(一)燃燒熱的理解1.下列說法正確的是()A.在101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱B.酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水,這時的反應(yīng)熱叫中和熱C.燃燒熱或中和熱是反應(yīng)熱的種類之一D.在25℃、101kPa時,純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱解析:選C依據(jù)燃燒熱概念分析,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物放出的熱量為燃燒熱,生成的必須是指定產(chǎn)物,故A錯誤;中和熱是強酸強堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O(l)放出的熱量,故B錯誤;燃燒熱或中和熱是一定條件下的反應(yīng)熱,屬于化學反應(yīng)的反應(yīng)熱,故C正確;在25℃、101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,故D錯誤。2.下列燃燒熱相同的是()A.3mol乙醇和2mol乙醇B.2mol正丁烷和2mol異丁烷C.1mol金剛石和12g石墨D.1molC2H4和0.5molC4H8解析:選A3mol乙醇和2mol乙醇是同種物質(zhì),燃燒熱相同,和量的多少無關(guān),故A正確;2mol正丁烷和2mol異丁烷物質(zhì)不同,燃燒熱不同,故B錯誤;1mol金剛石和12g石墨物質(zhì)所具有的能量不同,燃燒熱不同,故C錯誤;1molC2H4和0.5molC4H8物質(zhì)不同,燃燒熱不同,故D錯誤。題點(二)有關(guān)燃燒熱的計算3.(2025·成都期中檢測)下列熱化學方程式的反應(yīng)熱表示燃燒熱的是()A.2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1B.CH3OH(g)+12O2(g)==CO2(g)+2H2(g)ΔH=-193.0kJ·molC.N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1D.C2H8N2(l)+4O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l)+N2(g)ΔH=-2000kJ·mol-1解析:選D燃燒熱的熱化學方程式表示燃燒的物質(zhì)為1mol時燃燒放出的熱量,氫氣的計量數(shù)應(yīng)為1,故A錯誤;氫元素反應(yīng)后生成的產(chǎn)物應(yīng)是穩(wěn)定的液態(tài)水,故B錯誤;生成的水應(yīng)是穩(wěn)定的液態(tài)水,故C錯誤;反應(yīng)C2H8N2(l)+4O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l)+N2(g)ΔH=-2000kJ·mol-1符合燃燒熱的定義,生成指定的穩(wěn)定物質(zhì),故D正確。4.在25℃、101kPa時,1.00gC6H6(l)燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出41.8kJ的熱量,C6H6的燃燒熱為kJ·mol-1,該反應(yīng)的熱化學方程式為。
解析:1molC6H6(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)放出的熱量為41.8×78kJ=3260.4kJ,熱化學方程式為C6H6(l)+152O2(g)==6CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-3260.4kJ·mol-1答案:3260.4C6H6(l)+152O2(g)==6CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-3260.4kJ·mol|歸納拓展|對燃燒熱的理解燃燒熱外界條件25℃、101kPa可燃物用量1mol燃燒結(jié)果C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)表示方法燃燒熱為xkJ·mol-1或ΔH=-xkJ·mol-1(x>0)與可燃物燃燒放出熱量Q關(guān)系ΔH=-Q新知探究(三)——了解火箭推進劑1.火箭推進劑的發(fā)展歷史發(fā)展歷史種類特點第一代火藥技術(shù)成熟,價格低廉,推力小第二代燃料是肼(N2H4)、偏二甲肼[(CH3)2NNH2],氧化劑有N2O4、H2O2等技術(shù)成熟,價格低廉,推力大,但有劇毒第三代燃料是煤油,氧化劑是液氧技術(shù)成熟,價格低廉,燃燒密度大,推力大,無毒第四代燃料是液氫,氧化劑為液氧燃料密度大,性能高,無毒,推力大2.火箭推進劑的類型類型特點液體推進劑N2O4肼類[肼、一甲基肼(CH3NHNH2)和偏二甲肼]常溫可使用,技術(shù)成熟,但燃燒效率較低,有毒煤油-液氧常溫使用,安全,價格低廉,無毒液氫-液氧安全、無污染,燃燒效率高,但價格昂貴,儲存、運輸、加注都要求高,且液氫易揮發(fā)固體推進劑由油灰或橡膠狀的可燃材料構(gòu)成,是燃料和氧化劑的混合體,有硝酸酯增塑聚醚(NEPE)、端羥基聚醚預(yù)聚物(HTPE)、縮水甘油疊氮聚醚(GAP)等室溫下儲存,結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,安全,推力大混合型推進劑液體推進劑和固體推進劑的混合體3.火箭推進劑的發(fā)展趨勢(1)安全;(2)推力效果好;(3)綠色無污染。科學視野(微視頻)
我國火箭使用的燃料知多少應(yīng)用化學長征八號運載火箭以液氫、液氧為推進劑,燃燒后生成的是水,真正實現(xiàn)了無毒無污染零排放。已知:1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量。(1)寫出氫氣燃燒熱的熱化學方程式。提示:H2(g)+12O2(g)==H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1(2)偏二甲肼[(CH3)2NNH2]也是常用的火箭推進劑,已知偏二甲肼[(CH3)2NNH2]的燃燒熱為2000kJ·mol-1,1.5g偏二甲肼完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體放出多少熱量?提示:2000kJ·mol-160g·[題點多維訓(xùn)練]1.航天燃料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),是一項重大的技術(shù)突破。鈹是高效率的火箭材料,燃燒時放出巨大的能量,已知1kg金屬鈹完全燃燒放出的熱量為62700kJ。則鈹燃燒的熱化學方程式正確的是(鈹?shù)南鄬υ淤|(zhì)量為9)()A.Be+12O2==BeOΔH=-564.3kJ·molB.Be(s)+12O2(g)==BeO(s)ΔH=+564.3kJ·molC.Be(s)+12O2(g)==BeO(s)ΔH=-564.3kJ·molD.Be(s)+12O2(g)==BeO(g)ΔH=-564.3kJ·mol解析:選C1kgBe的物質(zhì)的量為1000g9g·mol-1=10009mol,又因為1kgBe完全燃燒放出的熱量為62700kJ,則1molBe完全燃燒放出的熱量為6270010009kJ=564.3kJ,Be與O2反應(yīng)生成BeO固體,則其熱化學方程式為Be(s)+12O2.化學燃料是現(xiàn)階段火箭的主要動力來源,從能量密度(單位質(zhì)量的燃料提供的能量)角度考慮,最適合做火箭推進劑的是()A.液氧-液態(tài)甲烷(甲烷燃燒熱為890.3kJ·mol-1)B.液氧-液氫(氫氣燃燒熱為285.8kJ·mol-1)C.液氧-煤油(煤油熱值為4.6×104kJ·kg-1)D.液氧-液氨(氨氣燃燒熱為316kJ·mol-1)解析:選B由燃料的燃燒熱可知,1g甲烷、氫氣、煤油、液氨完全燃燒放出的熱量分別為1g16g·mol-1×890.3kJ·mol-1≈55.6kJ、1g2g·mol-1×285.8kJ·mol-1=142.9kJ、4.6×104kJ·kg-1×1g=46kJ、1g17g·mol-1×3163.火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水,當它們混合反應(yīng)時,即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣,并放出大量熱。已知0.4mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮氣和水蒸氣,放出256kJ的熱量。(1)寫出該反應(yīng)的熱化學方程式:。
(2)又已知H2O(l)==H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1,則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是kJ。
(3)此反應(yīng)用于火箭推進,除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個很大的優(yōu)點是。答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)==N2(g)+4H2O(g)ΔH=-640kJ·mol-1(2)408(3)產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染[課時跟蹤檢測]一、選擇題1.(2025·鹿邑期中檢測)下列有關(guān)熱化學方程式的說法,不正確的是()A.能同時表明反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化B.書寫條件為“25℃、101kPa”時,可以不特別注明C.化學計量數(shù)只表示分子個數(shù)D.ΔH表示“每摩爾反應(yīng)”對應(yīng)的“熱量”解析:選C熱化學方程式中涉及到反應(yīng)物、生成物以及能量的變化,能同時表明反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化,故A正確;物質(zhì)具有的能量受溫度、壓強的影響,書寫熱化學方程式應(yīng)表明溫度、壓強,但“25℃、101kPa”,可以不特別注明,故B正確;熱化學方程式中化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量,故C錯誤;ΔH表示的是“每摩爾反應(yīng)”對應(yīng)的“熱量”,故D正確。2.熱化學方程式與普通化學方程式不同,下列有關(guān)熱化學方程式CO(g)+12O2(g)==CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1的說法錯誤的是()A.既表示化學反應(yīng)中的物質(zhì)變化,又表示化學反應(yīng)中的能量變化B.表示1molCO(g)與12molO2(g)完全反應(yīng)生成1molCO2(g)放出283.0kJC.一氧化碳的燃燒熱為283.0kJ·mol-1D.CO與O2反應(yīng)生成CO2只能實現(xiàn)化學能向熱能的轉(zhuǎn)化解析:選DCO與O2反應(yīng)生成CO2為氧化還原反應(yīng)可實現(xiàn)化學能向電能的轉(zhuǎn)化。3.工業(yè)生產(chǎn)硫酸過程中,SO2在接觸室中被催化氧化為SO3,已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),現(xiàn)將2molSO2、1molO2充入一密閉容器中充分反應(yīng)后,放出的熱量為98.3kJ,此時測得SO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則下列熱化學方程式正確的是()A.2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1B.2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1C.SO2(g)+12O2(g)?SO3(g)ΔH=+98.3kJ·molD.SO2(g)+12O2(g)?SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol解析:選A將2molSO2、1molO2充入一密閉容器中充分反應(yīng)后,放出熱量98.3kJ,此時測得SO2的轉(zhuǎn)化率為50%,說明反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能進行徹底,實際發(fā)生反應(yīng)的二氧化硫為1mol,1mol二氧化硫全部反應(yīng)放熱98.3kJ,熱化學方程式為2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1或SO2(g)+12O2(g)?SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-14.下列說法不正確的是()A.書寫熱化學方程式時,ΔH必須與化學方程式一一對應(yīng)B.已知FeS2的燃燒熱ΔH=-853.0kJ·mol-1,則FeS2完全燃燒的熱化學方程式為FeS2(s)+154O2(g)==12Fe2O3(s)+2SO3(g)ΔHC.已知:H2O(g)==H2(g)+12O2(g)ΔH=+241.8kJ·mol-1,說明H2D.已知:CH4(g)==2H2(g)+C(s)ΔH=+74.4kJ·mol-1結(jié)合本題C選項中的已知條件,可得出CH4的熱穩(wěn)定性不如H2O解析:選B方程式不同ΔH不同,因此書寫熱化學方程式時ΔH要與方程式一一對應(yīng),故A正確;S元素的穩(wěn)定產(chǎn)物為二氧化硫,F(xiàn)eS2完全燃燒的熱化學方程式為FeS2(s)+114O2(g)==12Fe2O3(s)+2SO2(g)ΔH=-853.0kJ·mol-1,故B錯誤;H2燃燒放出大量的熱量,且燃燒產(chǎn)物為H2O,無污染,是一種綠色能源,故C正確;等物質(zhì)的量的H2O和CH4分解時,H2O吸收的能量高于CH4,可知H2O比甲烷穩(wěn)定,故5.(2025·長郡中學月考)油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量為884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng):C57H104O6(s)+80O2(g)==57CO2(g)+52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ,油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為()A.3.8×104kJ·mol-1 B.-3.8×104kJ·mol-1C.3.4×104kJ·mol-1 D.-3.4×104kJ·mol-1解析:選D燃燒熱指的是25℃和101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。燃燒1kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8×104kJ,則燃燒1mol油酸甘油酯釋放出熱量為8841000×3.8×104kJ≈3.4×104kJ,則得油酸甘油酯的燃燒熱ΔH=-3.4×104kJ·mol-16.(2025·湘潭階段檢測)下列熱化學方程式正確的是()選項已知條件熱化學方程式AH2的燃燒熱ΔH=-akJ·mol-1H2+Cl2==2HClΔH=-akJ·mol-1B1molSO2與0.5molO2完全反應(yīng)后,放出熱量98.3kJSO2(g)+12O2(g)?SO3(g)ΔH=-98.3kJ·molCH+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)==BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1D31g白磷比31g紅磷能量多bkJP4(s)==4P(s)ΔH=-4bkJ·mol-1解析:選DHCl不是氧化物,不符合燃燒熱的概念要求,A錯誤;SO2(g)+12O2(g)?SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1表示1molSO2(g)與0.5molO2(g)完全反應(yīng)生成1molSO3(g)時,放出熱量98.3kJ,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,即1molSO2與0.5molO2不能完全反應(yīng)生成1molSO3,放出的熱量小于98.3kJ,B錯誤;反應(yīng)過程中除了氫離子和氫氧根離子反應(yīng)放熱,硫酸鋇沉淀的生成也伴隨著熱量的變化,C錯誤;31g白磷的物質(zhì)的量為31g124g·mol-1=0.25mol,比31g紅磷能量多bkJ,則1mol白磷(P4)生成4mol紅磷(P),放出4bkJ熱量,所以熱化學方程式為P4(s)==4P(s)ΔH=-47.乙炔(C2H2)是有機合成的重要原料之一,也是一種很好的燃料,其與氧氣反應(yīng)放出的熱量很大,常用于切割金屬。已知C2H2(g)+52O2(g)==2CO2(g)+H2O(g)ΔH=-1256kJ·mol-1,下列說法不正確的是()A.乙炔(C2H2)的燃燒熱為1256kJ·mol-1B.若轉(zhuǎn)移10mol電子,則消耗2.5molO2C.若生成2mol液態(tài)水,則ΔH<-2512kJ·mol-1D.若形成4mol碳氧共用電子對,則放出的熱量為628kJ解析:選A1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,稱為該物質(zhì)的燃燒熱,由于熱化學方程式中的水是氣態(tài),不是最穩(wěn)定的狀態(tài),故A項不正確;消耗1molO2轉(zhuǎn)移4mol電子,若轉(zhuǎn)移10mol電子,則n(O2)=104mol=2.5mol,故B項正確;生成2molH2O(g)時,ΔH=-2512kJ·mol-1,則生成2molH2O(l),則ΔH<-2512kJ·mol-1,故C項正確;形成4mol碳氧共用電子對,即生成1molCO2時,放出的熱量為628kJ,故D8.(2023·海南卷)各相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表。下列熱化學方程式正確的是()物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)ΔH/(kJ·mol-1)-1559.8-1411-285.8A.C2H4(g)+3O2(g)==2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1411kJ·mol-1B.C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)ΔH=-137kJ·mol-1C.H2O(l)==O2(g)+H2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1D.C2H6(g)+72O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJ·mol解析:選D1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量,稱為該物質(zhì)的燃燒熱。H2O應(yīng)該為液態(tài),A錯誤;C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g)ΔH=+137kJ·mol-1,B錯誤;氫氣的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則H2O(l)==12O2(g)+H2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1,C9.298K、1.01×105Pa下,O2、S、Se、Te分別與H2化合的反應(yīng)焓變數(shù)據(jù)如圖所示(a、b、c、d代表氫化物)。下列關(guān)于Se與H2化合的熱化學方程式的書寫正確的是()A.Se(s)+H2(g)==H2Se(g)ΔH=-242kJ·mol-1B.Se(s)+H2(g)==H2Se(g)ΔH=-20kJ·mol-1C.Se(g)+H2(g)==H2Se(g)ΔH=+81kJ·mol-1D.Se(s)+H2(g)==H2Se(g)ΔH=+81kJ·mol-1解析:選D物質(zhì)的能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定,H2O、H2S、H2Se、H2Te的穩(wěn)定性逐漸減弱,所以b表示H2Se,Se在題述條件下是固體,所以Se與H2化合的熱化學方程式是Se(s)+H2(g)==H2Se(g)ΔH=+81kJ·mol-1,故D正確。10.從表中提供的信息中,得出以下幾個結(jié)論,其中正確的是()幾種燃料的熱值柴油4.3×107J·kg-1焦炭3.0×107J·kg-1酒精3.0×107J·kg-1氫氣1.4×108J·kg-1汽油4.6×107J·kg-1煤氣3.9×107J·m-3木炭3.4×107J·kg-1沼氣1.9×107J·m-3A.熱值大的燃料燃燒時放出的熱量多B.1千克汽油燃燒時放出的熱量是4.6×107JC.木炭燃燒不充分時其熱值變小D.2m3的沼氣完全燃燒時放出的熱量是3.8×107J解析:選D熱值大的燃料燃燒時,若不充分燃燒或燃料的質(zhì)量小,則放出的熱量不一定多,故A錯誤;汽油的熱值是4.6×107J·kg-1,說明1千克汽油完全燃燒時放出的熱量是4.6×107J,因沒有說明是完全燃燒,故B錯誤;熱值是單位質(zhì)量的某種燃料完全燃燒時放出的熱量,木炭燃燒不充分時,放出的熱量少,但熱值不變,故C錯誤;2m3的沼氣完全燃燒時放出的熱量Q=1.9×107J·m-3×2m3=3.8×107J,故D正確。二、非選擇題11.(8分)已知下列兩個熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ·mol-1請根據(jù)上面兩個熱化學方程式,回答下列問題:(1)H2的燃燒熱為,C3H8的燃燒熱為。
(2)1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為。
(3)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5mol,完全燃燒時放熱3846.75kJ,則在混合氣體中H2和C3H8的體積比是。
解析:(1)根據(jù)燃燒熱的概念可知,H2、C3H8的燃燒熱分別為285.8kJ·mol-1、2220kJ·mol-1。(2)完全燃燒釋放的總能量Q放=1mol×285.8kJ·mol-1+2mol×2220kJ·mol-1=4725.8kJ。(3)設(shè)H2、C3H8的物質(zhì)的量分別為n1、n2,則有n解得n1=154mol,n2=54mol,在相同p、T時,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶答案:(1)285.8kJ·mol-12220kJ·mol-1(2)4725.8kJ(3)3∶112.(12分)在燃料化學中,燃料的熱值是表示燃料質(zhì)量的一種重要指標。熱值通常指單位質(zhì)量的燃料完全燃燒時所放出的熱量。下表中是幾種燃料的熱值。物質(zhì)天然氣焦炭氫氣乙醇熱值/(kJ·g-1)563314330(1)根據(jù)焦炭的熱值,計算焦炭的燃燒熱為。
(2)請寫出天然氣完全燃燒的熱化學方程式:。
(3)完全燃燒相等物質(zhì)的量的上述物質(zhì),放出熱量最多的是哪個?。
(4)已知普通汽油的熱值為44kJ·g-1。E10汽油是92號汽油,是指含10%(體積分數(shù))燃料乙醇的車用汽油。假設(shè)普通汽油和乙醇的密度相同,且都為0.80g·mL-1,現(xiàn)在有1LE10汽油,請通過計算,說明該E10汽油與等質(zhì)量的普通汽油相比較,哪種燃料放出的熱量更多?。
(5)采用乙醇汽油作為汽車燃料更環(huán)保。某實驗小組將國Ⅲ普通汽油、國Ⅳ普通汽油和國Ⅲ乙醇汽油作為燃料時,采用同一車型,燃燒等體積的三種汽油,得到三種實驗汽油的CO排放繪制圖如下。由圖可知,與國Ⅲ普通汽油和國Ⅳ普通汽油相比,國Ⅲ乙醇汽油的CO排放分別降低了大約%和%。
解析:(1)燃燒熱是指在25℃、101kPa時1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。1mol焦炭的質(zhì)量為12g,所以焦炭的燃燒熱為396kJ·mol-1。(2)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-896kJ·mol-1。(3)根據(jù)熱值可以計算出1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時放出的熱量分別為896kJ、396kJ、286kJ和1380kJ,所以放出熱量最多的是乙醇。(4)1LE10汽油質(zhì)量為800g,其中含有80g乙醇。800g普通汽油完全燃燒放出的熱量為35200kJ。800gE10汽油中含80g乙醇和720g普通汽油,完全燃燒放出的熱量為2400kJ+31680kJ=34080kJ。所以普通汽油完全燃燒放出的熱量多。(5)和國Ⅲ普通汽油相比:0.340g·km-1-0.273g·km-答案:(1)396kJ·mol-1(2)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-896kJ·mol-1(3)乙醇(4)普通汽油(5)19.71.8第二節(jié)反應(yīng)熱的計算學習目標重點難點1.知道蓋斯定律的內(nèi)容,能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。2.學會有關(guān)反應(yīng)熱計算的方法技巧,進一步提高化學計算的能力。重點蓋斯定律的理解與應(yīng)用難點蓋斯定律的理解新知探究(一)——蓋斯定律1.蓋斯定律的內(nèi)容通過大量實驗證明,一個化學反應(yīng),不管是一步完成的還是分幾步完成的,其反應(yīng)熱是相同的,這就是蓋斯定律。蓋斯定律表明,在一定條件下,化學反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。例:如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。2.蓋斯定律的意義應(yīng)用蓋斯定律可以間接計算以下情況(不能直接測定)的反應(yīng)熱:(1)有些反應(yīng)進行得很慢。(2)有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生。(3)有些反應(yīng)的生成物不純(有副反應(yīng)發(fā)生)。3.應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的兩種方法對于以下兩個反應(yīng):C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1CO(g)+12O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol根據(jù)蓋斯定律,設(shè)計合理的途徑,計算出C(s)+12O2(g)==CO(g)的反應(yīng)熱ΔH方法一虛擬路徑法根據(jù)所給的兩個方程式,反應(yīng)C(s)+O2(g)==CO2(g)可設(shè)計為如下途徑:ΔH1=ΔH+ΔH2ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5kJ·mol-1-(-283.0kJ·mol-1)=-110.5kJ·mol-1。
方法二加和法根據(jù)所給的兩個熱化學方程式,利用“加和”法求C(s)+12O2(g)==CO(g)的ΔH根據(jù)C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1CO2(g)==CO(g)+12O2(g)ΔH2=+283.0kJ·mol上述兩式相加得:C(s)+12O2(g)==CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1。[微點撥]①熱化學方程式同乘以某一個數(shù)時,反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù);②熱化學方程式相加減時,同種物質(zhì)之間可相加減,反應(yīng)熱也隨之相加減(帶符號);③將一個熱化學方程式顛倒時,ΔH的“+”“-”號必須隨之改變,但數(shù)值不變。應(yīng)用化學在載人航天器中,可以利用CO2與H2的反應(yīng),將航天員呼出的CO2轉(zhuǎn)化為H2O等,然后通過電解水得到O2,從而實現(xiàn)O2的再生。已知:①CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(l)ΔH1=-252.9kJ·mol-1②2H2O(l)==2H2(g)+O2(g)ΔH2=+571.6kJ·mol-1請寫出甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式。提示:由蓋斯定律①+2×②可得CO2(g)+2H2O(l)==CH4(g)+2O2(g)ΔH=+890.3kJ·mol-1,則CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1。[題點多維訓(xùn)練]題點(一)蓋斯定律的理解1.下列關(guān)于蓋斯定律的描述不正確的是()A.化學反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B.化學反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的C.利用蓋斯定律可間接計算通過實驗難以測定的反應(yīng)的反應(yīng)熱D.利用蓋斯定律可以計算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱解析:選A化學反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)的途徑無關(guān),依據(jù)蓋斯定律可以比較方便地計算通過實驗難以測定的反應(yīng)和有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱。2.根據(jù)蓋斯定律判斷如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中焓變的關(guān)系正確的是()A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4解析:選DA→B、B→C、C→D、A→D四個反應(yīng)的ΔH不可能相同,A錯誤;ΔH3+ΔH4是B→D的ΔH,用B→A→D的ΔH表示應(yīng)為ΔH1-ΔH2,B錯誤;從反應(yīng)方向分析,ΔH4應(yīng)等于ΔH1-ΔH2-ΔH3,C錯誤;從反應(yīng)方向和蓋斯定律可知A→D的ΔH就是A→B→C→D的ΔH的和,即ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。題點(二)利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱3.氧化亞銅常用于制船底防污漆。用CuO與Cu高溫燒結(jié)可制取Cu2O。已知反應(yīng):2Cu(s)+O2(g)==2CuO(s)ΔH=-314kJ·mol-12Cu2O(s)+O2(g)==4CuO(s)ΔH=-292kJ·mol-1則CuO(s)+Cu(s)==Cu2O(s)的ΔH等于()A.-11kJ·mol-1 B.+11kJ·mol-1C.+22kJ·mol-1 D.-22kJ·mol-1解析:選A把已知反應(yīng)按順序編號①②,根據(jù)蓋斯定律,由12×(①-②)可得CuO(s)+Cu(s)==Cu2O(s)ΔH=-11kJ·mol-14.(2024·全國甲卷·節(jié)選)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分數(shù)據(jù)如下。已知如下熱化學方程式:CH4(g)+Br2(g)==CH3Br(g)+HBr(g)ΔH1=-29kJ·mol-13CH3Br(g)==C3H6(g)+3HBr(g)ΔH2=+20kJ·mol-1計算反應(yīng)3CH4(g)+3Br2(g)==C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=kJ·mol-1。
解析:根據(jù)蓋斯定律,目標反應(yīng)=第一個反應(yīng)×3+第二個反應(yīng),則ΔH=3×ΔH1+ΔH2=3×(-29kJ·mol-1)+20kJ·mol-1=-67kJ·mol-1。答案:-67|歸納拓展|利用蓋斯定律計算ΔH的四步驟定確定待求反應(yīng)的熱化學方程式找找出待求熱化學方程式中只在已知化學方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)調(diào)依據(jù)該物質(zhì)調(diào)整已知化學方程式的方向(同側(cè)相加,異側(cè)相減)和化學計量數(shù),每個已知化學方程式只能調(diào)整一次算ΔH與化學方程式一一對應(yīng)調(diào)整和運算新知探究(二)——反應(yīng)熱的計算典例導(dǎo)學[典例]黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時得到SO2的途徑之一,反應(yīng)的化學方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,在25℃和101kPa時,1molFeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時放出853kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過程中得到了充分利用,大大降低了生產(chǎn)成本,對于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。(1)請寫出FeS2燃燒的熱化學方程式。(2)計算理論上1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。[解析](1)根據(jù)題意,F(xiàn)eS2燃燒的熱化學方程式為FeS2(s)+114O2(g)12Fe2O3(s)+2SO2(g)ΔH=-853kJ·mol-1。(2)FeS2的摩爾質(zhì)量為120g·mol-1。1kg黃鐵礦含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為1000g×90%=900g,900gFeS2的物質(zhì)的量為900g120g·mol-1=7.5mol,理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為7.5mol×853kJ·mol[答案](1)FeS2燃燒的熱化學方程式為FeS2(s)+114O2(g)12Fe2O3(s)+2SO2(g)ΔH=-853kJ·mol(2)理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量約為6398kJ[系統(tǒng)融通知能]反應(yīng)熱的計算5種方法計算依據(jù)計算方法根據(jù)熱化學方程式熱化學方程式與數(shù)學上的方程式相似,可以左右顛倒同時改變正、負號,各項的化學計量數(shù)包括ΔH的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)根據(jù)蓋斯定律根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減,得到一個新的熱化學方程式根據(jù)燃燒熱可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱根據(jù)化學鍵的變化ΔH=反應(yīng)物的化學鍵斷裂所吸收的能量和-生成物的化學鍵形成所放出的能量和根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)[題點多維訓(xùn)練]題點(一)根據(jù)熱化學方程式計算1.已知由氫氣和氧氣反應(yīng)生成4.5g水蒸氣時放出60.45kJ的熱量。(1)寫出H2燃燒的熱化學方程式。(2)計算該條件下50gH2燃燒放出的熱量。解析:(1)已知生成4.5g水蒸氣(0.25mol)放出60.45kJ的熱量2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH2mol1mol2mol|ΔH|0.25mol60.45kJ則20.25=|ΔH60.45,|ΔH|=483.6kJ·mol-1,由于放熱,所以ΔH=-483.6kJ·mol-1,故熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-483.6(2)50gH2的物質(zhì)的量為50g2g·mol50gH2放出的熱量為25mol×483.62kJ·mol-1=6045kJ答案:(1)2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1(2)6045kJ題點(二)根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計算2.家用液化氣的主要成分之一是丁烷(C4H10)。常溫常壓下,丁烷的燃燒熱ΔH=-2900kJ·mol-1,則1g丁烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時放出的熱量為。
答案:50kJ題點(三)根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計算3.乙烯可由乙烷裂解得到:C2H6(g)==C2H4(g)+H2(g),相關(guān)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示,則上述反應(yīng)的ΔH等于()化學鍵C—HC—CCCH—H鍵能/(kJ·mol-1)412348612436A.-124kJ·mol-1 B.+124kJ·mol-1C.-288kJ·mol-1 D.+288kJ·mol-1解析:選B焓變等于斷裂化學鍵吸收的能量減去成鍵釋放的能量,則ΔH=348kJ·mol-1+6×412kJ·mol-1-4×412kJ·mol-1-436kJ·mol-1×1-612kJ·mol-1=+124kJ·mol-1題點(四)根據(jù)蓋斯定律計算4.(2025·金華期中檢測)已知下列熱化學方程式:①Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)ΔH1=akJ·mol-1②Fe
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