2022高考人教版化学复习学案31反应热的计算和测定能源.docx

学案31反响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响焓变的简单计算。2.了解能源是人类生存和社会开展的重要根底。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响，无论是一步完成还是分几步完成，其反响焓变都是_的。2意义_。3应用方程式反响热间的关系aABABAB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开展阶段_时期_时期_时期。3分类(1)化石燃料种类：_、_、_。特点：蕴藏量有限，且_再生。(2)新能源种类：_、_、_、_、_和_等。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改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反响，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、反响热的计算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响热与反响物各物质的物质的量成_。(2)根据反响物和生成物的总能量计算画出放热反响、吸热反响在反响过程中的能量变化示意图。根据图示判断能量变化与反响热的关系是什么(3)依据反响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H_。(4)根据盖斯定律计算化学反响的反响热只与_有关，而与_无关。即如果一个反响可以分步进行，那么各分步反响的反响热之和与该反响一步完成时的反响热是_的。应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反响过程，同时注意：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H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反响过程中，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：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5kJ·mol1(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJ·mol1(3)CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H3870.3 kJ·mol1根据以上方程式可以计算出2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反响热为()A244.1 kJ·mol1B488.3 kJ·mol1C996.6 kJ·mol1D996.6 kJ·mol1听课记录：变式演练以下热化学方程式Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H125 kJ·mol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H247 kJ·mol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H319 kJ·mol1写出FeO(s)被CO复原成Fe和CO2的热化学方程式_。典例导悟2由氢气和氧气反响生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反响的热化学方程式：_。假设1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，那么反响2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的H_kJ·mol1，氢气的燃烧热为_kJ·mol1。二、实验探究中和热的测定1测定原理Hc4.18J·g1·14.18×103kJ·g1·1；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本卷须知(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)实验中假设使用弱酸或弱碱，因中和过程中电离_，会使测得数值_。典例导悟3(2022·吉林一模)某实验小组设计用50mL1.0mol·L1盐酸跟50mL1.1mol·L1氢氧化钠溶液在如下列图装置中进行中和反响。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。通过测定反响过程中所放出的热量可计算中和热。试答复以下问题：(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：盐酸在反响中假设因为有放热现象，而造成少量盐酸在反响中挥发，那么测得的中和热_(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(t2t1)/盐酸NaOH溶液平均值125.124.925.031.66.6225.125.125.131.86.7325.125.125.131.96.8盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·cm3，中和后混合液的比热容c4.18×103kJ·g1·1，那么该反响的中和热为H_。(3)假设用等浓度的醋酸与NaOH溶液反响，那么测得的中和热会_(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，假设无此操作步骤，那么测得的中和热_(填“偏大、“偏小或“不变)。1.(2022·上海，11)根据碘与氢气反响的热化学方程式()I2(g)H2(g)2HI(g)9.48kJ()I2(s)H2(g)2HI(g)26.48 kJ以下判断正确的选项是()A254gI2(g)中通入2gH2(g)，反响放热9.48kJB1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC反响()的产物比反响()的产物稳定D反响()的反响物总能量比反响()的反响物总能量低2(2022·重庆理综，13)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molFF、SF键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ，那么S(s)3F2(g)=SF6(g)的反响热H为()A1780kJ·mol1B1220kJ·mol1C450kJ·mol1D430kJ·mol13(2022·浙江理综，12)以下说法不正确的选项是()A冰的熔化热为6.0kJ·mol1，冰中氢键键能为20kJ·mol1。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，那么最多只能破坏冰中15%的氢键B一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为，Ka。假设参加少量CH3COONa固体，那么电离平衡CH3COOHCH3COOH向左移动，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·mol1、3747kJ·mol1和3265kJ·mol1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)H489.0kJ·mol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ·mol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1那么4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 641.0 kJ·mol14(2022·广东理综，9)在298 K、100 kPa时，：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g) H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g) H3那么H3与H1和H2间的关系正确的选项是()AH3H12H2BH3H1H2CH3H12H2DH3H1H25(2022·课标全国卷，11)：HCN(aq)与NaOH(aq)反响的H12.1kJ·mol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反响的H55.6kJ·mol1。那么HCN在水溶液中电离的H等于()A67.7kJ·mol1B43.5kJ·mol1C43.5kJ·mol1D67.7kJ·mol1题组一盖斯定律及反响热的计算1(2022·海南，12)：Fe2O3(s) C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1kJ·mol1(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1(2)那么2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s) 的H是()A824.4 kJ·mol1B627.6 kJ·mol1C744.7 kJ·mol1D169.4 kJ·mol12(2022·全国理综，11)：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJ·mol1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)，假设实验测得反响放热3 695 kJ，那么原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()A11 B13C14 D233(2022·连云港月考)实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行以下反响：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H196.64 kJ·mol1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为()A40% B50% C80% D90%425 、101 kPa条件下：(1)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H2 834.9 kJ·mol1(2)4Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s)H3 119.1 kJ·mol1由此得出的正确结论是()A等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反响B等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反响CO3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反响DO2比O3稳定，由O2变为O3为吸热反响52022年哥本哈根气候大会，是被称作“人类拯救地球的最后一次时机的联合国气候变化大会。以下措施有利于节能减排、改善环境质量的是()回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源开展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，减少煤、石油等化石燃料的使用使用填埋法处理未经分类的生活垃圾推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染ABCD6炽热的炉膛内发生的反响为C(s)O2(g)=CO2(g)H392kJ·mol1，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反响：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131 kJ·mol1，CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H282 kJ·mol1，H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H241 kJ·mol1，由以上反响推断往炽热的炉膛内通入水蒸气的说法正确的选项是()A不能节省燃料，但能使炉火瞬间更旺B虽不能使炉火瞬间更旺，但可以节省燃料C既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料D既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料7如果1个反响可以分几步进行，那么各分步反响的反响热之和与该反响一步完成时的反响热是相同的，这个规律称为盖斯定律。据此答复以下问题：(1)北京奥运会“祥云火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得丙烯。：C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g)H1156.6kJ·mol1CH3CH=CH2(g)CH4(g)HCCH(g)H232.4 kJ·mol1那么相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为_。(2)：Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36kJ·mol1Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)9H2O(g)H2473.63kJ·mol1写出Na2CO3·H2O脱水反响的热化学方程式_。8(1)32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ(25时)，N2H4完全燃烧反响的热化学方程式是_。(2)水的电离方程式：H2OH2OH3OOH，假设液态肼能够按照类似方式电离，请写出电离方程式：_。(3)假设肼和强氧化剂液态H2O2反响，产生大量N2和水蒸气放出大量热，在此条件下0.4mol肼与足量H2O2(l)反响放出256.652kJ的热量，那么该反响的热化学方程式为_；假设H2O(l)=H2O(g)H44kJ·mol1，那么16g液态肼与足量的液态H2O2反响生成液态水时放出的热量是_kJ。题组二燃料的充分燃烧和新能源92009年11月27日，全球最大太阳能办公大楼亮相山东德州。这座名为“日月坛微排大厦的太阳能大厦，是2022年第四届世界太阳城大会的主会场。总建筑面积到达7.5万平方米，采用全球首创太阳能热水供应、采暖、制冷、光伏发电等与建筑结合技术，是目前世界上最大的集太阳能光热、光伏、建筑节能于一体的高层公共建筑。有关说法不正确的选项是()A太阳能集热玻璃管的玻璃属于硅酸盐之一B光伏光电的材料主要成分是二氧化硅C太阳能、生物质能源和天然气都是清洁能源，也是可再生能源D传统制冷剂氟利昂容易造成臭氧空洞题组三综合探究10(2022·保定模拟)红磷P(s)和Cl2(g)发生反响生成PCl3(g)和PCl5(g)。反响过程和能量关系如以下列图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图答复以下问题：(1)P和Cl2反响生成PCl3的热化学方程式是_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_。上述分解反响是一个可逆反响。温度T1时，在密闭容器中参加0.80molPCl5，反响到达平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率1等于_；假设反响温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于、“小于或“等于)。(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反响生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反响生成PCl5。原因是_。(4)P和Cl2分两步反响生成1molPCl5的H3_，P和Cl2一步反响生成1molPCl5的H4_H3(填“大于、“小于或“等于)。(5)PCl5与足量水充分反响，最终生成两种酸，其化学方程式是_。学案31反响热的计算和测定能源【课前准备区】知识点一1一样2间接计算某些难以直接测量的反响热3.方程式反响热间的关系aABH1aH2ABABH1H2HH1H2知识点二1能量2柴草化石能源多能源结构3(1)煤石油天然气不能(2)太阳能氢能风能地热能海洋能生物质能可以4(1)化石燃料(2)环境污染5(1)适当过量的空气足够大的接触面积粉碎成粉末喷成雾状问题思考1实质是能量守恒。2当热化学方程式的方向改变时，H的符号改变，大小不变。【课堂活动区】一、2.(1)正比(2)反响热HE(生成物的能量)E(反响物的能量)(3)反响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(4)反响的始态(各反响物)和终态(各生成物)反响的途径相同(5)n(可燃物)×|H|二、2.环形玻璃搅拌棒温度计3(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失(2)碱(3)吸热偏低典例导悟1B根据盖斯定律，将(1)×2(2)×2(3)得：2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H393.5 kJ·mol1×22×285.8 kJ·mol1(870.3 kJ·mol1)488.3 kJ·mol1。2H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ·mol1571.6285.8解析书写热化学方程式时注意：化学计量数改变时，H也同等倍数的改变，故生成水蒸气的热化学方程式可写成：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ·mol1或2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ·mol1等多种形式。36 g的水蒸气变成36 g液态水时放热36 g×2.444kJ·g188kJ，所以2molH2燃烧生成2molH2O(l)时，H483.6kJ·mol188kJ·mol1571.6kJ·mol1。氢气的燃烧热为1molH2燃烧生成1molH2O(l)时放出的热量，H285.8kJ·mol1。3(1)偏小(2)56.01kJ·mol1(3)偏小用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得中和热偏小(4)偏小解析(1)假设因为有放热现象导致少量盐酸在反响中挥发，减少了HCl的量，故测得的中和热会偏小。(4)小题也同理，不洗涤温度计上的盐酸溶液，也会造成HCl的量减小，测得中和热偏小。(2)温差(t2t1)应取三次实验的平均值6.7来计算。H56.01kJ·mol1。变式演练FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H11kJ·mol1解析依据盖斯定律：化学反响不管是一步完成还是分几步完成，其反响热是相同的。FeO与CO反响方程式：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)，通过观察可以发现，此反响可用题给的三个反响来表示：3×(2×)，可得该反响的反响热：H3H1(2H3H2)3×(25 kJ·mol1)(19 kJ·mol1×247 kJ·mol1)11kJ·mol1。【课后练习区】高考集训1D反响()是可逆反响，所以254 g I2(g)与2 g H2(g)反响生成的HI(g)小于2 mol，放出的热量小于9.48 kJ，A错；由反响()()可得()I2(g)=I2(s)35.96 kJ，因此，1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ，B错；两个反响物的产物均为气态碘化氢，显然C错；由()可知，1 mol固态碘比1 mol气态碘所含的能量低，故反响()的反响物总能量比反响()的反响物的总能量低。2B断裂1 mol SS键吸收能量280 kJ，断裂3 mol FF键吸收能量3×160 kJ，那么吸收的总能量为Q吸280 kJ3×160 kJ760 kJ，释放的总能量为Q放330 kJ×61 980 kJ，由反响方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，H760 kJ·mol11 980 kJ·mol11 220 kJ·mol1。4A此题考查盖斯定律。据题可知，第三个反响可以是第一个反响和第二个反响的两倍之和。故H3H12H2。5C根据题意可得如下热化学方程式：HCN(aq)OH(aq)=CN(aq)H2O(l)H12.1kJ·mol1，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H55.6kJ·mol1，依据盖斯定律得到：HCN(aq)=H(aq)CN(aq)H(12.1kJ·mol1)(55.6kJ·mol1)43.5kJ·mol1。考点集训1A×(2)(1)就可得2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)，那么HH2H1824.4kJ·mol1。2B设112L即5mol混合气体中H2的物质的量为x，那么285.8x890(5x)3695，解得：x1.25moln(H2)n(CH4)1.25 mol3.75 mol13。3C当放出热量为314.624kJ时，参加反响的SO2的物质的量为×2mol3.2mol，故SO2的转化率为×100%80%。4AD将(1)减去(2)可得到3O2(g)=2O3(g)H284.2 kJ·mol1，即等质量的反响物O2比生成物O3能量低，反响吸热，O2比O3稳定，A、D选项正确。5A未经分类的生活垃圾使用填埋法处理的措施不仅污染环境，还造成资源浪费，不正确。6A7(1)C3H8(g)CH3CHCH2(g)H2(g)H124.2kJ·mol1(2)Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73kJ·mol1解析(1)由C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g)H1156.6kJ·mol1CH3CH=CH2(g)CH4(g)HCCH(g)H32.4 kJ·mol1可以得到C3H8(g)CH3CH=CH2(g)H2(g)HH1H2156.6 kJ·mol132.4 kJ·mol1124.2 kJ·mol1(2)根据盖斯定律，将题中反响得：Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJ·mol18(1)N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624 kJ·mol1(2)N2H4N2H4N2HN2H(3)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJ·mol1408.815解析(1)32 g N2H4液体恰为1 mol,25 、101 kPa时生成液态水，即可书写成：N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(l)H624 kJ·mol1。(2)类比推理，那么N2H4N2H4N2HN2H。(3)生成水蒸气时0.4 mol肼与足量H2O2反响放出256.652 kJ的热量，那么同条件下1 mol肼与足量H2O2反响放出641.63 kJ热量，故其热化学方程式为N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJ·mol1，当生成液态水时，其热化学方程式为N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)H817.63 kJ·mol1，所以16 g液态肼(0.5 mol)与足量的液态H2O2反响，放出817.63×408.815 kJ的热量。9BC10(1)Cl2(g)P(s)=PCl3(g)H306 kJ·mol1(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ·mol125%大于(3)两步反响均为放热反响，降温有利于提高产率，防止产物分解(4)399kJ·mol1等于(5)PCl54H2O=H3PO45HCl解析(1)产物的总能量减去反响物的总能量就等于反响热，结合图象可知，PCl3和反响物P和Cl2的能量差值为306kJ，因此该热化学反响方程式为P(s)Cl2(g)=PCl3(g)H306kJ·mol1。(2)根据图象可知PCl5和PCl3之间的能量差值为93kJ，因此PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为：PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93kJ·mol1，参加0.80molPCl5，剩余0.60mol，因此PCl5的分解率为×100%25%，由于该反响H>0即为吸热反响，因此升高温度，平衡右移，故2>1。(3)由于两个反响都是放热反响，降低温度有利于平衡右移，提高产率。同时由于PCl5受热易分解，因此温度低防止其分解。(4)根据盖斯定律求得：H3399kJ·mol1。且H3H4，与反响的途径无关，只与起始物质、终了物质有关。(5)PCl5和水发生反响，生成两种酸只能是H3PO4和HCl，其化学方程式是PCl54H2O=H3PO45HCl。