高二化学选修4全套导学案(带答案)

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化-----第1课时焓变反应热

[学习目标] 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。

一、焓变反应热：

定义：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

焓变是_______________________________。单位：______________，符号：__________。

2．化学反应中能量变化的原因

化学反应的本质是_________________________________________________________。

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_____时，需要

__________的相互作用，这需要__________能量；当____________________，即新化学键___________时，又要___________能量。ΔH＝反应物分子的______－生成物分子的____________。

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_____。

(2)当ΔH为“___”或ΔH_________0时，为吸热反应，反应体系能量__________。

4．反应热思维模型

(1)放热反应和吸热反应

_________ ___________

(2)反应热的本质

(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－186 kJ·mol－1为例)

E1：_________________E2：_________________ ΔH＝________________

化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系图二

5、化学反应中的能量变化规律

化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般是以热量和功的形式跟外界环境进行能量交换的，而其中多以热量的形式进行能量交换。

(1)化学反应的特征是有新物质生成，生成物与反应物所具有的总能量不同。

(2)任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也都遵循能量守恒。

(3)反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应。

1．下列说法正确的是( )

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B．放热反应在常温下一定很容易发生

C．吸热反应在一定的条件下也能发生 D．焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1，反应热的单位是kJ 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

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)：

请计算H2(g)＋Cl2

A．＋862 kJ·mol－1 B．＋679 k J·mol－1 C．－183 kJ·mol－1 D．＋183 kJ·mol－1

4.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P—O和P===O两种共价键。

已知键能：P—O 360 kJ·mol－1；P===O 585 kJ·mol－1；P—P 198 kJ·mo l－1；O===O 498 kJ·mol－1。请问：在P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)中，ΔH＝______________。

5．对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(E A、E B、E C、E D分别表示物质A、B、C、D所具有的能量 ( )

A．E A>E B B．E A>E B＋E C C．E A＋E B>E C＋E D D．E A＋E B

由上图分析，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

1．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

2．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。则N≡N键的键能是( ) A．431 kJ·mol－1 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1

3．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Q1kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ，下列关系式正确的是( )

A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2

练方法技巧思维模型的运用

已知H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a 、b 、c 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？

5．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)：

A ．H 2

B ．Cl 2

C ．Br 2

D ．I 2

(2)下列氢化物中，最稳定的是( ) A ．HCl B ．HBr C ．HI

(3)X 2＋H 2===2HX(X 代表Cl 、Br 、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：____________________。

(4)相同条件下，X 2(X 代表Cl 、Br 、I)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__________________________________________________。

6．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 H —O 键形成时放出热量463 kJ ，则氢气中1 mol H —H 键断裂时吸收热量是？。

第1课时 焓变 反应热答案

知识点一 有关反应热的概念

1．答案 C 2． 答案 C 知识点二 反应热与化学键键能的关系3．答案C 4.答案 －2 982 kJ·mol

－1

5．答案 C 6. 答案 D

练基础落实 1、答案 B 2．答案 B 3．答案 D

练方法技巧思维模型的运用

4.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。

练综合拓展5． 答案 (1)A (2)A (3)放热反应 (4)Cl 2 (5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越

稳定，反应放出的热量就越多 6答案 436 kJ

第一章 化学反应与能量

第一节化学反应与能量的变化---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。知道影响反应热大小的因素。

2.会写热化学方程式。.能熟练判断热化学方程式的正误。

3.了解中和热的含义及测定方法。

一、热化学方程式

1．概念：能表示参加反应的_______________和_____________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____变化，也表明了化学反应中的_____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__________和实际生成的生成物的___________。

(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的___________相对应。

3．书写热化学方程式的注意事项

(1)__________________ ______；

(2)________________ ___________

(3)________________ _______________________________。

二、中和热的测定

1．实验原理：在稀溶液中，_____________发生中和反应生成________，这时的反应热叫做中和热。2．注意事项

(1)碱液稍过量的目的是_________________。

(2)操作时动作要快目的是____________________。

(3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值_____________。

练习：50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应．通过测

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是___________________________。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是_____________________________________________。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值__________________（填“偏大”“偏小”“无影响”）。（4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_________（填“相等”“不相等”），所求中和热_________（填“相等”“不

相等”），简述理由_____________________________________________。

（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会______；用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__________________。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）

答案：（1）环形玻璃搅拌棒（2）减少实验过程中的热量损失（3）偏小（4）不等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关（5）偏小偏小。

疑难点拨-----解释中和热测定实验中几个为什么？

1、是否所有酸与碱的中和热都是相同的？

在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就是H＋与OH-结合成H2O的反应，每生成lmol水放出的热量（中和热）是相同的，均为 57．3 kJ／mol。但弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量，此热量就要由H＋与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热小于 57．3 kJ/mol。

2、实验中对盐酸、NaOH溶液浓度有何要求？

盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，造成较大误差(偏低)。NaOH溶液必须现配，往往由于吸收空气中二氧化碳而导致浓度不准，影响实验结果。还要注意新配制的NaOH溶液要充分冷却至室温后才能使用。

3、实验中怎样选用温度计及读数时应注意哪些事项？

宜用有0.1分刻度的温度计，量程100℃，中和前酸和碱溶液的温度要相同，且都为室温，且测量时应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。（注：更精确的中和热实验，需要精确度 0.002℃。普通温度计不能达到此精确度，需用贝克曼温度计进行测量）。

4、使中和热测定结果往往偏低的原因有哪些？

(1)用两个大、小烧杯组装量热器时，两个烧杯不能相平，纸板孔偏大，搅拌不均匀都可导致结果偏低；

(2)倒入NaOH溶液慢。要一次性、迅速地将NaOH溶液倒进盐酸里，立即用硬纸板(或泡沫塑料板)盖好，及时观察温度上升情况。反正实验时动作要快，以尽量减少热量的损失。

(3)仪器保温性能差；这是偏低的主要原因，用保温杯做实验更能接近理论值；

(4)实验中忽略了仪器所吸收的热量，因此也使结果偏低；

(5)计算中假定溶液比热容为4．18 J／（g·℃），密度为 1g／cm3，实际上这是水的比热容和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低。

5、酸碱中和反应的实质可表示为：H ＋＋OH-=H2O ，能否用此代表所有中和反应的离子方程式？

酸碱中和反应的实质不能与离子方程式意义中的“实质”混同。根据离子方程式书写要求：将难电离或难

溶的物质以及气体等用化学式表示，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如，醋酸和

氢氧化钠的离子方程式就应当写为：HAC+OH-=Ac-+H 2O ，只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。

知识点一 热化学方程式的概念和意义

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2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－483.6 kJ

2．热化学方程式C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋131.3 kJ·mol －1

表示( )

A ．碳和水反应吸收131.3 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131.3 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131.3 kJ 热量

D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ

知识点二 热化学方程式的书写及正误判断

3.分析图中的能量变化情况，下列正确的是( )

A ．2A ＋B===2C ΔH <0

B ．2C===2A ＋B ΔH <0

C ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH <0

D ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH >0

4．已知在1×105

Pa 、298 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 ．H 2O(g)===H 2(g)＋12

O 2(g) ΔH ＝＋242 kJ·mol －1 B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－484 kJ·mol －1

C ．H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝＋242 kJ·mol －1 D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝＋484 kJ·mol －1

知识点三 中和热

5.50 mL 0.50 mol·L －1盐酸与50 mL 0.55 mol·L －1NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应，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)大小烧杯间填满碎纸条的作用是 ________________________________________________________________________。

(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合

日常生活的实际该实验在______中进行效果更好。

(3)实验中改用60 m L 0.50 mol·L －1盐酸与 50 m L 0.55 mol·L －1

NaOH 溶液进行反应，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”)，

简述理由__________________________________________。

(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________；用50 m L 0.5

mol·L －1 NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会

_______________________________________________________。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

练基础落实

1．已知热化学方程式：2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1＝－571.6 kJ·mol －1，则关于热化学方程式：

2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH 2＝？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ΔH 2大于零

C ．该反应的ΔH 2＝－571.6 kJ·mol －1

D ．该反应可表示36 g 水分解时的热效应

2．已知：H 2(g)＋F 2(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 kJ

C ．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

3．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 ，则乙炔燃烧的热

化学方程式正确的是( )

A ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－4b kJ·mol －1

B ．

C 2H 2(g)＋52

O 2(g)===2CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝＋2b kJ·mol －1 C ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－2b kJ·mol －1

D ．2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋b kJ·mol －1

4．已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol

对下列反应：CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 1 kJ·mol －1

12H 2SO 4(浓)＋NaOH(aq)===12

Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 2 kJ·mol －1HNO 3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－Q 3 kJ·mol －1

上述反应均在溶液中进行，则下列Q 1、Q 2、Q 3的关系正确的是( )

A ．Q 2>Q 3>Q 1

B ．Q 2>Q 1>Q 3

C ．Q 1＝Q 2＝Q 3

D ．Q 2＝Q 3>Q 1

5．已知：

(1)H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g) ΔH 1＝a kJ·mol －1 (2)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 2＝b kJ·mol －1

(3)H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l) ΔH 3＝c kJ·mol －1 (4)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 4＝d kJ·mol －1

下列关系式中正确的是( )

A ．a

B ．b >d >0

C ．2a ＝b <0

D ．2c ＝d >0 练方法技巧 可逆反应的反应热分析技巧

6．工业生产硫酸过程中，SO 2在接触室中被催化氧化为SO 3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO 2、

1 mol O 2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ ，此时测得SO 2的转化率为50%，则下列热化学方

程式正确的是( )

A ．2SO 2(g)＋O 2(g)

3(g) ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1 B ．2SO 2(g)＋O 2(g) 3(g) ΔH ＝－98.3 kJ·mol －1

C ．SO 2(g)＋12O 2(g) 3(g) ΔH ＝＋98.3 kJ·mol －1

D ．SO 2(g)＋12O 2(g) 3(g) ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1 练综合拓展

7．已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH ＝－12.1 kJ·mol －1

；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH ＝－55.6

kJ·mol －1。则HCN 在水溶液中电离的ΔH 等于( )

A ．－67.7 kJ·mol －1

B ．－43.5 kJ·mol －1

C ．＋43.5 kJ·mol －1

D ．＋67.7 kJ·mol －1

第2课时 热化学方程式答案

1．答案 C 2答案 C 3.答案 D 4．答案 A

练基础落实 1 答案 B 2． 答案 C 3答案 A 4．答案 A 5．答案 C 6．答案 A

7．答案 C

第一章 化学反应与能量

第二节 燃烧热 能源

[目标要求] 1.理解燃烧热的概念。

2.了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。

一、燃烧热 1．概念 __________________时，____________纯物质____________燃烧生成_______________时所放出的热量，

叫做该物质的燃烧热，单位_____________

2．燃烧热与中和热的重要区别

(1)反应环境的区别：燃烧热必须是燃烧反应而且是完全燃烧，有O 2参加；而中和热是___________中的______________反应。

(2)反应实质不同：燃烧反应是氧化还原反应；中和反应是_______________。

(3)规定物质不同：燃烧热是1 mol 纯物质被燃烧；中和热是__________________。

二、能源

1．能源是能提供__________的资源，它包括_____________(煤、石油、天然气)、_________、_____、_________、__________以及柴草等。

2．解决能源危机的方法

(1)科学地控制________反应，使燃料充分_________，提高能源的____________。

(2)寻找新的能源，现正探索的新能源有_____、________、________、_________、_________和______等，

它们资源丰富，可以_________，没有污染或很少有污染。

练习：下列关于燃烧的说法，判断正误：

(1) 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=120KJ/mol 燃烧热为: 120KJ/mol (2) H2(g)+21

O2(g)=H2O(g) △H=-483.6KJ/mol 燃烧热为: 483.6KJ/mol (3) H2(g)+21

O2(g)=H2O(l) △H=-571.6KJ/mol 燃烧热为: 571.6KJ/mol

(4) CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g) ΔH ＝-802KJ/mol 燃烧热为：802KJ/mol

思考2：对燃烧热的理解: (1) _______________________________________________。 (2) _______________________________________________。 (3) _______________________________________________。 (4) _______________________________________________。 练习：书写１mol 甲烷和１mol H2、1molCO 、1mol 酒精燃烧的热化学方程式：

思考3：从以下几个角度对上述的几种燃料进行比较：

★从单位物质的量燃烧热值的角度考虑：选用_________较好。

★从环境污染（清洁能源）的角度考虑：选用_________较好。

★从使用安全的角度考虑：家庭燃烧不建议用_________。

★从成本角度考，建议选用 _________ 。

综合上述：你选择_________作为家庭的主要燃料。

思考4：仿照中和热测定装置，设计测定燃烧热的装置，并画出相关图形？

思考5： 三大化石燃料有_________ _________ _________，作为燃料的优缺点__________________ ____________________________________ _________ 。其中_________是较清洁的能源。

交流思考:(1)比较H 2、CH 4谁的热值高？

（2）比较CH 4和C 2H 5OH 谁更环保？

（3）为什么我国使用乙醇汽油作为汽油的代用品？

知识点一 燃烧热

1．下列关于燃烧热的说法中正确的是( )

A ．1 mol 物质燃烧所放出的热量

B ．常温下，可燃物燃烧放出的热量

C ．在25℃、1.01×105

Pa 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

D ．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变

2．以下几个热化学方程式，能表示有关物质燃烧时的燃烧热的热化学方程式是( )

A ．C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) ΔH ＝＋110.5 kJ·mol －1 B ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －1

C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1

D ．H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ·mol －1 知识点二 能源

3．关于能源，以下说法中不正确的是( )

A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能 B ．柴草燃烧时释放的能量是生物能

C ．核能和地热能来自地球自身

D ．潮汐能来源于月球引力做功

4．下列叙述正确的是( )

A ．水能是二次能源

B ．电能是二次能源

C ．天然气是可再生能源

D ．水煤气是可再生能源

练基础落实

1．下列热化学方程式中ΔH 的数值表示可燃物燃烧热的是( )

A ．CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283 kJ·mol －1 B ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－802.3 kJ·mol －1

C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1

D ．H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－184.6 kJ·mol －1

2．已知H 2的燃烧热为－285.8 kJ·mol －1，CO 的燃烧热为－282.8 kJ·mol －1；现有H 2和CO 组成的混合气体5.6 L(标准状况)，经充分燃烧后，放出总热量为71.15 kJ ，并生成液态水。下列说法正确的是( )

A ．CO 燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH ＝－282.8 kJ·mol －1

B ．H 2燃烧的热化学方程式为2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1

C ．燃烧前混合气体中CO 的体积分数为60%

D ．燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生0.125 mol O 2

3．根据以下3个热化学方程式

2H 2S(g)＋3O 2(g)===2SO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－Q 1 kJ·mol －1

2H 2S(g)＋O 2(g)===2S(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－Q 2 kJ·mol －1

2H 2S(g)＋O 2(g)===2S(s)＋2H 2O(g) ΔH ＝－Q 3kJ·mol －1

判断Q 1、Q 2、Q 3三者关系正确的是( )

A ．Q 1>Q 2>Q 3

B ．Q 1>Q 3>Q 2

C ．Q 3>Q 2>Q 1

D ．Q 2>Q 1>Q 3

4．已知化学反应：C(s)＋1/2O 2(g)===CO(g) ΔH 1<0

CO(g)＋1/2O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2<0

C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 3<0；

下列说法正确的是(相同条件下)( )

A ．56 g CO 和32 g O 2所具有的总能量小于88 g CO 2所具有的总能量

B ．碳的燃烧热是ΔH 3

C ．ΔH 1<ΔH 3

D ．28 g CO 的总能量比44 g CO 2的总能量高

5．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH 的绝对值均正确)( )

A ．C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(g)

ΔH ＝－1 367.0 kJ·mol －1(燃烧热)

B ．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l)

ΔH ＝＋57.3 kJ·mol －1(中和热)

C ．S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝－296.8 kJ·mol －1(反应热)

D ．2NO 2===O 2＋2NO ΔH ＝＋116.2 kJ·mol －1(反应热)

6．一些烷烃的燃烧热如下表：

A ．正戊烷的燃烧热大约是－3 540 kJ·mol －1

B ．热稳定性：正丁烷>异丁烷

C ．乙烷燃烧的热化学方程式为2C 2H 6(g)＋7O 2(g)===4CO 2(g)＋6H 2O(g)

ΔH ＝－1 560.8 kJ·mol －1

D ．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

练方法技巧

燃烧热的热化学方程式的书写方法

7．(1)在101 kPa 时，H 2在1 mol O 2中完全燃烧生成2 mol 液态水，放出571.6 kJ 的热量，H 2的燃烧热为________，表示H 2燃烧热的热化学方程式为__________________________。

(2)1.00 L 1.00 mol·L －1硫酸与2.00L 1.00 mol·L －1 NaOH 溶液完全反应，放出114.6 kJ 的热量，该反应的中和热为____________，表示其中和热的热化学方程式为__________________。

8．0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B 2H 6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649. 5 kJ 热量，其热化学方程式为________________________；又已知H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44 kJ·mol －1，则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ 。

练综合拓展

9．城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。

(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH

＝－2 220.0 kJ·mol －1，已知CO 气体燃烧的热化学方程式为CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－282.57 kJ·mol －1，则相同物质的量的C 3H 8和CO 燃烧产生的热量比值约为______________。

(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1，则相同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量的比值约为______________。

(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是

____________________________________________________________。

10．目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO 、H 2和少量烃类，天然气的主要成分是CH 4，它们的燃烧反应如下：

2CO ＋O 2=====点燃2CO 2 2H 2＋O 2=====点燃2H 2O

CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O

根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是__________，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是

________________________________________________________________________

(填“增大”或“减小”)进风口，如不作改进可能产生的不良结果是_______________。

管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

第二节 燃烧热 能源答案

1． 答案 C 2．答案 B 3． 答案 B 4． 答案 B 练基础落实 1．答案 A 2．答案 D 3．答案 A 4． 答案 B 5．答案 C 6． 答案 A

7． 答案 (1)－285.8 kJ·mol －1 H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1 (2)－57.3 kJ·mol －1 12

H 2SO 4(aq)＋NaOH(aq)=== 12

Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1 8．答案 B 2H 6(g)＋3O 2(g)===B 2O 3(s)＋3H 2O(l) ΔH ＝－2 165 kJ·mol －1

1 016.5

9． 答案 (1)C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2

(2)7.9∶1 (3)2.8∶1

(4)①不产生CO 2，从而不引起温室效应；②H 2来源丰富；③产物不污染环境

10． 答案 天然气 增大 天然气不能充分燃烧，生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体，使管道内气流不畅

第一章 化学反应与能量

第三节 化学反应热的计算 第1课时 化学反应热的计算

[目标要求] 1.理解盖斯定律的意义。

2.能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。

一、盖斯定律

1．含义

(1)不管化学反应是____完成或分______完成，其反应热是_________的。

(2)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。

例如，

ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3之间有如下的关系：_____________________。

2．意义

利用盖斯定律，可以__________计算一些难以测定的_____________。

例如：C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) 上述反应在O 2供应充分时，可燃烧生成CO 2；O 2供应不充分时，虽可生成CO ，但同时还部分生成CO 2。因此该反应的ΔH _____________-，但是下述两个反应的ΔH 却可以直接测得：

(1)C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1＝－393.5 kJ·mol －1

(2)CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－283.0 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 ＝_______________。

则C(s)与O 2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ·mol －1。 思维拓展 热化学方程式的性质

热化学方程式可以进行方向改变，方向改变时，反应热数值不变，符号相反。热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数。

热化学方程式可以叠加，叠加时，物质和反应热同时叠加。

二、反应热的计算

1．根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算

例1 由氢气和氧气反应生成4.5 g 水蒸气放出60.45 kJ 的热量，则反应：2H 2(g)＋

O 2(g)===2H 2O(g)的ΔH 为( )

A ．－483.6 kJ·mol －1

B ．－241.8 kJ·mol －1

C ．－120.6 kJ·mol －1

D ．＋241.8 kJ·mol －1

2．利用燃烧热数据，求算燃烧反应中的其它物理量

例2 甲烷的燃烧热ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1

1 kg CH 4在25℃，101 kPa 时充分燃烧生成液态水放出的热量约为( )

A ．－5.56×104 kJ·mol －1

B ．5.56×104 kJ·mol －1

C ．5.56×104 kJ

D ．－5.56×104 kJ

3．利用盖斯定律的计算

例3 已知下列热化学方程式：

①Fe 2O 3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g) ΔH 1＝－26.7 kJ·mol －1

②3Fe 2O 3(s)＋CO(g)===2Fe 3O 4(s)＋CO 2(g) ΔH 2＝－50.75 kJ·mol －1

③Fe 3O 4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO 2(g) ΔH 3＝－36.5 kJ·mol －1 则反应FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO 2(g)的焓变为( )

A ．＋7.28 kJ·mol －1

B ．－7.28 kJ·mol －1

C ．＋43.68 kJ·mol －1

D ．－43.68 kJ·mol －1 练习1、(2009广东22·4) 由金红石(TiO 2)制取单质Ti ，涉及到的步骤为：TiO 2

TiCl 4????→?Ar C /800/0

镁Ti 已知：① C (s )＋O 2(g )＝CO 2(g )； ?H ＝-393.5 kJ ·mol -1 ② 2CO (g )＋O 2(g )＝2CO 2(g )； ?H ＝-566 kJ ·mol -1

③ TiO 2(s )＋2Cl 2(g )＝TiCl 4(s )＋O 2(g )； ?H ＝+141 kJ ·mol -1

则TiO 2(s )＋2Cl 2(g )＋2C (s )＝TiCl 4(s )＋2CO (g )的?H ＝ 。

答案：-80 kJ ·mol -1

练习2、已知下列热化学方程式：

(1) ；△H ＝－25 KJ/mol

(2) ；△H ＝－47 KJ/mol

(3) ；△H ＝＋19 KJ/mol

写出FeO(S) 被CO 还原成Fe 和CO 2的热化学方程式___________________________________

知识点一 盖斯定律及应用

1．运用盖斯定律解答问题通常有两种方法： 其一，虚拟路径法：如C(s)＋O 2(g)===CO 2(g)， 可设置如下：ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3

其二：加合(或叠加)法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。

如：求P 4(白磷)===4P(红磷)的热化学方程式。

已知：P 4(s ，白磷)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 1①

4P(s ，红磷)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 2②

即可用①－②得出白磷转化为红磷的热化学方程式。

2．已知：H 2O(g)===H 2O(l) ΔH ＝Q 1 kJ·mol －1

C 2H 5OH(g)===C 2H 5OH(l) ΔH ＝Q 2 kJ·mol －1

C 2H 5OH(g)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝Q 3 kJ·mol －1

若使46 g 酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为 ( )

A ．(Q 1＋Q 2＋Q 3) Kj

B ．0.5(Q 1＋Q 2＋Q 3) kJ

C ．(0.5Q 1－1.5Q 2＋0.5Q 3) kJ

D ．(3Q 1－Q 2＋Q 3) kJ

知识点二 反应热的计算

3．已知葡萄糖的燃烧热是ΔH ＝－2 840 kJ·mol －1，当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是( )

A ．26.0 kJ

B ．51.9 kJ

C ．155.8 kJ

D ．467.3 kJ

4．已知：

2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1

CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－282.8 kJ·mol －1 现有CO 、H 2、CO 2组成的混合气体67.2L (标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ ，并生成18 g 液态水，则燃烧前混合气体中CO 的体积分数为( )

A ．80%

B ．50%

C ．60%

D ．20%

练基础落实

1．已知：(1)Zn(s)＋1/2O 2(g)===ZnO(s) ΔH ＝－348.3 kJ·mol －1

(2)2Ag(s)＋1/2O 2(g)===Ag 2O(s) ΔH ＝－31.0 kJ·mol －1

则Zn(s)＋Ag 2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH 等于( )

A ．－317.3 kJ·mol －1

B ．－379.3 kJ·mol －1

C ．－332.8 kJ·mol －1

D ．＋317.3 kJ·mol －1

2．已知25℃、101 kPa 条件下：

4Al(s)＋3O 2(g)===2Al 2O 3(s) ΔH ＝－2 834.9 kJ·mol －1

4Al(s)＋2O 3(g)===2Al 2O 3(s) ΔH ＝－3 119.1 kJ·mol －1

由此得出的正确结论是( )

A ．等质量的O 2比O 3能量低，由O 2变为O 3为吸热反应

B ．等质量的O 2比O 3能量低，由O 2变为O 3为放热反应

C ．O 3比O 2稳定，由O 2变为O 3为吸热反应

D ．O 2比O 3稳定，由O 2变为O 3为放热反应

3．能源问题是人类社会面临的重大课题，H 2、CO 、CH 3OH 都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8 kJ·mol －1、－282.5 kJ·mol －1、－726.7 kJ·mol －1

。已知CO 和H 2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l)。则CO 与H 2反应合成甲醇的热化学方程式为( )

A ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝－127.4 kJ·mol －1

B ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝＋127.4 kJ·mol －1

C ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH ＝－127.4 kJ·mol －1

D ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH ＝＋127.4 kJ·mol －1

4．已知火箭燃料二甲基肼(CH 3—NH —NH —CH 3)的燃烧热为－6 000 kJ·mol －1，则30 g 二甲基肼完全燃烧放出的热量为( )

A ．1 500 kJ

B ．3 000 Kj

C ．6 000 kJ

D ．12 000 kJ 练方法技巧

用关系式求反应热

5．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q >0)，经测定完全吸收生成的CO 2需消耗 5

mol·L －1的KOH 溶液100 mL ，恰好生成正盐，则此条件下反应C 4H 10(g)＋132

O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(g)的ΔH 为( )

A ．＋8Q kJ·mol －1

B ．＋16Q kJ·mol －1

C ．－8Q kJ·mol －1

D ．－16Q kJ·mol －1 练综合拓展

6．比较下列各组热化学方程式中ΔH 的大小关系。

(1)S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1

S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2 ΔH 1______ΔH 2

(2)CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 1

CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 2 ΔH 1______ΔH 2

(3)煤作为燃料有两种途径：

途径1——直接燃烧 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1<0

途径2——先制水煤气 C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH 2>0

再燃烧水煤气：

2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 3<0

2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 4<0

ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4的关系式是______________________________________。

7．发射卫星时可用肼(N 2H 4)作燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。 已知：

N 2(g)＋2O 2(g)===2NO 2(g) ΔH ＝＋67.7 kJ·mol －1

N 2H 4(g)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－534 kJ·mol －1

12H 2(g)＋12

F 2(g)===HF(g) ΔH ＝－269 kJ·mol －1 H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－242 kJ·mol －1 (1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为__________________________；此反应用于火箭推进，除释放大量能量和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是______________。

(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。肼和氟反应的热化学方程式为__________________。

第1课时 化学反应热的计算 答案

1． 答案 P 4(白磷)===4P(红磷) ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2 2．答案 D 3．答案 A 4．答案 B 练基础落实 1．答案 A 2． 答案 A 3．答案 A 4．答案 B

5．答案 D 6． 答案 (1)> (2)< (3)ΔH 1＝ΔH 2＋12

(ΔH 3＋ΔH 4) 7． 答案 (1)2N 2H 4(g)＋2NO 2(g)===3N 2(g)＋4H 2O(g) ΔH ＝－1 135.7 kJ·mol －1 产物无污染

(2)N 2H 4(g)＋2F 2(g)===N 2(g)＋4HF(g) ΔH ＝－1 126 kJ·mol －1

第2课时 习题课

1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )

A ．生成物总能量一定低于反应物总能量

B ．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

C ．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变

D ．同温同压下，H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同

2．在298 K 、100 kPa 时，已知：

2H 2O(g)===O 2(g)＋2H 2(g) ΔH 1

Cl 2(g)＋H 2(g)===2HCl(g) ΔH 2

2Cl 2(g)＋2H 2O(g)===4HCl(g)＋O 2(g) ΔH 3

则ΔH 3与ΔH 1和ΔH 2间的关系正确的是( )

A ．ΔH 3＝ΔH 1＋2ΔH 2

B ．ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2

C ．ΔH 3＝ΔH 1－2ΔH 2

D ．ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2

3．下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是( )

A ．甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol －1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1

B ．500 ℃、300 MPa 下，将0.5 mol N 2和1.5 mol H 2置于密闭容器中充分反应生成 NH 3(g)，放热19.3 kJ ，热化学方程式为N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g) ΔH ＝－38.6kJ·mol

－1

C ．氯化镁溶液与氨水反应：Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓

D ．氧化铝溶于NaOH 溶液：A12O 3＋2OH －===2AlO －

2＋H 2O

4．已知：(1)Fe 2O 3(s) ＋32C(s)===32

CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH 1＝＋234.1 kJ·mol －1 (2)C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－393.5 kJ·mol －1

则2Fe(s)＋32

O 2(g)===Fe 2O 3(s) 的ΔH 是( ) A ．－824.4 kJ·mol －1 B ．－627.6 kJ·mol －1

C ．－744.7 kJ·mol －1

D ．－169.4 kJ·mol －1

5．100 g 碳燃烧所得气体中，CO 占13体积，CO 2占23体积，且C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) ΔH (25℃)＝－110.35 kJ·mol －1， CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g) ΔH (25℃)＝－282.57 kJ·mol －1。 与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是( )

A ．392.92 kJ

B ．2 489.44 kJ

C ．784.92 kJ

D ．3 274.3 kJ

6．在微生物作用的条件下，NH ＋4经过两步反应被氧化成NO －3。两步反应的能量变化示意图如下：

① 第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是

________________________________________________________________________。

②1 mol NH ＋4(aq)全部氧化成NO －3(aq)的热化学方程式是

________________________________________________________________________。

7．废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。

用H 2O 2和H 2SO 4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：

Cu(s)＋2H ＋(aq)===Cu 2＋(aq)＋H 2(g) ΔH ＝＋64.39 kJ·mol －1

2H 2O 2(l)===2H 2O(l)＋O 2(g) ΔH ＝－196.46 kJ·mol －1

H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.84 kJ·mol －1 在H 2SO 4溶液中，Cu 与H 2O 2反应生成Cu 2＋和H 2O 的热化学方程式为

________________________________________________________________________。

8．由磷灰石[主要成分Ca 5(PO 4)3F]在高温下制备黄磷(P 4)的热化学方程式为