高二化学教案：化学反应中的热效应教学案

概要：(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(l)ΔH=-57.3 kJ•mol-1，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0.15 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。答案(1)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)(2)>(3)①28.65②17.19知识点二盖斯定律3.已知298 K、101 kPa条件下：①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-2834.9 kJ•mol-1②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3 119.1 kJ•mol-1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为吸热反应B.等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应C.O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应D.O2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应答案A解析据盖斯定律，①式-②式得：3O2(g)===2O3(g)ΔH=284.2 kJ•mol-1即等质量的O

(5)2.35

解析　解答本题，首先要明确实验的原理、“量热器”的组成以及造成实验误差的原因，然后按实验步骤进行分析和判断。

(1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。

(2)重复实验的目的是减少实验误差。

(3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量，故所测结果将偏小。

(4)由中和热概念可知，中和热是以生成1 mol水为标准的，而与酸、碱的用量无关。

(5)所测温度2.9 ℃显然是错误的，代入计算式的温度应是①与②的平均值。

2.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(l)　ΔH=-57.3 kJ•mol-1，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0.15 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。

答案　(1)H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)

(2)>　(3)①28.65　②17.19

知识点二　盖斯定律

3.已知298 K、101 kPa条件下：

①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH=-2834.9 kJ•mol-1

②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH=-3 119.1 kJ•mol-1

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为吸热反应

B.等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应

C.O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应

D.O2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应

答案　A

解析　据盖斯定律，①式-②式得：3O2(g)===2O3(g)　ΔH=284.2 kJ•mol-1

即等质量的O2比O3能量低，O2比O3稳定，由O2变为O3为吸热反应。

4.已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH=Q1 kJ•mol-1

C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH=Q2 kJ•mol-1

C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=Q3 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.(Q1+Q2+Q3) kJ

B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ

C.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3) kJ

D.(3Q1-Q2+Q3) kJ

答案　D

解析　46 g酒精即1 mol C2H5OH(l)

根据题意写出目标反应

C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH

然后确定题中各反应与目标反应的关系

则ΔH=(Q3-Q2+3Q1) kJ•mol-1

5.科学家盖斯曾提出“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。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

①P4(s，白磷)+5O2(g)===P4O10(s)

ΔH1=-2 983.2 kJ•mol-1

②P(s，红磷)+54O2(g)===14P4O10(s)

ΔH2=-738.5 kJ•mol-1

则白磷转化为红磷的热化学方程式为_____________________________________。

答案　P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH=-29.2 kJ•mol-1

解析　方法一：待求的方程式：P4s，白磷===4Ps，红磷

――→由①-4×②得到热化学方程式P4s，白磷===4Ps，红磷ΔH=-29.2 kJ•mol-1

方法二：

知识点三　反应热计算

6.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：2H2(g)+O2(g)===2H2O(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

答案　A

解析　要求方程式中生成2 mol H2O(g)的ΔH，已知4.5 g水蒸气生成时放热60.45 kJ，

比例关系：4.5 g241.8 g•mol-1=60.45 kJQ

解得Q=483.6 kJ，故ΔH=-483.6 kJ•mol-1。

7.已知：

2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

ΔH=-571.6 kJ•mol-1

CO(g)+12O2(g)===CO2(g)

ΔH=-282.8 kJ•mol-1

现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2 L(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%

答案　B

解析　根据生成18 g液态H2O知混合气体中含1 mol H2，该反应产生的热量为571.62 kJ=285.8 kJ。CO燃烧放出的热量为710.0 kJ-285.8 kJ=424.2 kJ，则CO的物质的量为n(CO)=424.2 kJ282.8 kJ•mol-1=1.5 mol，V(CO)%=1.5 mol×22.4 L/mol67.2 L×100%=50%。

练基础落实

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，H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同

答案　C

解析　放热反应生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应生成物总能量高于反应物总能量，A错误;化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关，B错误;通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变，C正确;同温同压下，H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应条件不会影响ΔH的值，D错误。

2.含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol•L-1的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，能表示该反应中和热的化学方程式的为(　　)

A.KOH(aq)+12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-11.46 kJ•mol-1

B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-11.46 kJ•mol-1

C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJ•mol-1

D.KOH(aq)+12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ•mol-1

答案　D

解析　中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。

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