2018届一轮复习人教版燃烧热、中和热、反应热计算学案

2018届一轮复习人教版燃烧热、中和热、反应热计算学案

第六单元　化学反应与能量 第二课时　燃烧热、中和热、反应热计算 考纲解读：‎ ‎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.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。‎ ‎3.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。‎ 考点一 燃烧热和中和热　能源 自主梳理：‎ ‎1．燃烧热和中和热的比较 ‎　‎ 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1‎ 不 同 点 反应物的量 ‎1mol 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成水为1mol 反应热的 含义 ‎101 kPa 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 在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量 表示方法 燃烧热为ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)‎ 强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1‎ ‎2．中和热的测定 ‎(1)装置(请在横线上填写仪器名称)。‎ ‎(2)计算公式：ΔH＝－kJ·mol－1‎ t1——起始温度，t2——终止温度。‎ ‎(3)注意事项。‎ ‎①碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。‎ ‎②为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。‎ ‎③因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热数值偏小。‎ ‎3．能源 ‎【深度思考】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热)　(ΔH的数值正确)‎ ‎(2)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(中和热)　(ΔH的数值正确)‎ ‎(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－2×57.3 kJ/mol ‎(4)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1‎ ‎(5)H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2O(g)==2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1‎ ‎(6)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1‎ ‎(7)已知101 kPa时，‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，则该反应的反应热为221 kJ·mol－1‎ ‎(8)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量 ‎(9)CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1‎ ‎(10)已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·mol－1‎ ‎【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ (7)×　(8)×　(9)√　(10)×‎ 例1、根据表中的信息判断下列说法正确的是(　　)‎ 物质 金刚石 石墨 外观 无色，透明固体 灰黑，不透明固体 熔点 ‎？‎ ‎？‎ 燃烧热/kJ·mol－1‎ ‎395.4‎ ‎393.5‎ A.表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1‎ B．由表中信息知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1‎ C．由表中信息可得如图所示的图像 D．由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点高于石墨的熔点 ‎【答案】B ‎【发散类比1】25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃烧热ΔH＝－5 518 kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是(　　)‎ A．2H＋ (aq)＋SO (aq)＋Ba2＋ (aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ B．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1‎ C．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1‎ ‎【答案】C ‎【归纳总结】与燃烧热、中和热相关的辨析 ‎(1)燃烧热定义中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的稳定氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。‎ ‎(2)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。‎ ‎(3)中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量，ΔH＝－57.3 kJ/mol，弱酸、弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3 kJ，NaOH固体溶解或浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3 kJ，若反应过程中还有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，则此反应的反应热就不是中和热。‎ ‎(4)对于中和热、燃烧热，用文字描述时不带负号，但其焓变(ΔH)还是为负值；另外，在关于反应热的文字描述中必须带上“＋”或“－”。‎ 例2、将V1 mL 1.0 mol·L－1盐酸溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是(　　)‎ A．做该实验时环境温度为22 ℃‎ B．该实验表明化学能可以转化为热能 C．NaOH溶液的浓度约是1.00 mol·L－1‎ D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 ‎【答案】B ‎【解析】由图可知，加入5 mL盐酸时混合液的温度达到22 ℃，故环境的温度应低于22 ℃；反应放热，由化学能转化为热能；恰好反应时放出热量最多，NaOH溶液的浓度为：＝1.5 mol·L－1；有水生成的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O是吸热反应。‎ ‎【发散类比2】为了测量某酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是(　　)‎ ‎①酸的浓度和体积　②碱的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间 ‎ A．①②③④ B．①③④⑤ C．③④⑤⑥ D．全部 ‎【答案】C ‎【解析】写出在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为：Q＝mcΔt，理解各符号表示的物理意义即可：m表示④ 反应后溶液的质量，c表示③比热容 ，Δt表示⑥反应前后温度变化，C正确。‎ ‎【归纳总结】理解中和热的“五”注意 ‎(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。‎ ‎(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。 若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。‎ ‎(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。‎ ‎(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。‎ ‎(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。‎ 考点二 反应热计算 自主梳理：‎ ‎1．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，其反应热是相等的，即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。‎ ‎(2)意义：间接计算某些反应的反应热。‎ ‎(3)应用：‎ 方程式 反应热间的关系 aAB、AB ΔH1＝aΔH2‎ AB ΔH1＝－ΔH2‎ ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5‎ ‎2．ΔH的三种计算式 ‎(1)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 ‎(2)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)‎ ‎(3)ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 注意：常见物质(1 mol)中化学键数目 例3、工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)‎3F]和硫酸反应制备磷酸。已知‎25 ℃‎，101 kPa 时： ‎ CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－271 kJ·mol－1‎ ‎5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ·mol－1‎ 则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是______________。‎ ‎【答案】)Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ/mol ‎【解析】已知热化学方程式：CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－271 kJ/mol　①‎ ‎5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ/mol　②‎ ‎①×5－②得：Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ/mol。‎ ‎【发散类比3】FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。‎ 已知25 ℃，101 kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1 648 kJ·mol－1‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1 ‎ ‎2Fe(s)＋‎2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1‎ FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是________。‎ ‎【答案】4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH＝－260 kJ·mol－1‎ ‎【解析】将所给热化学方程式标号：‎ ‎4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH＝－1 648 kJ·mol－1　①‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1　②‎ ‎2Fe(s)＋‎2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH＝－1 480 kJ·mol－1　③‎ 根据盖斯定律：③×(－2)＋①＋②×4可得：‎ ‎4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260 kJ·mol－1。‎ ‎【归纳总结】“五步”解决有关盖斯定律的计算问题 例4、室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol 的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O 受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　) ‎ A．ΔH2>ΔH3　　　　　　 B．ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3‎ ‎【答案】B ‎【解析】可根据题意设计路径，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3>0，因ΔH2<0，故ΔH1<ΔH3，所以ΔH1＋ΔH2<ΔH3。‎ ‎【发散类比4】比较下列各组ΔH1和ΔH2的相对大小。‎ ‎①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2________‎ ‎②S(g)＋O2(g)===2SO2(g)　ΔH1‎ S(s)＋O2(g)===2SO2(g)　ΔH2________‎ ‎③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2________‎ ‎④H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1‎ H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2________‎ ‎【答案】①ΔH1<ΔH2　②ΔH1<ΔH2 ③ΔH1>ΔH2　④ΔH1<ΔH2‎ ‎【归纳总结】反应热大小的比较 对于放热反应来说，ΔH＝－Q kJ·mol－1，虽然“－”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，ΔH反而越小。另外，要注意同种物质在不同状态时所具有的能量关系(相同物质的量时)：固体＜液体＜气体，即。‎