高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第2节 燃烧热 中和热 能源化学反应热的计算学案
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高考化学一轮复习第六章化学反应与能量 (讲义及答案)含答案解析一、选择题1.一定温度时,向2.0 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:t / s02468n(SO3) / mol00.81.4 1.8 1.8下列说法正确的是( )A.反应在前2 s 的平均速率v(O2) = 0.4 mol·L-1·s-1B.保持其他条件不变,体积压缩到1.0 L,平衡常数将增大C.相同温度下,起始时向容器中充入4 mol SO3,达到平衡时,SO3的转化率小于10%D.保持温度不变,向该容器中再充入2 mol SO2、1 mol O2,反应达到新平衡时() ()32n SOn O减小【答案】C【详解】A.根据表格中数据可知,当n(SO3)=1.8mol,该反应达到平衡状态,反应在前2s的平均速率v(SO3)=0.8mol÷2L÷2s=0.2mol·L-1·s-1,同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,v(O2)=0.5v(SO3)=0.5×0.2mol·L-1·s-1=0.1mol·L-1·s-1,故A错误;B.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,与压强、物质浓度都无关,故B错误;C.原平衡,SO2的转化率为1.8mol÷2mol×100%=90%。
若起始时向容器中充入2molSO3时,将建立等效平衡,SO3的转化率等于10%,相同温度下,起始时充入4 molSO3,相当于对原平衡加压,SO3的转化率减小,应小于10%,故C正确;D.保持温度不变,向该容器中再充入2molSO2、1molO2,相当于缩小容器的体积,增大了压强,平衡正向移动,三氧化硫的物质的量增加,氧气的物质的量减少,所以() ()32n SOn O增大,故D错误。
【要点解读】1.燃烧热(1)概念:在101 kPa时,1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
燃烧热的单位一般用kJ·mol-1表示.燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”,是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。
(2)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5 kJ·mol-1,表示在101 kPa 时,1 mol C完全燃烧放出393。
5 kJ的热量。
(3)书写热化学方程式:燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。
例如:C8H18(l)+错误!O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5 518 kJ·mol -1,即C8H18的燃烧热为5 518 kJ·mol-1。
(4)燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放=n(可燃物)×ΔH式中:Q放为可燃物燃烧反应放出的热量;n为可燃物的物质的量;ΔH 为可燃物的燃烧热。
2.中和热(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_液态H2O时的反应热叫中和热.(2)注意几个限定词:①稀溶液;②产物是1 mol液态H2O;③用离子方程式可表示为OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
(3)中和热的测定①测定原理ΔH=-错误!c=4.18 J·g-1·℃-1=4。
18×10-3kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。
②装置如图(在横线上填出仪器的名称)3.能源(1)化石燃料①种类:煤、石油、天然气.②特点:蕴藏量有限,属于不可再生能源。
一、选择题1.关于碳和碳的氧化物知识网络图(图中“→”表示转化关系,“…”表示相互能反应)说法正确的是( )A .“C…CO 2”的反应是放热反应B .“CO→CO 2”的反应类型为置换反应C .“CO 2→CaCO 3”的反应可用于检验二氧化碳D .“CO 2 ⇌ H 2CO 3”的反应可用酚酞试剂验证 【答案】C 【详解】A . C 和CO 2的反应是吸热反应,故A 错误;B . “CO→CO 2”的反应可以是222CO O 2CO 点燃,是化合反应,也可以是2CO+CuOCu+CO 高温,也不属于置换反应,故B 错误;C . 检验二氧化碳使用澄清的石灰水,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故C 正确;D . 二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不能使酚酞溶液变色,故“CO 2 ⇌ H 2CO 3”的反应不可用酚酞试剂验证,故D 错误; 故选C 。
2.反应3A (g )+B (g )═2C (g )在三种不同的条件下进行反应,在同一时间内,测得的反应速率用不同的物质表示为:①v A ═1mol/(L•min) ,②v C ═0.5 mol/(L•min), ③v B ═0.5 mol/(L•min),三种情况下该反应速率大小的关系正确的是( ) A .②>③>① B .①>②>③C .③>①>②D .②>①>③【答案】C 【详解】都转化为A 表示的反应速率来比较反应速率的快慢。
①v A =1 mol/(L•min);②v C =0.5 mol/(L•min),由3A(g)+B(g)═2C(g),则转化为A 表示的反应速率v A =0.5mol/(L•min)×32=0.75 mol/(L•min);③v B=0.5 mol/(L•min),由3A(g)+B(g)═2C(g),则转化为A表示的反应速率v A=0.5mol/(L•min)×3=1.5 mol/(L•min);显然③>①>②,故选C。
完整版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量知识归纳总结及答案一、选择题1.以反应5H2C2O4+2-4MnO+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。
实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
下列说法不正确的是A.实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=2.5×10-4 mol·L-1·s-1B.实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn 2+对反应起催化作用C.实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响D.实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量【答案】A【详解】A. 高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为:0.010mol/L0.004L 0.002L+0.004L⨯=23×0.010mol/L,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=20.010mol/L340s⨯=1.7×10−4mol⋅L−1⋅s−1,故A错误;B. 在其它条件都相同时,开始速率很小,过一会儿速率突然增大,说明反应生成了具有催化作用的物质,其中水没有这种作用,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+,故B正确;C. 分析表中数据可知,实验①和实验②只是浓度不同,即实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响;实验②和③只是温度不同,所以实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;D. 根据反应方程式可得5H2C2O4−2MnO4-由实验数据分析可知,在这三个实验中,所加H2C2O4溶液均过量,故D正确;故选:A。
2.下列反应属于放热反应的是 A .氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应 B .能量变化如图所示的反应C .化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应D .燃烧反应和中和反应 【答案】D 【分析】反应物总能量大于生成物总能量,或反应物断键吸收的能量小于生成物成键放出的热量,该反应为放热反应,据此进行分析。
1 燃烧热 中和热 能源化学反应热的计算 明考纲 1.了解燃烧热、中和热的概念。 2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 3.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。 析考情 近几年高考对本节的考查,主要考点有三个:一是燃烧热、中和热等概念的判断,主要以热化学方程式书写形式进行考查;二是考查盖斯定律在反应热计算中的应用;三是结合生产、生活考查新能源的开发利用。盖斯定律是高考命题热点。
考点 燃烧热和中和热 1.燃烧热 (1)概念:在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。单位一般用kJ·mol-1(或kJ/mol)表示。 注意:①压强——101 kPa。 ②量——可燃物的物质的量为1 mol。 ③完全燃烧。 ④产物——元素完全燃烧时对应的稳定氧化物: C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。 (2)意义:例如,C的燃烧热是393.5 kJ·mol-1,表示在25 ℃,101 kPa条件下1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。 (3)燃烧热热化学方程式的书写原则 燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式
时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C8H18(l)+252
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1,即C8H18的燃烧热为5518 kJ·mol-1。 (4)燃烧热的计算:Q放=n(可燃物)×|ΔH| 式中:Q放为可燃物燃烧反应放出的热量;n为可燃物的物质的量;ΔH为可燃物的燃烧热。 2.中和热 (1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O时的反应热叫做中和热。 注意:①溶液的浓度——稀溶液。 ②量——产物的物质的量为1 mol H2O。 ③用离子方程式可表示为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。 (2)中和热热化学方程式的书写原则 中和热是以稀的强酸和强碱溶液反应生成1 mol水时所放出的热量来定义的,因此在书2
写热化学方程式时,应以生成1 mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数,如硫酸与氢氧化钠溶液反应,用热化学方程式可表示为12H2SO4(aq)+NaOH(aq)===12Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。 (3)中和热的测定实验 ①装置如图(在横线上填出仪器的名称)
②注意事项 a.碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是保温隔热,防止热量散失。 b.为保证酸、碱完全中和,常使碱(或酸)稍稍过量。 c.实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值偏小。 (4)测定原理
ΔH=-m酸+m碱ct终-t始n (其中:c=4.18 J·g-1· ℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1· ℃-1;n为生成H2O的物质的量) 易错警示 (1)反应热、燃烧热、中和热均有单位,单位均为kJ·mol-1。 (2)中和热是一定值,即ΔH=-57.3 kJ·mol-1,燃烧热、中和热的数值与参加反应的量的多少无关,但在分析时要注意反应物及生成物的状态及类别(强酸、强碱、弱酸、弱碱)。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变。( ) (2)1 mol H2燃烧放出的热量为H2的燃烧热。( ) (3)甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1。( ) (4)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则Ca(OH)2和HCl反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1。( ) 提示 (1)× (2)× (3)× (4)×
题组一 燃烧热、中和热的含义及正确表述 1.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,辛烷的燃烧热ΔH=-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( ) A.2H+(aq)+SO2-4(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1 3
B.C8H18(l)+252O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-5518 kJ·mol-1 C.KOH(aq)+12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3 kJ·mol-1 D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=-5518 kJ·mol-1 答案 C 解析 A项,生成的是2 mol H2O(l),且生成了难溶的B2SO4;B项,应生成H2O(l);D项,辛烷应为1 mol。 2.下列关于热化学反应的描述中正确的是( ) A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀H2SO4和Ba(OH)2稀溶液反应生成2 mol H2O的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+12O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1 C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol-1,则2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
D.葡萄糖的燃烧热是2800 kJ·mol-1,则12C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400 kJ·mol-1 答案 D 解析 稀H2SO4和Ba(OH)2稀溶液反应时还生成了BaSO4沉淀,故反应热还应包括BaSO4
沉淀的生成热,A错;甲醇蒸气的燃烧热是1 mol CH3OH(g)完全燃烧生成液态水和二氧化碳
所放出的热量,该方程式中生成的是H2,而不是液态水,B错;若ΔH=+571.6 kJ·mol-1,
则热化学方程式中的水应该为液态,C错;葡萄糖的燃烧热是2800 kJ·mol-1,故12C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400 kJ·mol-1,D正确。 题组二 中和热测定误差分析和数据处理 3.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取30 mL 0.50 mol·L-1硫酸溶液倒入小烧杯中,测出硫酸溶液的温度;②用另一量筒取50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答以下问题: (1)为什么所用H2SO4溶液要稍过量? 4
________________________________________________________。 (2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(填序号)。 A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入 (3)使硫酸溶液与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。 A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 (4)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1]________________。
(5)某学生的记录数据如表所示: ①请填写表格中的空白
温度 次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值 (t2-t1)/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH=
________(取小数点后一位)。 ③上述实验数值结果与-57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因不可能是(填字母)________。 a.实验装置保温、隔热效果差 b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 (6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液代替氢氧化钠溶液,理由是______________________________________________。 (7)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________。 答案 (1)确保NaOH被完全中和