第一单元 化学反应中的热效应优质课一等奖

第二课时

反应热的测量与计算

一．课标展示

1．能运用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热计算。

2．掌握反应热的测定方法并理解其实验要求。

3．了解物质的标准燃烧热和热值的含义和意义。

二．先学应知

（一）反应热的测量与计算

1．反应热通常由

测得，测定反应热的装置称为

。

2．实验温度的测量：

（1）测量初始温度：用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入

中，测量并记录盐酸的温度t1；用另一量筒量取50mL0.50mol/L氢氧化钠溶液，测量并记录其温度t2。

（2）测量终态温度：将量筒中的

溶液迅速倒入盛有

的简易量热计，立即盖上盖板，用

不断搅拌，观察温度计变化，并准确测出反应体系的最高温度t3。

（二）盖斯定律

3．盖斯定律是热化学反应中计算反应热的常用定律，请简要叙述盖斯定律。

。

如某化学反应物A经过反应一变为B，反应热为△H 1，B再由反应二变为C，反应热为△H2；或者是A由一步反应转变为C，反应热为△H 3，请写出三个反应热之间的△H关系为

。

盖斯定律的本质说明了

。

（三）物质的标准燃烧热与热值

4．物质的标准燃烧热是指在

下，

物质

燃烧的反应热。

5．热值是指

克物质

燃烧的反应热。

三、合作交流

1．简要说明测量反应热时，在实验过程中应注意哪些问题？

2．如果用浓硫酸替代稀盐酸来测反应热，会对△H造成什么影响？

3．根据反应热测得的数据，简要说明反应热的数据处理步骤。

四、要点突破

1、如何运用盖斯定律求未知反应的反应热？

盖斯定律是质量守恒定律与能量守恒的共同体现，化学反应是一步完成不是多步完成，只要最初的反应物与最终的生成物相同，能量就没有区别，其本质就是：化学反应过程的焓变与途径无关。

利用盖斯定律结合已知反应的反应热可以求解一些相关反应的反应热。解此类题的关键是善于设计合理的反应过程，适当加减已知方程式及反应热。

以下列例题为例说明：

例题：同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难，现在可以根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：

P4（白磷，s）+5 O 2 (g) = P4O10（s）

△H=-2983.2kJ．mol-1

①

P（红磷，s）+51

O 2 (g) = P4O10（s）

△H=-738.5kJ．mol-1

②

44求白磷转化为红磷的热化学方程式为

。

解析：

①一②×4得P4（白磷，s）= 4P（红磷，s）△H=△Hl-4△H2=(-2983. 2+4×738.5)kJ.mol-1=-29.2 kJ.mol-l，

答案：P4（白磷，s）= 4P（红磷，s）△H= -29.2 kJ．mol-l

（由此也可见红磷的能量比白磷低，稳定性比白磷高）

实战检验1.已知25℃和101kPa时

① CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g)

ΔH1=－283.0 kJ/mol

② H2(g) + 1/2 O2(g)=H2O(l)

ΔH.2=－285.8 kJ/mol

③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g) + 3H2O(l)

ΔH3=－1370 kJ/mol

试计算④2CO(g)＋4H2(g)= H2O(l)＋

C2H5OH(l) 的ΔH.4

A．－285.8 kJ/mol

B．－339.2 kJ/mol

C．－1370 kJ/mol

D．339.2 kJ/mol

2、理解标准燃烧热应注意哪些问题？

理解标准燃烧热应注意：（1）条件：101kPa；（2）可燃物的量：1mol；（3）燃烧都是放热反应，反应热均为负值；（4）燃烧要完全，不能是不完全燃烧；（5）生成的产物应是稳定的氧化物：如C是生成CO2；H2是指生成液态水，而不能是气态水；（6）燃烧放出的热量与标准燃烧热不同，前者与可燃物的多少及燃烧后生成物的状态都有关系，而标准燃烧热固定了可燃物的量及状态，其值是一定的。

实战检验2.

甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是；

①

CH3OH(g)+H2 O (g) = C O 2(g)+3H2(g）△H = 49．O kJ. mol-l

②

CH3 O H(g)+1O2(g) = CO2(g)+2H2(g) △H= -192.9 kJ．mol-1

2

下列说法正确的是……………(

）

反应过程

A. CH3OH的燃烧热为192.9 kJ．moI-l

B．反应①中的能量变化如图所示

C．CH3 O H转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应：CH3 O H(l)+(g)+2H2(g) △H> -192.9 kJ．mol-1

五、随堂练习

1O2(g) = CO2

2

1．已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol，当它氧化生成1g水时放出的热量是（

）

A．26．0kJ

B.51.9kJ

C.155.8kJ

D.467.3kJ 2．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。例如：

CH4（g）+ 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g)

△H=-574kJ/mol CH4（g）+ 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) +2H2O(g)

△H=-1160kJ/mol （1）写出CH4还原NO2生成N2的热化学方程式：

。

（2）若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子数为

，放出的热量为

kJ。

3．已知下列热化学方程式：

1

O 2(g)=H2O(1)

△H=-285 kJ．mol-1

21②H2(g)+

O 2(g)=H2O(g)

△H=-241.8 kJ．mol-1

21③C(s) +

O 2(g) = C O (g)

△H= -283.0 kJ．mol-1

2①H2(g)+④C(s) + O 2(g) = C O 2(g)

△H= -393.5 kJ．mol-1

计算并回答下列问题

（1）四个反应中属于放热反应的是

。

（2）H2的标准燃烧热为

；C的标准燃烧热为

。

（3）燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为

。

六．自我评价

1．下列有关能量转换的说法正确的是

(

)

A．煤燃烧只是化学能转化为热能的过程

B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将C O 2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

2．已知热化学方程式：（

）

C(金刚石，s)+ O 2(g)=C O 2(g)

△H1

①

C(石墨，s)+ O 2(g)=C O 2 (g)

△H2

②

C(石墨，s)=C（金刚石，s）

△H3 =+1.9 kJ．mol-1

③

下列说法正确的是

A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应

B．金刚石比石墨稳定

C．△H3 =△Hl-△H2

D．△H1>△H2

3．已知在101 kPa下，lg氢气在氧气中完全燃烧生成气态水时，放出热量120.9 kJ.则下列说法中正确的是

(

)

A．氢气的燃烧热为241.8 kJ．mol-l

B．1 mol H2 O (1)具有的能量大于1 molH2 O (g)具有的能量

．

C．反应的热化学方程式为：2Hz(g)+ O 2(g)=2H2O(g)；△H=+483.6 kJ．mol-l

D．2 mol H2(g)和1 mol O 2(g)具有的能量总和大于2mol H2O(g)具有的能量

4．已知25℃、101 kPa条件下：①4Al(s)+3 O 2(g)=2Al2 O 3 (s)

△H=-2834.9 kJ．mol-1

；

②4Al(s)+2 O 3(g)=2Al2 O 3 (s)

△H=-3119.1 kJ．mol-1：

由此得出的正确结论是(

)

A．等质量的O2比O 3能量低，由O 2变O 3为放热反应

：

B．等质量的O 2比O 3能量低，由O 2变O 3为吸热反应

：

C．O3比O2稳定，由O 2变O3为放热反应

D．O2比O 3稳定，由O 2变O 3为吸热反应

5．已知：2CO(g)+ O2(g)=2CO2 (g)

△H= -566 kJ．mol-1

Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3 (s)+ 1O2 (g)

△H= -226 kJ．mol-1

2根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是(

) A．CO的燃烧热为283 kJ B．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)

△H>-452 kJ.mol-1

D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×l023

6．

25℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ．mol-1，辛烷的燃烧热为5518 kJ．mol-1.下列热化学方程式书写正确的是（

）

A. 2H+ (aq) +SO42-(aq)+ Ba2+(aq) +20H-(aq)=BaSO4(s)+2H2O (l) △H=-57.3 kJ.mol-l

11H2SO4 (aq)=K2SO4(aq)+H2O (1) △H=-57.3 kJ．mol-l

2225

C. C8 H18(1)+ O2( g)=8CO2 (g) + 9H2O (g)

△H=-5518 kJ．mol-1

2

B. KOH(aq)+

D. 2C8H18(g)+25O2( g) = 16CO2(g) + 18H2O (1)

△H=-5518 kJ．mol-1

7．煤燃烧的反应热可通过以下两条途径来利用．

a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热．

b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在空气中充分燃烧，这两个过程的热化学方程式为：

a. C(s)+ O2(g)=CO2(g)

△H=E1

①

b. C(s) + H2O(g)=CO(g)+H2(g)

△H=E2

②

1O2(g)=H2O (g)

△H=E3

③

21CO(g)+ O2(g)=CO2 (g)

△H=E4

④

2H2(g)+ 请回答：

(1)与途径a相比，途径b有许多优点，即

。

(2)上述四个热化学方程式中，△H>O的反应是（填序号）

。

(3)等质量的煤分别通过以上两条不同途径，可利用的总能量关系正确的是

（填序号）。

A．a比b多

B．a比b少

C．a与b在理论上相同

(4)根据能量守恒定律，E1，E2，E3，E4之间的关系为

。

8．下列两个热化学方程式：2H2(g)+ O2 (g)=2H2O(l)

△H=-571.6 kJ．mol-1；

C3H8(g) +5O2(g)=3CO2(g) + 4 H2O (1)

△H=-2220 kJ．mol-1

根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：

(1)H2的燃烧热为___

_，C3H8的燃烧热为

。

(2)1 mol H2和2 mol C3 H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为

。

(3)现有Hz和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847 kJ，则在混合气体中H2和C3

H8的体积比是

。

9．H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2．试回答下列问题：

(1)用离子方程式表示中和反应的实质

。

(2)判断E1和E2的大小关系：E1

E2．

(3)已知H+ (aq)+OH- (aq)=H2O (1)

△H=-57.3 kJ．mol-l，计算下列中和反应中放出的热量，①用20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出

kJ的热量

②用0.l mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出

kJ的热量。

10.磷单质及其化合物应用广泛，由磷灰石[主要成分Ca5( P04)3F]在高温下制黄磷(P4)的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+ 30CO(g)+SiF4(g)

△H (1)上述反应中，副产物矿渣可用来

。

(2)已知相同条件下：①4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2

(s)=6Ca3(PO4)2(S)+2CaSiO3(s)+SiF4

(g) △H1

②2Ca3( PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO (s)+lOCO(g)

△H2

③SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3 (s)

△H3

用△H1

、△H2和△H3表示△H ,△H=

。

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