2022年高中化學 專題2 化學反應與能量變化 第二單元 化學反應中的熱量 第2課時教學案 蘇教版必修2
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1、2022年高中化學 專題2 化學反應與能量變化 第二單元 化學反應中的熱量 第2課時教學案 蘇教版必修2 知識條目 必考要求 加試要求 1.熱化學方程式的書寫 a b 2.利用熱化學方程式進行簡單計算 b c 3.合理利用化石燃料,提高燃料燃燒效率的方法 a a 能力要求 1.知道熱化學方程式與普通化學方程式的不同,會正確書寫熱化學方程式。2.熟知提高燃料的燃燒效率的措施。3.會進行化學反應熱效應的簡單計算。 ΔH=-571.6kJ·mol-1 ②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2
2、O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1 回答下列問題: (1)①與化學方程式2H2+O22H2O相比較,有何特點? 答案 注明了反應物、生成物的狀態(tài);在方程式的右邊注明了反應熱ΔH的正負、數(shù)值和單位。 (2)①與②相比較,ΔH不同的原因是什么? 答案 化學計量數(shù)不同,參加反應的H2的物質的量不同,ΔH不同。 (3)②與③相比較,ΔH不同的原因是什么? 答案 參加反應H2的物質的量相同,生成物H2O的狀態(tài)不同,ΔH不同。 (4)③表示的意義是在一定條件下,1mol氫氣與mol氧氣完全反應,生成1mol氣態(tài)水放出241.8kJ的熱量。 2.由以上分析可知: (1)熱化學
3、方程式是用來表示化學反應中吸收或放出熱量的化學方程式。 (2)熱化學方程式的意義:不僅表明了化學反應中的物質變化,也表明了化學反應中的能量變化,還說明了物質的“量”與“能量”之間的數(shù)量關系。 熱化學方程式的書寫方法 (1)遵循一般化學方程式的書寫規(guī)則(一般不寫反應條件)。 (2)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。 (3)在右端注明ΔH的符號(正號常省略)、大小及單位。 (4)化學計量數(shù)只表示物質的量,因此可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。化學計量數(shù)改變,ΔH的數(shù)值要相應改變。 1.下列對熱化學方程式H2(g)+I2(g)===HI(g) ΔH=-9kJ·mol-1的敘述中,正確的是(
4、 ) A.1mol氫氣和1mol碘蒸氣完全反應需要吸收9kJ的熱量 B.1個氫分子和1個碘分子完全反應需要放出9kJ的熱量 C.1molH2(g)與1molI2(g)完全反應生成2mol的HI氣體需放出18kJ的熱量 D.1molH2(g)與1molI2(g)完全反應吸收18kJ的熱量 答案 C 解析 熱化學方程式的具體形式是表示一定物質的量、一定聚集狀態(tài)的反應物完全反應生成一定聚集狀態(tài)的生成物時的放熱或吸熱情況。只要依據(jù)書寫熱化學方程式的注意事項,對于本題就不難作出判斷。 2.已知:101kPa時,1mol辛烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出的熱量為5518kJ,強酸與強堿在
5、稀溶液中發(fā)生反應生成1molH2O時放出的熱量為57.3kJ,則下列熱化學方程式書寫正確的是( ) A.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=5518kJ·mol-1 B.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1 C.H++OH-===H2OΔH=-57.3kJ·mol-1 D.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(l)+2H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol-1 答案 B 解析 A項,因該反應為放熱反應,ΔH應取“-”,同時水應為液態(tài),故A錯;C項,應標明H+、OH-狀
6、態(tài)是稀溶液狀態(tài)(aq);D項,Na2SO4應為稀溶液狀態(tài)(aq),ΔH應取“-”且數(shù)值錯誤,故D錯。 思維啟迪 “四查”熱化學方程式書寫正誤 一查“四態(tài)”。即(g、l、s、aq)是否正確;二查“正負莫反”。即“+”、“-”是否與吸熱和放熱一致;三查“單位書寫”。即反應熱的單位是否為kJ·mol-1;四查“數(shù)值對應”。即ΔH的數(shù)值與物質化學計量數(shù)是否對應。 二、燃料燃燒釋放的熱量 1.常見燃料C、C8H18、CH4、C2H5OH(乙醇)完全燃燒的熱化學方程式可以分別表示為 ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.6kJ·mol-1 ②C8H18(l)+O2(g)==
7、=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1 ③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-889.6kJ·mol-1 ④C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1366.8kJ·mol-1 根據(jù)上述熱化學方程式,回答下列問題: (1)完全燃燒相等物質的量的上述物質,放出熱量的大小順序是②>④>③>①。 (2)完全燃燒相等質量的上述物質,放出熱量的大小順序為③>②>①>④。 (3)燃料燃燒放出熱量的大小常用熱值來衡量。燃料的熱值是指在一定條件下單位質量的物質完全燃燒所放出的熱量,單位是kJ·g-1。
8、(4)我國實施的“西氣東輸”工程中的“氣”是指天然氣,主要成分是甲烷,與煤等燃料相比較其優(yōu)點是熱值高,使用起來更經濟,對環(huán)境污染小。 2.以煤為例,探究提高燃料燃燒效率問題。 (1)煤燃燒時,將煤塊粉碎成煤粉的依據(jù)是與空氣中O2的接觸面積增大,煤粉燃燒更充分,反應速率加快。 (2)通入適當過量空氣的依據(jù)是空氣充足,煤粉燃燒充分,生成CO2,放出熱量多;若空氣不足,煤燃燒不完全,生成CO,產生熱量減少,且會造成污染。 (3)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是防止熱量散失。 (4)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過交換裝置,供其他方面使用。
9、提高燃料燃燒效率的措施及意義 (1)提高燃料的燃燒效率的措施 ①盡可能使燃料充分燃燒,提高能量的轉化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分接觸,且空氣要適當過量。 ②盡可能充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能,提高熱能的利用率。 (2)提高燃料的燃燒效率的意義在于節(jié)約能源、節(jié)約資源、減少污染。 3.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是( ) ①提高燃料的著火點?、诮档腿剂系闹瘘c ③將固體燃料粉碎?、軐⒁后w燃料霧化處理?、輰⒚哼M行氣化處理?、尥ㄈ脒m當過量的空氣 A.①③④⑤ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①②③④ 答案 C 解析 理論上,提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與
10、空氣的接觸面積,并通入適當過量的空氣。對于①和②,由于燃料的著火點是其固有的性質,不可改變,故這兩項措施不可行。③④⑤所采取的措施均是為了增大燃料與空氣的接觸面積。 4.將煤塊粉碎、經脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒,這樣處理的目的是( ) ①使煤充分燃燒,提高煤的利用率?、跍p少SO2的產生,避免造成“酸雨”?、蹨p少有毒的CO產生,避免污染空氣④減少CO2的產生,避免“溫室效應” A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④ 答案 A 解析 煤塊粉碎是為了提高煤的利用率;脫硫是為了減少SO2的產生;過量空氣是為了減少CO的產生。 1.下列說法中錯誤的是( )
11、 A.燃料的燃燒反應都是放熱反應 B.一定量的燃料完全燃燒放出的熱量比不完全燃燒放出的熱量大 C.放熱反應的逆反應一定是吸熱反應 D.選擇燃料只要考慮燃料熱值的大小 答案 D 2.氯原子對O3的分解有催化作用:O3(g)+Cl(g)===ClO(g)+O2(g) ΔH1;ClO(g)+O(g)===Cl(g)+O2(g) ΔH2。該反應的能量變化如圖所示,下列敘述中正確的是( ) A.O3(g)+O(g)===2O2(g) ΔH=E1-E2 B.O3(g)+O(g)===2O2(g) ΔH=E2-E1 C.反應O3(g)+O(g)===2O2(g)是吸熱反應 D.O3(
12、g)+O(g)===2O2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2 答案 D 解析 將O3(g)+Cl(g)===ClO(g)+O2(g) ΔH1與ClO(g)+O(g)===Cl(g)+O2(g) ΔH2相加可得:O3(g)+O(g)===2O2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2。由于反應物的總能量高于生成物的總能量,所以反應O3(g)+O(g)===2O2(g)為放熱反應。 3.已知拆開1mol氫氣中的化學鍵需要吸收436.4kJ能量,拆開1mol氧氣中的化學鍵需要吸收498kJ能量,形成氣態(tài)水分子中的1molH—O鍵能夠釋放462.8kJ能量,則下列熱化學方程式中正確的是( ) A.2H2(g)
13、+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-480.4kJ·mol-1 B.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-240.2kJ·mol-1 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=480.4kJ·mol-1 D.H2(g)+O2(l)===H2O(l) ΔH=-480.4kJ·mol-1 答案 A 解析 反應2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH=(436.4×2+498-462.8×2×2) kJ·mol-1=-480.4kJ·mol-1,所以A正確。 4.下列熱化學方程式書寫正確的是( ) A.2SO2+O2===2SO3 ΔH=-1
14、96.6kJ·mol-1 B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-517.6kJ·mol-1 C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=393.5kJ·mol-1 答案 B 解析 A項,未注明物質狀態(tài),錯誤;B項,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-517.6kJ·mol-1,正確;C項,ΔH的單位是kJ·mol-1,錯誤;D項,C(s)+O2(g)===CO2(g)是放熱反應,ΔH<0,錯誤。 5.(1)已知肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料。
15、已知在101kPa、25℃時,0.5mol液態(tài)肼與足量氧氣反應,生成氮氣和液態(tài)水,放出312kJ的熱量,寫出該反應的熱化學方程式_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知每千克氫氣在常溫常壓下燃燒放出熱量1.43×105kJ,每千克汽油燃燒約放出熱量4.6×104kJ,氫氣被公認為是21世紀替代礦物燃料的理想能源,氫氣作為能源的優(yōu)點有:_______
16、_________________________________________________________________。 答案 (1)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-624kJ·mol-1 (2)清潔無污染、來源廣泛、放熱效率高等 解析 (1)101kPa、25℃時,0.5mol液態(tài)肼與足量氧氣反應,生成氮氣和液態(tài)水,放出312kJ的熱量,則該反應的熱化學方程式為N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-624kJ·mol-1。(2)由題意可知,相同質量的氫氣和汽油,氫氣提供的能量高,而且反應產物是水,清潔、無污染
17、,制取氫氣的原料來源廣泛。 [基礎過關] 題組一 化石燃料及其利用 1.(xx·杭州期中)下列說法不正確的是( ) A.當今社會人們所需的能量絕大部分是由化學反應產生的 B.目前,全球仍處于化石能源時代 C.人體生命活動所需要的能量,是由氧化還原反應提供的 D.凡是放出熱量的化學反應均可用來造福人類 答案 D 2.減少酸雨的產生可以采取的措施有( ) ①用煤作燃料 ②把工廠煙囪建高?、廴剂厦摿颉、芟蛞阉峄耐寥乐屑尤胧摇、蓍_發(fā)新能源 A.①②③ B.②④⑤ C.③⑤ D.①③④⑤ 答案 C 解析 本題主要考查化石燃料的使用,酸雨主要是大量燃燒化石燃料造成的
18、,開發(fā)新能源可以減少化石燃料的使用,燃料脫硫可以減少二氧化硫的排放量,這些都是可行的措施,故正確答案為C。 3.近年來,有科學家提出硅是“21世紀的能源”“未來的石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,下列關于其有利因素的說法中你認為不妥當?shù)氖? ) A.硅便于運輸、貯存,從安全角度考慮,硅是最佳的燃料 B.硅的來源豐富,易于開采 C.硅燃料放出的熱量大,且燃料產物對環(huán)境污染較低,容易有效控制 D.尋找高效催化劑,使二氧化硅分解產生硅的同時釋放能量,是硅能源大規(guī)模開發(fā)利用的一項關鍵技術 答案 D 解析 二氧化硅分解產生硅的同時吸收能量,無論多么高效的催化劑,也
19、不會放出能量。 題組二 熱化學方程式的意義及書寫 4.在25℃、101kPa的條件下,5.2gC2H2完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出259.92kJ熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是( ) A.C2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=259.92kJ·mol-1 B.C2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-259.92kJ·mol-1 C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=2599.2kJ·mol-1 D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(g)ΔH
20、=-2599.2kJ·mol-1 答案 B 解析 A項,反應是放熱的,所以焓變是負數(shù),故A錯誤;B項,5.2g即=0.2molC2H2完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出259.92kJ熱量,則熱化學方程式為C2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-259.92kJ·mol-1,故B正確;C項,反應是放熱的,所以焓變是負數(shù),故C錯誤;D項,5.2g即=0.2molC2H2完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出259.92kJ熱量,則2molC2H2完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出2599.2kJ熱量,熱化學方程式為2C2H2(g)+5O2(g)===4CO
21、2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599.2kJ·mol-1,而不是生成氣態(tài)水,故D錯誤。 5.沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O(l),放出445kJ熱量,則下列熱化學方程式中正確的是( ) A.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=890kJ·mol-1 B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890kJ·mol-1 C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1 D.CH4(g)+O2(g)===CO2(g
22、)+H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1 答案 C 解析 0.5molCH4完全燃燒生成CO2和H2O(l)時,放出445kJ熱量,則1molCH4在氧氣中燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出890kJ熱量,ΔH為負值,則熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1。 6.2A(g)??B(g) ΔH1(ΔH1<0); 2A(g)??B(l) ΔH2;下列能量變化示意圖正確的是( ) 答案 B 解析 反應的ΔH1<0,為放熱反應,即反應物的能量高于生成物的能量,且物質由氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)時,也將放熱。對照選項圖像可知
23、B項符合。 7.根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式 (Ⅰ)I2(g)+H2(g)??2HI(g) ΔH=-9.48kJ·mol-1 (Ⅱ)I2(s)+H2(g)??2HI(g) ΔH=26.48kJ·mol-1 下列判斷正確的是( ) A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反應放熱9.48kJ B.1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00kJ C.反應(Ⅰ)的產物比反應(Ⅱ)的產物能量高 D.反應(Ⅱ)的反應物總能量比反應(Ⅰ)的反應物總能量低 答案 D 解析 由于反應I2(g)+H2(g)??2HI(g)為可逆反應,不能進行到底,因此254gI2(g)中
24、通入2gH2(g),反應放出的熱量小于9.48kJ,故A項不正確;1mol固態(tài)碘比1mol氣態(tài)碘完全反應少放出的熱量即為它們所含的能量差,其數(shù)值為35.96kJ,故B項不正確;兩個反應的產物相同,能量相同,故C項不正確。 8.反應2C+O2===2CO的能量變化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.12gC(s)與一定量O2(g)反應生成14gCO(g)放出的熱量為110.5kJ B.2molC(s)與足量O2(g)反應生成CO2(g)放出的熱量大于221kJ C.該反應的熱化學方程式是2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221kJ D.該反應的反應熱等于CO分子中
25、化學鍵形成所釋放的總能量與O2分子中化學鍵斷裂時所吸收的總能量的差 答案 B 解析 反應生成14gCO(g)放出的熱量為55.25kJ;2molC(s)與O2(g)反應生成CO(g)時放出的熱量為221kJ,完全燃燒時放出的熱量大于221kJ;C項中ΔH=-221kJ·mol-1;D項中斷裂的化學鍵還包括碳中的化學鍵。 題組三 反應熱的簡單計算 9.(xx·臺州市期中)根據(jù)能量變化示意圖,下列熱化學方程式正確的是( ) A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1 B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-(a-b)
26、kJ·mol-1 C.2NH3(l)===N2(g)+3H2(g) ΔH=2(a+b-c)kJ·mol-1 D.2NH3(l)===N2(g)+3H2(g) ΔH=2(b+c-a)kJ·mol-1 答案 D 解析 由圖可知,N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1,N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1,經分析D正確。 10.(xx·寧波市期中)下列各組熱化學方程式中,化學反應的ΔH前者大于后者的是( ) ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH
27、2 ②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH4 ③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8 A.① B.④ C.②③④ D.①②③ 答案 C 解析 ①中第一個熱化學方程式減去第二個熱化學方程式可得:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2,該反應為放熱反應,即ΔH1-ΔH2<0,所以ΔH1<ΔH2;②等量的固態(tài)硫變?yōu)榱?/p>
28、蒸氣時吸收能量,故在與O2反應產生同樣的SO2時,氣態(tài)硫放出的熱量多,即ΔH3>ΔH4;③發(fā)生同樣的燃燒反應,物質的量越多,放出的熱量越多,故ΔH5>ΔH6;④碳酸鈣分解吸收熱量,ΔH7>0,CaO與H2O反應放出熱量,ΔH8<0,顯然ΔH7>ΔH8。 11.(xx·溫州市期末)已知H—H、H—O和O===O鍵的鍵能分別為436 kJ·mol-1,463 kJ·mol-1,495kJ·mol-1,下列熱化學方程式正確的是( ) A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=-485kJ·mol-1 B.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=485kJ·mol-1
29、C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=485kJ·mol-1 D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485kJ·mol-1 答案 D 解析 反應2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=2×436kJ·mol-1+495kJ·mol-1-4×463kJ·mol-1=-485kJ·mol-1 12.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1?,F(xiàn)有H2與CH4的混合氣
30、體112L(標準狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實驗測得反應放熱3695kJ,則原混合氣體中H2與CH4的物質的量之比是( ) A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3 答案 B 解析 設H2與CH4的物質的量分別是x和y,則x+y=5mol,571.6kJ·mol-1×+890kJ·mol-1×y=3695kJ,解得x=1.25mol,y=3.75mol,故兩者之比為1∶3。 13.(xx·湖州市期中)一定條件下,充分燃燒一定量的丁烷放出熱量為QkJ(Q>O),經測定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol·L-1的KOH溶液200mL,恰好生成正鹽。則此條件下
31、反應:C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH為( ) A.-16QkJ·mol-1 B.8QkJ·mol-1 C.16QkJ·mol-1 D.-8QkJ·mol-1 答案 D 解析 KOH的物質的量為n(KOH)=c×V=0.2L×5mol·L-1=1mol, 2KOH+CO2===K2CO3+H2O, 根據(jù)鉀離子守恒,故n(K2CO3)=1mol×=0.5mol, 根據(jù)碳元素守恒由n(CO2)=n(K2CO3)=0.5mol, 2C4H10+13O2點燃,8CO2+10H2O 根據(jù)碳元素守恒可知,丁烷的物質的量為n(C4H10)=0.5mo
32、l×=mol, 即mol丁烷放出的熱量大小為QkJ, 故1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為QkJ×8=8QkJ, 則此條件下反應熱化學方程式為C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g) ΔH=-8Q kJ·mol-1,故選D。 [能力提升] 14.已知H2(g)+O2(g)===H2O(g),如圖是1molH2燃燒的反應過程中能量變化示意圖。 請回答下列問題: (1)a、b、c分別代表什么意義? a________________________________________________________________________; b___
33、_____________________________________________________________________; c________________________________________________________________________。 (2)該反應是______(填“吸熱”或“放熱”)反應,H2燃燒的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ______________________________________
34、__________________________________。
(3)氫氣在氧氣中燃燒,破壞1molH—H鍵吸收Q1kJ的能量,破壞1molO===O鍵吸收Q2kJ的能量,形成1molH—O鍵釋放Q3kJ的能量,則下列關系式正確的是________________。
A.2Q1+Q2>4Q3
B.2Q1+Q2<4Q3
C.Q1+Q2 35、2)放熱 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-2ckJ·mol-1或ΔH=-2(b-a) kJ·mol-1
(3)B
解析 (1)化學反應發(fā)生時,首先斷裂反應物中的化學鍵,再形成生成物中的化學鍵,H2(g)和O2(g)與2H(g)和O(g)之間的能量差是H2(g)→2H(g)和O2(g)→O(g)過程中斷開H—H鍵和O===O鍵需吸收的能量。故a表示斷裂1molH—H鍵和0.5molO===O鍵所吸收的總能量。同理,b表示形成2molH—O鍵所放出的總能量,c表示1molH2(g)和0.5molO2(g)完全反應生成1molH2O(g)放出的能量。(2)該反應的熱化學方程 36、式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-2ckJ·mol-1或ΔH=-2(b-a) kJ·mol-1。
(3)氫氣在氧氣中燃燒的反應為2H2(g)+O2(g)===2H2O(g),反應釋放能量。在該反應中破壞2molH—H鍵、1molO===O鍵,形成4molH—O鍵,所以2Q1+Q2<4Q3。
15.化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關鍵的作用。
(1)0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,其熱化學方程式為______________________________。
(2)家用液化氣中主要成分之一 37、是丁烷。當1g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時,放出熱量50kJ。試寫出丁烷燃燒的熱化學方程式:_____________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2165kJ·mol-1
(2)C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=-2900kJ·mol-1
解析 (1)根據(jù)題意可知,1mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷 38、(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5kJ×=2165kJ熱量,其熱化學方程式為B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l)ΔH=-2165kJ·mol-1。
(2)根據(jù)題意可知,1mol丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時,放出熱量50kJ×=2900kJ,所以丁烷燃燒的熱化學方程式為C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2900kJ·mol-1。
16. (1)在25℃、101kPa的條件下,請回答下列有關問題:
①由H+H―→H2,當生成1molH2時,要________(填“吸收”或“放出”) 39、436kJ的能量;由Cl2―→Cl+Cl,當斷裂1molCl2中的共價鍵時,要________ (填“吸收”或“放出”) 243kJ的能量。
②對于反應H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g),測得生成2molHCl(g)時,反應過程中放出183kJ的熱量,則斷開1molH—Cl鍵所需的能量是________kJ。
③有兩個反應:a.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),b.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)。這兩個反應的能量轉化方式主要是________能轉化為________能,相同物質的量的H2(g)、Cl2(g)反應生成相同質量的HCl(g)時,放出的能量________ 40、(填“相等”或“不相等)。
(2)根據(jù)圖示的能量轉化關系判斷,生成16gCH3OH(l)________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。
(3)已知反應Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g) ΔH=-313kJ·mol-1,F(xiàn)—F鍵的鍵能為159kJ·mol-1,Cl—Cl鍵的鍵能為242kJ·mol-1,則ClF3中Cl—F鍵的鍵能為________kJ·mol-1。
答案 (1)①放出 吸收?、?31 ③化學 熱 相等 (2)放出 45.5 (3)172
解析 (1)①斷裂化學鍵需要吸收能量,形成化學鍵需要釋放能量。②斷裂1molH—H鍵與1molC 41、l—Cl鍵吸收的能量之和,即436kJ+243kJ=679kJ。設斷開1molH—Cl鍵所吸收的總能量為E(H—Cl),則生成2molH—Cl鍵所釋放的總能量為2×E(H—Cl),則有2×E(H—Cl)-(436kJ+243kJ)=183kJ,所以E(H—Cl)=431kJ。③兩個反應的能量轉化形式主要是化學能轉化為熱能,一個具體反應釋放能量的多少與反應條件無關,而與斷開舊化學鍵和形成新化學鍵的能量變化有關,所以生成等量的產物所釋放的能量相等。
(2)根據(jù)圖示變化可知,反應物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應屬于釋放能量的反應,生成1mol CH3OH(l)放出的能量為510kJ-419kJ=91kJ,16gCH3OH的物質的量為0.5mol,故生成16gCH3OH(l)放出的能量為45.5kJ。
(3)ΔH=242kJ·mol-1+3×159kJ·mol-1-6E(Cl—F)=-313kJ·mol-1,解得Cl—F鍵的鍵能E(Cl—F)=172kJ·mol-1。
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