选修4 化学反应原理第三节 化学反应热的计算第2课时学案及答案

选修四 第一章化学反应与能量  

第三节               化学反应热的计算（2）

课前预习学案

一、预习目标：

1、  掌握反应热计算的几种常见方法。

2、  了解反应热计算的常见题型。

二、预习内容：

自学课本例1，例2，例3，总结计算反应热有哪几种方法？

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中:

课内探究学案

一、学习目标：

1．掌握反应热计算的几种常见方法。

2．了解反应热计算的常见题型。

学习重难点：掌握反应热计算的几种常见方法。

二、学习过程：

探究二：反应热的计算

例1、利用热化学方程式求解

归纳总结：各物质的n之比等于△H之比

例2、利用燃烧热求解

归纳总结：Q=燃烧热× n

例3、运用盖斯定律求解

三、反思总结：

本节课，你学到了些什么？说说看。

四、当堂检测：

1、（题型一： 已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。）将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________。又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。

2．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是                                      

A. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；  ΔH＝－2b kJ / mol

B. C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)；  ΔH＝2b kJ / mol

C. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；  ΔH＝－4b kJ / mol

D. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；  ΔH＝b kJ / mol

3、（题型二：利用盖斯定律求反应热）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。

（1）（s，白磷）+     

（2）   

 则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。

4．由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：：

TiO2TiCl4Ti

 已知：① Cs＋O2g＝CO2g；         H＝3935 kJ·mol1

 ② 2COg＋O2g＝2CO2g；           H＝566 kJ·mol1

 ③ TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g；    H＝+141 kJ·mol1

 则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝              。

5、（题型三：根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小）已知下列两个热化学方程式：

H2 (g) + 1/2 O2(g) == H2O (l) H＝285.8 kJ·mol1 

C3H8(g)+5O2(g) == 3 CO2(g) +4H2O (l) H＝2220.0 kJ·mol1

实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_______，两者放出的热量之比约为_____

A、1：3    B、3：1     C、1：4    D、5：13

6．已知：；

；欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为

A. 2:3.25     B. 12:3.25    C. 1:1    D. 393.5:241.8

7、（题型四：反应热大小比较）

在同温同压下，下列各组热化学方程式中，的是

A.     

B.          

C.         

D.       

　8．CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。
　　化学键          C－H   C＝C   C－C   H－H
　　键能（kJ/mol） 414.4   615.3  347.4   435.3试计算该反应的反应热
 

五、课后练习与提高

一、       选择题

1、已知 1mol白磷转化为红磷时放出 18.39 kJ的热量。在下列两个反应中：

4P（白、s）+ 5O2（g）=2P2O5（s）；ΔH = - a kJ/mol（a > 0）4P（红、s）+ 5O2（g）=2P2O5（s）；ΔH = - b kJ/mol（b> 0）a 和 b 的关系为(       )

A .a < b     B.a = b     C.a > b       D .无法确定

2、已知⑴ H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(g) ；  △H1＝a kJ·mol-1

⑵ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g) ；   △H2＝b kJ·mol-1

⑶ H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(l) ； △H1＝c kJ·mol-1

⑷ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(l) ；   △H2＝d kJ·mol-1

下列关系式中正确的是（     ）

A．  a＜b＜0      B．b＞d＞0   C．2a=b＜0    D．2c=d＞0

3、已知：H2O (g) = H2O (l)　△H = Q1 kJ/mol    C2H5OH (g) = C2H5OH (l)　△H = Q2 kJ/mol

C2H5OH (g) + 3O2 (g) =2CO2 (g) + 3H2O (g) △H = Q3 kJ/mol。若使23g 酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出热量为（下列式子中Q1、Q2、Q3均取绝对值）….（      ）

A.Q­1+ Q2 +Q3                  B.0.5(Q1 + Q2 +Q3)

C.1.5Q1 —0.5Q2 + 0.5Q3  　       D.0.5Q1 —1.5Q2 + 0.5Q3

4、一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q＞0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液100ml,恰好生成正盐,则此条件下反应:  C4H10(g)+13/2O2(g)== 4 CO2 (g)+ 5 H2O(g)的△H为

A.  +8Q kJ      B. +16Q kJ    C.  -8Q kJ      D. -16Q kJ

5、在烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热反应，大约需117kJ/mol～125KJ/mol的热量，但1，3—环己二烯失去2个氢原子变成苯是放热反应，△H ＝－23.4kJ/mol，以上事实表明（　）

　　A．1，3—环己二烯加氢是吸热反应　　B．苯加氢生成环己烷是吸热反应

　　C．1，3—环己二烯比苯稳定   　   　D．苯比1，3—环己二烯稳定

6、已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的(　　)

A．X的能量一定高于M 

 B.  Y的能量一定高于N 

C.  X和Y的总能量一定高于M和N的总能量  

D. 因该反应为放热反应,故不必加热就可发生

7、热化学方程式C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示（　）

A．碳和水反应吸收131.3kJ能量

　　B．1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量

　　C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ

　　D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ

8、以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2(g)+5/2 O2=2CO2(g)+H2O(l)；△H ＝-1300kJ/mol的说法中，正确的是（　）

　　A．有10NA个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量

　　B．有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量

　　C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

　　D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

9、下列说法正确的是（　）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应

C．反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热

D．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应

10、已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ;△H1 ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H2,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;△H3。常温下取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则放出热量为            （    ）                                                

A．0.4△H1 + 0.05△H3       B． 0.4△H1 + 0.05△H2 

C．0.4△H1 + 0.1△H3        D． 0.4△H1 + 0.2△H3

11、X、Y二元素的原子，当它们分别获得两个电子形成稀有气体元素原子层结构时，X放出的热量大于Y放出的热量；Z、W两元素的原子，当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时，吸收能量W大于Z。则X、Y和Z、W分别形成的化合物中，离子化合物可能性最大的是（　）

A．Z2X　　B．Z2Y　　C．W2X　　D．W2Y

12、人体内葡萄糖的消耗可用下述化学方程式表示        （        ）

   C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) △H=—2800KJ/mol如果某人每天消耗12540KJ热量，他每天至少要摄入葡萄糖    （        ）

   A.806g           B.1000g

   C.1250g          D.1500g

二、填空题

13、1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律，他指出：“若是一个反应可以分步进行，则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同。”这是在各反应于相同条件下完成时的有关反应热的重要规律，称为盖斯定律。已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C（金刚石、s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－395.41kJ/mol，C（石墨、s）＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－393.51kJ/mol，则金刚石转化石墨时的热化学方程式为：___________。由此看来更稳定的碳的同素异形体为：____________。若取金刚石和石墨混合晶体共1mol 在O2中完全燃烧，产生热量为QkJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为_____________（用含Q的代数式表示）。

14、磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。

（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是                    ，其相应的质量（g）为                               。

（2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝                     。

（3）写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式：                            。

15、火箭发射时可用肼（N2H4）为燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知N2 (g) + 2O2 (g) =2NO2 (g)　△H =+67.7 kJ/mol

N2H4 (g) +O2 (g) =N2 (g) + 2H2O (g) △H = -534 kJ/mol

则N2H4和NO2反应的热化学方程式为____________________________________________

16、目前大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，使用天然气作为居用燃料对环境更为有利。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下：　　

　　根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是_________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是_________进风口（填增大或减小），如不作改进可能产生的不良结果是_________________。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：

　　试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是　　_______________________。

六、参考答案：

1. 解析：0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量，则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为：因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：。由于1mol水汽化需吸热44kJ，则3mol液态水全部汽化应吸热：，所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：。

2. 解析：以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，△H应为负值；生成1mol二氧化碳气体，放出热量 bkJ，则又生成4mol二氧化碳气体，放出热量4bkJ 。 答案：A。

3. 解析：依题意求：；可设计如下反应过程：；据盖斯定律有=（-2983.2+4×738.5）kJ/mol=-29.2kJ/mol，即；。白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。

4. 答案：80 kJ·mol1

5. 解法一：十字交叉法

解法二：估算排除法

答案：BD

6. 解析：由题意可列得方程

   答案： B

7. 解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条件有关。A选项：生成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多即；B选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即；C选项：生成物的种类不同，由于CO与O2反应生成CO2要放出热量，故；D选项：反应物的物质的量不同，前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，故，即。答案选A、C。

8. 解析：（题型五：利用键能计算反应热）
方法：ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。
ΔH =[6E(C－H)＋E(C－C)]－[E(C＝C)＋4E(C－H)＋E(H－H)]=(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol=＋125.6 kJ/mol　　这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为125.6 kJ/mol。

课后练习与提高答案

一、选择题

 1、C    2、C    3、C     4、D     5、D   6、C    7、C    8、AD    9、CD   

10、A   11、A    12、A

13、C（金刚石、s）＝C（石墨、s）；△H＝－1.90kJ/mol；石墨；

14、(1)P2O，P2O3      2.75g   3.55g

  (2) －(20X－Y)KJ·mol－1

  (3)P(S)+O2(g) = P2O3(S)；△H=－(20X－Y)KJ/mol

15、N2H4 (g) +NO2 (g)= 3/2N2 (g) + 2H2O (g) △H=－567.85KJ/mo

16、天然气；增大；天然气不完全燃烧，产生有毒的CO；丁烷遇冷凝结为液体，使管道流通不畅。