高二化学教案：化学反应中的热效应教学案

分析上述两个反应的关系，即知：ΔH=ΔH1-ΔH2。

则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)+12O2(g)===CO(g)　ΔH=-110.5 kJ•mol-1。

三、反应热的计算

1.反应热计算的主要依据是

热化学方程式、盖斯定律及反应过程的焓变等数据。

2.反应热的计算方法

(1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号;各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。

(2)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。

知识点一　中和热的测定

1.在一800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50 mL 0.50 mol•L-1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 mol•L-1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。

(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是

________________________________________________________________________。

(2)要重复进行三次实验的目的是

________________________________________________________________________。

(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或

“无影响”)。

(4)实验中若改用60 mL 0.50 mol•L-1盐酸和50 mL 0.55 mol•L-1烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，理由是_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)三次平行操作测得的数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2-t1)分别为①2.3 ℃，②2.4 ℃，③2.9 ℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为________ ℃。

答案　(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失

(2)减少实验过程中的误差

(3)偏小

(4)不相等　相等　因为60 mL 0.50 mol•L-1盐酸和50 mL 0.55 mol•L-1烧碱溶液反应能生成0.027 5 mol H2O，而50 mL 0.50 mol•L-1盐酸与50 mL 0.55 mol•L-1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等

(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(　　)

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