高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)-61-化學(xué)反應(yīng)與能量變化課件-新人教版

第六單元化學(xué)反應(yīng)與能量第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化-3-考綱要求:1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因,能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。

2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。

3.了解熱化學(xué)方程式的含義。

4.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。了解ΔH=H(生成物)-H(反應(yīng)物)表達(dá)式的含義。

5.理解蓋斯定律,并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。

6.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。-4-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)一

焓變與反應(yīng)熱1.焓變化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量,符號(hào):ΔH,單位:kJ·mol-1。2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)從化學(xué)鍵的角度分析。-5-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)從能量守恒的角度分析。(3)從反應(yīng)類型角度記憶。常見(jiàn)的放熱反應(yīng)有:①所有的燃燒反應(yīng),②酸堿中和反應(yīng),③金屬與酸或水的反應(yīng),④大多數(shù)化合反應(yīng)。常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)或過(guò)程有:①鹽的水解、弱電解質(zhì)的電離,②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng),③C與CO2、C與H2O的反應(yīng),④大多數(shù)分解反應(yīng)。-6-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破3.燃燒熱(1)定義:25℃、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,單位kJ·mol-1。(2)注意:①量——可燃物為1mol。②產(chǎn)物——元素完全燃燒時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定氧化物,C:CO2(g);H:H2O(l);S:SO2(g)。-7-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.中和熱(1)定義:稀的強(qiáng)酸溶液與稀的強(qiáng)堿溶液中和時(shí)生成1

mol水時(shí)放出的熱量。

(2)注意:①量——生成物為1mol水。②中和反應(yīng)的對(duì)象——稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿溶液。弱酸或弱堿電離要吸收熱量,所以它們參加中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量均小于57.3kJ,濃硫酸或濃氫氧化鈉溶液參加中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量均大于57.3kJ。-8-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固

判斷正誤,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)(2013天津理綜)1molH2燃燒放出的熱量為H2的燃燒熱

(×)(2)(2012安徽理綜)科學(xué)家最近研究出一種環(huán)保、安全的儲(chǔ)氫方法,其原理可表示為NaHCO3+H2 HCOONa+H2O。儲(chǔ)氫、釋氫過(guò)程均無(wú)能量變化

(×)(3)(2012浙江理綜)利用太陽(yáng)能在催化劑參與下分解水制氫是把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的綠色化學(xué)方法

(√)-9-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-10-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破1.理解焓變的“四”注意(1)任何化學(xué)反應(yīng)都是舊鍵斷裂,新鍵形成的過(guò)程,都伴隨著能量的變化。(2)焓變不取決于部分反應(yīng)物能量和部分生成物能量的相對(duì)大小。(3)物質(zhì)的物理變化過(guò)程中,也會(huì)有能量的變化,但不屬于吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。在進(jìn)行反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算時(shí),必須要考慮到物理變化時(shí)的熱效應(yīng),如物質(zhì)的三態(tài)變化。(4)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件沒(méi)有必然聯(lián)系。如吸熱反應(yīng)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl在常溫常壓下即可進(jìn)行,而很多放熱反應(yīng)需要在加熱的條件下進(jìn)行。2.熟記反應(yīng)熱ΔH的基本計(jì)算公式ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量ΔH=各反應(yīng)物的鍵能之和-各生成物的鍵能之和-11-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例1(2015上海化學(xué),8)已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快,其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.加入催化劑,減小了反應(yīng)的熱效應(yīng)B.加入催化劑,可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率C.H2O2分解的熱化學(xué)方程式:H2O2H2O+O2+QD.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量答案解析解析關(guān)閉催化劑能改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)的熱效應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑可以改變反應(yīng)速率,但不能使平衡移動(dòng),故無(wú)法提高轉(zhuǎn)化率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;熱化學(xué)方程式中要標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,D項(xiàng)正確。答案解析關(guān)閉

D-12-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例2(2014上?；瘜W(xué),4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)分子斷開(kāi)1mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓。已知H—H、H—O和OO鍵的鍵焓ΔH分別為436kJ·mol-1、463kJ·mol-1和495kJ·mol-1。下列熱化學(xué)方程式正確的是(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-13-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破方法技巧:解答能量變化圖像題的“三”關(guān)鍵(1)注意活化能在圖示中的意義。①?gòu)姆磻?yīng)物至最高點(diǎn)的能量數(shù)值表示正反應(yīng)的活化能;②從最高點(diǎn)至生成物的能量數(shù)值表示逆反應(yīng)的活化能。(2)催化劑只影響正、逆反應(yīng)的活化能,而不影響反應(yīng)的ΔH。(3)涉及反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算時(shí),要切實(shí)注意圖示中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。-14-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練

1.(2015北京理綜,9)最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下:-15-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破下列說(shuō)法正確的是(

)A.CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B.在該過(guò)程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程答案解析解析關(guān)閉A項(xiàng),根據(jù)圖像可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)狀態(tài)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整個(gè)過(guò)程中的CO沒(méi)有斷裂成C和O,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),CO2中的共價(jià)鍵是不同的非金屬元素之間形成的,因此是極性鍵,C正確;D項(xiàng),狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示的是CO與O形成CO2的過(guò)程,D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉C-16-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-17-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-18-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破答案解析解析關(guān)閉ΔH=舊鍵斷裂吸收的總能量-新鍵形成放出的總能量,ΔH=(348+412×2)kJ·mol-1-(612+436)kJ·mol-1=+124kJ·mol-1。答案解析關(guān)閉+124-19-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)二

熱化學(xué)方程式1.定義:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2.意義:表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如C(s)+O2(g) CO2(g)

ΔH=-393.5kJ·mol-1表示在25℃,101kPa時(shí),1mol固體碳和1mol氧氣反應(yīng)生成1

mol

CO2氣體,同時(shí)放出393.5kJ的熱量。

-20-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破3.書(shū)寫(xiě):寫(xiě)—寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式|標(biāo)—標(biāo)出各物質(zhì)的狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)的溫度、壓強(qiáng)|注—注明ΔH的正負(fù)號(hào)、數(shù)值和單位-21-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固

判斷正誤,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)對(duì)于SO2(g)+O2(g) SO3(g)

ΔH=-QkJ·mol-1,增大壓強(qiáng)平衡右移,放出的熱量增大,ΔH減小

(×)(2)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

ΔH=-akJ·mol-1,現(xiàn)向一密閉容器中加入1molN2和3molH2,充分反應(yīng)后,放熱為akJ(×)-22-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的一種反應(yīng)原理如下:CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)

ΔH=+49.0kJ·mol-1①1LCH3OH蒸氣與1L水蒸氣反應(yīng)生成1LCO2氣體與3L氫氣吸收熱量49.0kJ(×)②1個(gè)CH3OH分子與1個(gè)水分子反應(yīng)生成1個(gè)CO2分子與3個(gè)H2分子吸收49.0kJ熱量

(×)③相同條件下1molCH3OH(g)與1molH2O(g)的能量總和小于1molCO2(g)與3molH2(g)的能量總和

(√)④1molCH3OH蒸氣與1mol液態(tài)水反應(yīng)生成1molCO2氣體與3mol氫氣吸收的熱量小于49.0kJ(×)-23-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破1.書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的“六注意”-24-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的標(biāo)注(1)對(duì)于同素異形體,除注明聚集狀態(tài)外,還要注明名稱。因?yàn)橥禺愋误w雖然組成元素相同,但屬于不同物質(zhì),其本身具有的能量不同,所以反應(yīng)中的ΔH也不同。(2)物質(zhì)本身具有的能量與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)。聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱ΔH的數(shù)值以及符號(hào)可能不同。等物質(zhì)的量的同一物質(zhì),氣態(tài)時(shí)能量最大,其次為液態(tài),最小的為固態(tài)。3.ΔH與反應(yīng)的“可逆性”可逆反應(yīng)的ΔH表示反應(yīng)完全時(shí)的熱量變化,與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān),如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1,表示在298K時(shí),1molN2(g)和3molH2(g)完全反應(yīng)生成2molNH3(g)時(shí)放出92.4kJ的熱量。但實(shí)際上1molN2(g)和3molH2(g)充分反應(yīng),不可能生成2molNH3(g),故實(shí)際反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ。-25-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例3(1)(2015貴州七校聯(lián)考)根據(jù)如圖所給信息,得出的結(jié)論正確的是(

)-26-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6℃和76℃,AX5的熔點(diǎn)為167℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5,放出熱量123.8kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

。

(3)在25℃、101kPa下,已知13.5g的Al固體單質(zhì)在O2氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài),放熱419kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

。

-27-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-28-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)因?yàn)锳X3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6

℃和76

℃,AX5的熔點(diǎn)為167

℃,室溫時(shí),AX3為液態(tài),AX5為固態(tài),生成1

mol

AX5,放出熱量123.8

kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為AX3(l)+X2(g) AX5(s)

ΔH=-123.8

kJ·mol-1。(3)13.5

g鋁的物質(zhì)的量為0.5

mol,燃燒后放熱419

kJ,故4

mol

Al燃燒后放熱3

352

kJ。-29-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破思維建模:判斷熱化學(xué)方程式正誤的“五審”一審“+”“-”—放熱反應(yīng)一定為“-”,吸熱反應(yīng)一定為“+”↓二審單位—單位一定是“kJ·mol-1”,易錯(cuò)寫(xiě)成“mol”或漏寫(xiě)↓三審狀態(tài)—物質(zhì)的狀態(tài)必須正確,特別是溶液中的反應(yīng)易寫(xiě)錯(cuò)↓四審數(shù)值對(duì)應(yīng)性—反應(yīng)熱的數(shù)值必須與方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng),即化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH的絕對(duì)值成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱的絕對(duì)值與正反應(yīng)的反應(yīng)熱的絕對(duì)值相等,符號(hào)相反↓五審是否符合定義—如燃燒熱、中和熱的熱化學(xué)方程式-30-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練

1.(2015寧夏銀川一中考試)化學(xué)反應(yīng)N2+3H2 2NH3的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-31-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.(1)(2015安徽理綜,27節(jié)選)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

。

(2)(2014天津理綜,7節(jié)選)晶體硅(熔點(diǎn)1410℃)是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過(guò)程如下:寫(xiě)出SiCl4的電子式:

;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測(cè)得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

。

-32-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)(2014安徽理綜,25節(jié)選)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下,已知該反應(yīng)每消耗1molCuCl(s),放熱44.4kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

。

(4)(2013北京理綜,26節(jié)選)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng),其能量變化示意圖如下:寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

。

-33-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-34-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-35-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三

蓋斯定律及其應(yīng)用

能源1.蓋斯定律(1)內(nèi)容:化學(xué)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,即化學(xué)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(wú)關(guān)。(2)意義:可間接計(jì)算某些難以直接測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱。-36-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)應(yīng)用:-37-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.能源

-38-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固

1.判斷正誤,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)化石燃料屬于可再生能源,不影響可持續(xù)發(fā)展

(×)(2)開(kāi)發(fā)利用各種新能源,減少對(duì)化石燃料的依賴,可以降低空氣中PM2.5的含量

(√)(3)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、可燃冰等新能源,減少使用煤、石油等化石燃料

(√)(4)低碳生活注重節(jié)能減排,要盡量使用太陽(yáng)能等代替化石燃料,減少溫室氣體的排放

(√)(5)太陽(yáng)能是清潔能源

(√)(6)化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能

(√)-39-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破利用蓋斯定律書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的一般步驟:-40-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例4(1)(2015重慶理綜,6)黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為:已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1則x為(

)

A.3a+b-c

B.c-3a-bC.a+b-c

D.c-a-b-41-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時(shí):則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

。

(3)(2015江蘇化學(xué),20節(jié)選)煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:-42-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-43-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例5(2016北京朝陽(yáng)日壇中學(xué)期中)利用反應(yīng)A可將釋放的CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價(jià)值的產(chǎn)品。已知:(1)反應(yīng)Ⅱ是

(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其原因是

。

(2)反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是

-44-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-45-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破易誤警示:(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算ΔH時(shí),要帶著符號(hào)、數(shù)值、單位運(yùn)算,即進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算。(2)在比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小時(shí),帶符號(hào)比較。對(duì)于放熱反應(yīng),放出的熱量越多,ΔH反而越小。(3)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí),ΔH也應(yīng)乘、除以同一個(gè)數(shù);方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算,且要帶“+”“-”符號(hào),即把ΔH看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。(4)將一個(gè)熱化學(xué)方程式逆向書(shū)寫(xiě)時(shí),ΔH的符號(hào)也隨之改變,但絕對(duì)值不變。(5)在設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程中,會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài)——固、液、氣的相互轉(zhuǎn)化,狀態(tài)由固→液→氣變化時(shí),會(huì)吸熱;反之會(huì)放熱。-46-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練

1.氫能是一種既高效又干凈的新能源,發(fā)展前景良好。氫能具有的優(yōu)點(diǎn)包括(

)①原料來(lái)源廣②易燃燒、熱值高③儲(chǔ)存方便④制備工藝廉價(jià)易行A.①② B.①③ C.③④ D.②④答案解析解析關(guān)閉氫氣是易燃燒、熱值高、原料來(lái)源廣的新能源;但它也有儲(chǔ)存難、制備成本高等缺點(diǎn),故選A。答案解析關(guān)閉A-47-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.(2014全國(guó)Ⅱ,13)室溫下,將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為ΔH1,將1mol的CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高,熱效應(yīng)為ΔH2;CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是(

)A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-48-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破3.(1)(2015福建理綜,24節(jié)選)已知:由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為

。

(2)(2015山東理綜,30節(jié)選)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T(mén)時(shí),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

。

已知溫度為T(mén)時(shí):-49-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍,科研人員通過(guò)向煤氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續(xù)產(chǎn)出了熱值高達(dá)12500~16000kJ·m-3的煤炭氣,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。已知:則反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g) H2O(g)+CO2(g)

ΔH=

kJ·mol-1。標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煤炭氣(CO、H2)33.6L與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O,反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移

mole-。

-50-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(4)合成氨用的H2可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示,則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為

。

-51-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-52-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-53-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-54-1.測(cè)定原理c=4.18J·g-1·℃-1=4.18×10-3kJ·g-1·℃-1n為生成H2O的物質(zhì)的量中和熱的測(cè)定

-55-2.實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)

-56-例題(2016北京房山區(qū)重點(diǎn)中學(xué)期中)50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng),通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問(wèn)題:-57-(1)大小燒杯間填滿碎紙條的作用是

。

(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值將

(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

(3)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量

(填“相等”或“不相等”),所求中和熱

(填“相等”或“不相等”),簡(jiǎn)述理由

。

(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

;用5mL0.5mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

(均填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

-58-

答案:(1)保溫隔熱,減小熱量損失(2)偏小(3)不相等相等因中和熱是指稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O放出的熱量,與酸堿的用量無(wú)關(guān)(4)偏小無(wú)影響解析:(1)中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作,大小燒杯之間填滿碎紙條或碎泡沫塑料的作用是減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失;(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,將會(huì)有一部分熱量散失,求得的中和熱數(shù)值將會(huì)偏小;-59-(3)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),若用60

mL

0.50

mol·L-1鹽酸與

50

mL

0.55

mol·L-1

NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與題中實(shí)驗(yàn)相比,生成水的量增多,所放出的熱量增多,但是中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng)生成1

mol水時(shí)放出的熱量,與酸堿的用量無(wú)關(guān),所以用60

mL

0.50

mol·L-1鹽酸與

50

mL

0.55

mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得中和熱數(shù)值相等;(4)氨水為弱堿溶液,電離過(guò)程為吸熱過(guò)程,所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)生成1

mol

H2O時(shí)放出的熱量小于57.3

kJ;中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng)生成1

mol水時(shí)放出的熱量,與酸堿的用量無(wú)關(guān),所以用5

mL

0.50

mol·L-1

NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),對(duì)測(cè)得的中和熱的數(shù)值無(wú)影響。-60-跟蹤訓(xùn)練

1.(2016北京海淀區(qū)重點(diǎn)中學(xué)期中)分別取40mL的0.50mol·L-1鹽酸與0.55mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng),通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)理論上稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量,寫(xiě)出表示稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式

。

-61-(2)A為泡沫塑料板,上面有兩個(gè)小孔,分別插入溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒,兩個(gè)小孔不能開(kāi)得過(guò)大,其原因是

;反應(yīng)需要測(cè)量溫度,每次測(cè)量溫度后都必須

。

(3)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和后生成溶液的比熱容c=4.18J·(g·℃)-1。實(shí)驗(yàn)時(shí),還需測(cè)量的數(shù)據(jù)有

。

A.反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度B.反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量C.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度D.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的質(zhì)量E.反應(yīng)后混合溶液的最高溫度F.反應(yīng)后混合溶液的質(zhì)量-62-(4)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下:依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算,該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱為ΔH=

。

(5)假定該學(xué)生的操作完全同上,實(shí)驗(yàn)中改用100mL0.50mol·L-1鹽酸跟100mL0.55mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量

(填“相等”或“不相等”),所求中和熱

(填“相等”或“不相等”)-63-(2)減少熱量散失用水將溫度計(jì)上的液體沖掉,并擦干溫度計(jì)(3)ACE(4)-51.8kJ·mol-1(5)不相等相等-64-解析:(1)已知稀的強(qiáng)酸和稀的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成1

mol液態(tài)水時(shí)放出57.3

kJ的熱量,稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液都是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(2)由圖可知,A為泡沫塑料板,上面有兩個(gè)小孔,分別插入溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒,若兩個(gè)小孔開(kāi)得過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致散失較多的熱量,影響測(cè)定結(jié)果;中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度計(jì)上的酸與NaOH溶液反應(yīng)放熱,會(huì)使測(cè)得的中和熱偏差增大,所以每次測(cè)量后用水將溫度計(jì)上的液體沖掉,并擦干溫度計(jì)。(3)由Q=cmΔT可知,測(cè)定中和熱需要測(cè)定的數(shù)據(jù)為:反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度、反應(yīng)前NaOH溶液的溫度和反應(yīng)后混合溶液的最高溫度。-65-(4)第1次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05

℃,反應(yīng)后溫度為23.2

℃,反應(yīng)前后溫度差為3.15

℃;第2次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3

℃,反應(yīng)前后溫度差為3.1

℃;第3次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55

℃,反應(yīng)前后溫度差為3.05

℃;40

mL的0.50

mol·L-1鹽酸與40

mL的0.55

mol·L-1氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和m=80

mL×1

g·cm-3=80

g,c=4.18

J·(g·℃)-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.02

mol的水放出熱量即生成0.02

mol的水放出熱量為1.036

kJ,所以生成1

mol的水放出熱量為1.036

kJ×=51.8

kJ,即該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱ΔH=-51.8

kJ·mol-1。-66-(5)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),若用100

mL

0.50

mol·L-1鹽酸跟100

mL

0.55

mol·L-1

NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與題中實(shí)驗(yàn)相比,生成水的量增加,所放出的熱量增多,但是中和熱指的是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿稀溶液反應(yīng)生成1

mol水時(shí)放出的熱量,與酸堿的用量無(wú)關(guān),所以用100

mL

0.50

mol·L-1鹽酸跟100

mL

0.55

mol·L-1

NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得中和熱數(shù)值與題中實(shí)驗(yàn)相等。-67-2.(2016陜西西安七十中期中)50mL0.50mol·L-1鹽酸與150mL0.55mol·L-1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱?；卮鹣铝袉?wèn)題:-68-(1)燒杯間填滿碎紙條的作用是

。

(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值

(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

(3)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol·L-1鹽酸跟50mL0.55mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量

(填“相等”或“不相等”),所求得的中和熱

(填“相等”或“不相等”),簡(jiǎn)述理由

。

(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱數(shù)值會(huì)

(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”,已知氨水電離時(shí)吸熱)。

(5)在題述反應(yīng)條件下,測(cè)得反應(yīng)前鹽酸和NaOH溶液的溫度均為25.43℃,反應(yīng)后混合溶液的溫度為28.85℃。已知反應(yīng)前鹽酸和NaOH溶液的密度均為1.0g·cm-3,反應(yīng)后混合溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1)。試寫(xiě)出中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

。

-69-答案:(1)減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失(2)偏小(3)不相等相等因?yàn)橹泻蜔崾侵笍?qiáng)酸跟強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)所放出的熱量,與酸和堿的用量無(wú)關(guān)(4)偏小-70-解析:中和反應(yīng)的反應(yīng)熱是指1

mol

H+和1

mol

OH-在水溶液中結(jié)合生成1

mol

H2O(l)時(shí)放出的熱量。該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)不斷攪拌,同時(shí)防止熱量的散失。用不同量的酸、堿反應(yīng)所得的中和熱的結(jié)果是相同的。n(HCl)=0.050

L×0.50

mol·L-1=0.025

moln(NaOH)=0.050

L×0.55

mol·L-1=0.027

5

mol。反應(yīng)中NaOH溶液過(guò)量。生成水的物質(zhì)的量是0.0