2022年高中化学专题2化学反应与能量转化第2单元化学反应中的热量第2课时教学案苏教版必修2

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1、2022年高中化学专题2化学反应与能量转化第2单元化学反应中的热量第2课时教学案苏教版必修2学习目标定位1.知道热化学方程式与普通化学方程式的不同，会正确书写热化学方程式。2.熟知提高燃料的燃烧效率的措施。3.会进行化学反应热效应的简单计算。一、热化学方程式1用热化学方程式可以表示化学反应中放出或吸收的热量。氢气在氧气中燃烧的热量变化，可用下列热化学方程式分别表示：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1回答下列问题：(1)与化学方程式2H2O22H2

2、O相比较，有何特点？答案注明了反应物、生成物的状态；在方程式的右边注明了反应热H的正负、数值和单位。(2)与相比较，H不同的原因是什么？答案化学计量数不同，参加反应H2的物质的量不同，H不同。(3)与相比较，H不同的原因是什么？答案参加反应H2的物质的量相同，生成物H2O的状态不同，H不同。(4)表示的意义是在一定条件下，1 mol氢气与 mol氧气完全反应，生成1 mol气态水放出241.8 kJ的热量。2由以上分析可知：(1)热化学方程式是用来表示化学反应中吸收或放出热量的化学方程式。(2)热化学方程式的意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，还说明了物质的“量

3、”与“能量”之间的数量关系。热化学方程式的书写方法(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。(2)要注明反应物和生成物的状态。(3)在右端注明H的符号(正号常省略)、大小及单位。(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，H的数值要相应改变。1下列对热化学方程式H2(g)I2(g)=HI(g)H9 kJmol1的叙述中，正确的是()A1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收9 kJ的热量B1个氢分子和1个碘分子完全反应需要放出9 kJ的热量C1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需放出18 kJ的热

4、量D1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应吸收18 kJ的热量答案C解析热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热或吸热情况。只要依据书写热化学方程式的注意事项，对于本题就不难作出判断。2已知：101 kPa时，1 mol辛烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为5 518 kJ，强酸与强碱在稀溶液中发生反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ，则下列热化学方程式书写正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g

5、)9H2O(l)H5 518 kJmol1CHOH=H2OH57.3 kJmol1D2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(l)2H2O(l)H57.3 kJmol1答案B解析A项，因该反应为放热反应，H应取“”，同时水应为液态，故A错；C项中应标明H、OH状态是稀溶液状态(aq)；D项中Na2SO4应为稀溶液状态(aq)，H应取“”且数值错误，故D错。思维启迪“四查”热化学方程式书写正误一查“四态”。即(g、l、s、aq)是否正确；二查“正负莫反”。即“”、“”是否与吸热和放热一致；三查“单位书写”。即反应热的单位是否为kJmol1；四查“数值对应”，即H的数值与物质化学计量数是

6、否对应。二、燃料燃烧释放的热量1常见燃料C、C8H18、CH4、C2H5OH(乙醇)完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.6 kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H889.6 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1根据上述热化学方程式，回答下列问题：(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是。(2)完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量的大小顺序为。(3)燃料燃烧放出热

7、量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJg1。(4)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。2以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题。(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快。(2)通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。(3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。(4)充分利用煤燃烧后

8、的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。提高燃料燃烧效率的措施及意义(1)提高燃料的燃烧效率的措施尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。(2)提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节约资源、减少污染。3下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()提高燃料的着火点降低燃料的着火点将固体燃料粉碎将液体燃料雾化处理将煤进行气化处理通入适当过量的空气A BC D答案C解析理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于和，由

9、于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。4将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()使煤充分燃烧，提高煤的利用率减少SO2的产生，避免造成“酸雨”减少有毒的CO产生，避免污染空气减少CO2的产生，避免“温室效应”A BC D答案A解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。1下列说法中错误的是()A燃料的燃烧反应都是放热反应B一定量的燃料完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量大C放热反应的逆反应一定是吸热反应D选择燃料只要考虑燃料热值的大小答案D21 g

10、氢气燃烧生成液态水时，放出142.9 kJ的热量。下列表示该反应的热化学方程式中，正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H142.9 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1C2H2O2=2H2OH571.6 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1答案B解析1 g氢气燃烧生成液态水时，放出142.9 kJ的热量，H0，则1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，故反应的热化学方程式为H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1或2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571

11、.6 kJmol1。A项中热量计算错误，C项中没有注明物质的聚集状态，D项中H应为负值。故正确答案为B。3已知H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H92.3 kJmol1，则反应2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)的H为()A92.3 kJmol1B92.3 kJmol1C184.6 kJmol1D184.6 kJmol1答案D4下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O2=2SO3H196.6 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1答案

12、B解析A项，未注明物质状态，错误；B项，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6 kJmol1，B正确；C项，H的单位是kJmol1，错误；D项，C(s)O2(g)=CO2(g)是放热反应，H4Q3B2Q1Q24Q3CQ1Q2Q3D2Q1Q24Q3答案(1)a表示断裂1 mol HH键和0.5 mol O=O 键所吸收的总能量b表示形成2 mol HO键所放出的总能量c表示1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(g)放出的能量(2)放热2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2c kJmol1或H2(ba) kJmol1(3)B解析(1)化学

13、反应发生时，首先断裂反应物中的化学键，再形成生成物中的化学键，H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键需吸收的能量。故a表示断裂1 mol HH键和0.5 mol O=O键所吸收的总能量。同理，b表示形成2 mol HO键所放出的总能量，c表示1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(g)放出的能量。(2)所以该反应的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2c kJmol1或H2(ba) kJmol1。(3)氢气在氧气中燃烧的反应为2H2(g)O2(g)=

14、2H2O(g)，反应释放能量。在该反应中破坏2 mol HH键、1 mol O=O键，形成4 mol HO键，所以2Q1Q24Q3。12天然气的主要成分是CH4，甲烷燃烧时的能量变化如下图所示，已知1 mol H2O由气态变为液态时放出44 kJ的能量。请回答下述问题：(1)写出甲烷燃烧生成液态水的热化学反应方程式：_。(2)8 g CH4完全燃烧时生成液态水放出的热量是_ kJ。答案(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1(2)445解析由图知1 mol CH4完全燃烧生成气态水时放出热量为(88280) kJ802 kJ，反应中生成2 mol气态水，

15、其液化时放出热量44 kJ288 kJ，故H890 kJmol1。13化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。(1)0.3 mol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649.5 kJ热量，其热化学方程式为_。(2)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式：_。答案(1)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJmol1解析(1)根据题意可知，1 mo

16、l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649.5 kJ2 165 kJ热量，其热化学方程式为B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1。(2)根据题意可知，1 mol丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ2 900 kJ，所以丁烷燃烧的热化学方程式为C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2 900 kJmol1。14. (1)在25 、101 kPa的条件下，请回答下列有关问题：由HHH2，当生成1 mol H2时，要_(填“吸收”或“放出”)436 kJ的能量；由Cl2ClC

17、l，当断裂1 mol Cl2中的共价键时，要_ (填“吸收”或“放出”) 243 kJ的能量。对于反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应过程中放出183 kJ的热量，则断开1 mol HCl键所需的能量是_kJ。有两个反应：a.H2(g)Cl2(g)2HCl(g)，b.H2(g)Cl2(g)2HCl(g)。这两个反应的能量转化方式主要是_能转化为_能，相同物质的量的H2(g)、Cl2(g)反应生成相同质量的HCl(g)时，放出的能量_(填“相等”或“不相等)。(2)根据图示的能量转化关系判断，生成16 g CH3OH(l)_(填“吸收”或“放出”)

18、_kJ能量。(3) 已知反应Cl2(g)3F2(g)=2ClF3(g)H313 kJmol1，FF键的键能为159 kJmol1，ClCl键的键能为242 kJmol1，则ClF3中ClF键的键能为_ kJmol1。答案(1)放出吸收431化学热相等 (2)放出45.5(3)172解析(1)断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量。断裂1 mol HH键与1 mol ClCl键吸收的能量之和，即436 kJ243 kJ679 kJ。设断开1 mol HCl键所吸收的总能量为E(HCl)，则生成2 mol HCl键所释放的总能量为2E(HCl)，则有2E(HCl)(436 kJ243 kJ

19、)183 kJ，所以E(HCl)431 kJ。两个反应的能量转化形式主要是化学能转化为热能，一个具体反应释放能量的多少与反应条件无关，而与断开旧化学键和形成新化学键的能量变化有关，所以生成等量的产物所释放的能量相等。(2)根据图示变化可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应属于释放能量的反应，生成1 molCH3OH(l)放出的能量为510 kJ419 kJ 91 kJ,16 g CH3OH的物质的量为0.5 mol，故生成16 g CH3OH(l)放出的能量为45.5 kJ。(3)H242 kJmol13159 kJmol16E(ClF)313 kJmol1，解得ClF键的键能E(ClF)172 kJmol1。