高一下册经典例题

3900字
主题:能量转化、化学反应、环境保护、资源利用、科学探究

实验目的:探究金属铝与盐酸反应放出热量的现象.

实验步骤:如图1-23所示,在试管里加入几小块铝片,再加入5ml盐酸,立即用手触摸试管外壁感受其温度,并用温度计测量溶液温度,做好记录.当反应进行到有大量气泡冒出时,再用手触摸试管外壁感受其温度,并用温度计测量溶液温度,做好记录.

实验现象:试管外壁、溶液的温度,化学反应进行一段时间后比反应刚开始时高.

实验结论:铝跟盐酸反应的过程放出热量.

注意使用温度计时要小心,防止打破温度计的玻璃泡.

实验1-5:化学反应中能量变化的探究(二)

实验目的:探究氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应吸收热量的现象.

实验步骤:在一个小烧杯里,加入约20g已研细的氢氧化钡晶体[化学式为 ba(oh)2·8h2o],将小烧杯放在事先已滴有3滴~ 4滴水的玻璃片上. 然后再向小烧杯内加入约10gnh4cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌.观察一段时间,看玻璃片 上的水是否结冰并将玻璃片与烧杯黏在一起(如图1-24所示).

实验现象:玻璃片上的水结成了冰,玻璃片与烧杯被冰黏在一起.

实验结论:ba(oh)2·8h2o在与nh4cl反应的过程中吸收热量.

归纳上述两个实验的结论可知:有的化学反应会放出热量,有的化学反应要吸收热量.

ⅰ反应热

(1)反应热:反应过程中放出或吸收的热量,叫反应热.

(2)放热反应:化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应.

(3)吸热反应:化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应.

反应热是人类活动所需能量的主要来源.

ⅱ常见的放热反应和吸热反应的总结

(1)放热反应

①活泼金属置换水或酸中氢的反应.如:

2na 2h2o=2naoh h2↑

2al 6hcl=2alcl3 3h2↑

②酸碱中和反应.如:

naoh hcl=nacl h2o

2koh h2so4=k2so4 2h2o

③含碳燃料燃烧的反应.如:

2co o2 2co2

ch3ch2oh 3o2 2co2 3h2o

④易爆物质的爆炸反应.如爆竹的爆炸.

⑤多数的化合反应.如:

na2o h2o=2naoh

cao h2o=ca(oh)2

(2)吸热反应

①几个常见的反应.如:

2nh4cl(s) ba(oh)2·8h2o(s)=bacl2 2nh3↑ 10h2o

c(s) h2o(g) co h2

②多数的分解反应.如:

caco3 cao co2↑

cuso4·5h2o cuso4 5h2o

说明由于受所学知识的限制,上述总结还不够全面.

例如:下列反应中,属于吸热反应的是 ( )

a.盐酸和氢氧化钠溶液之间的中和反应

b.co2 c 2co

c.金属镁燃烧:2mg o2 2mgo

d.生石灰溶于水:cao h2o=ca(oh)2

〔分析〕 酸碱中和、燃烧、多数的化合反应均为放热反应,故a、c一定不正确. cao溶于水,放热,这是常识性知识.

答案:b

同类变式 下列物质加入水中,显著放热的是 ( )

a.固体氢氧化钠 b.生石灰

c.无水乙醇 d.固体硝酸铵

答案:ab

ⅲ化学反应中能量变化的原因(难点)

化学反应中能量变化的主要原因为:

(1)在可比条件下,各种物质所具有的能量是不同的,如在同温下,1个h2o分子和1个hcl分子、1个o2分子和1个h2分子所具有的能量是不同的.

(2)能量是不能再生、也不能消灭的,只能从一种形式转化为另一种形式,如电能转化为光能或热能等,或从一种物质中传递到另一种物质中去.即能量守恒.

(3)化学反应都涉及到反应物和生成物,在任意一个化学反应中,各反应物所具有的总能量与各生成物所具有的总能量是不相等的,即有能量差.若反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,这个能量差就会转化成热能等形式放出来,即反应放出热量,若反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,就会通过吸收热能等形式的能量来补足这个能量差,即吸收热量.

(4)物质所具有的能量与放热反应、吸热反应关系的总结如图1-25所示,通过研究化学反应中能量变化的原理可知,化学反应的过程,可以看做是“贮存”在物质内部的能量转化为热能而被释放出来的过程,或者是热能转化为物质内部的能量而被 “贮存”起来的过程.

例如:在一定的条件下a与b反应生成c和d,其关系如图1-26所示:

体系(反应前)功尽弃 体系(反应前)

图1-26

(1)若e1>;;e2,反应体系的总能量(填“升高”或“降低”)_____,为(填“吸热”或“放热”)_____反应,其原因是____________.

(2)若e1〔分析〕 研究化学反应的能量变化,应从反应体系和环境两个方面进行分析(如图1-27所示).

答案:(1)降低;放热;反应物的部分内能通过化学反应转化为热能释放给环境

(2)升高,吸热;环境提供的能量转化成物质的内能“贮存”在生成物之中

同类变式1 吸热反应一定是 ( )

a.释放能量 b.贮存能量

c.反应物总能量高于生成物总能量 d.生成物总能量高于反应物总能量

答案:bd

同类变式2 知反应_ y=m n为放热反应,下列关于该反应的说法中,正确的是 ( )

a._的能量一定大于m

b.y的能量一定大于n

c._和y的总能量一定大于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反应

答案:c

同类变式3 下列说法中,正确的是

a.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应

b.放热的反应在常温下一定很容易发生

c.反应放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的大小

d.吸热反应在一定条件下也能发生

答案:cd

知识点2 燃料的充分燃烧

ⅰ燃料燃烧的概念

定义:燃料的燃烧,是组成燃料的物质(可燃物)与空气或氧气(助燃物)相互接触.在一定条件(如点燃)厂发生的化学反应.

思维拓展 空气或氧气不足,燃料能不能充分燃烧?燃料与空气或氧气的接触下充分,燃料能不能充分燃烧?

点拨 燃料燃烧的条件:有助燃剂;燃料和助燃刑的温度要达到或超过着火点.

燃烧充分燃烧的条件:有充足的助燃剂;燃料和助燃剂之间要有足够大的接触面积.

燃料发生燃烧足它充分燃烧的前提,但发生燃烧并不一定是充分燃烧。如:

2h2s o2 2s 2h2o h2s燃烧,但燃烧不充分.

2h2s 3o2 2so2 2h2o h2s燃烧,且燃烧充分.

ⅱ燃烧、充分燃烧的意义

(1)使有限的能源发挥的作用,节约能源.从如图1-28所示的曲线可知,在我国重视节约能源的必要性.

(2)降低环境污染的程度.现在用的燃料中都含有碳元素,这些燃料燃烧不充分 时会产生大量的co气体.co气体有毒,会污染环境,危害人体健康.当固体燃料不 充分燃烧时,还会增加烟尘的排放量而加重环境的污染.

注意 虽然燃烧需要足量的空气或氧气,但气体的通入量也要适当,否则,过 重的空气或氧气就会带走部分热量,同样会造成浪费.

说明 根据一定量的物质,其组成颗粒越小,则总表面积越大的原理,工业上常将固体燃料粉碎,或将液体燃料雾化,以增大燃料与空气或氧气的接触面积,提高 燃料燃烧的效率.

ⅲ煤炭加工后应用的重要意义

煤炭直接燃烧不仅产生大量的烟尘,而且煤中所含的硫在燃烧时会生成so2, so2是导致酸雨形成的主要原因之一.因此,发展洁净煤技术、减少污染物的排放、提高煤炭的利用率,已成为我国乃至国际上的一项重要研究课题.煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径.一些城市使用的水煤气或干馏煤气,它们都是煤经过一系列处理后的产物.例如,使焦炭在高温下与水蒸气反应,则生成co和h2:

c(s) h2o(g) co(g) h2(g)

固体煤经处理变为气体燃料后,不仅在燃烧时可以大大减少so2和烟尘对大气造成的污染,而且燃烧效率高,也便于输送.

煤经过处理后,除了可以得到气体燃料外,还可以得到液体燃料,如甲醇等.ⅳ煤炭燃烧所产生的大气污染物

(1)co对大气的污染

大气中co的主要来源是矿物燃料的不完全燃烧,如石油炼制、钢铁冶炼等.co 是排放量的大气污染物,目前每年人为排放的co的总量约为3亿吨~4亿吨, 其中一半以上来自汽车排放出的废气.过去曾认为co大部分来自人类活动,近年来的研究表明:co的自然排放量比人为排放量要大几倍,主要来自森林火灾、ch4的氧化、动植物的代谢等.co可被土壤中的微生物所吸收,但在大气中很稳定,不能被氧化成co2,故能在大气中停留很久.

co使人中毒的机理是它跟血液中血红蛋白的结合能力,比氧跟血红蛋白的结合能力大200倍~300倍.co被吸进肺里,跟血液中的血红蛋白(用hb表示)化合发生下述反应:

co hb·o2=hb.co o2

使血红蛋白携氧和向体内供氧的能力减弱或失去,导致慢性或急性中毒,出现一系列缺氧症状或窒息死亡.

(2)co2与“温室效应”

太阳辐射能到达地面前途经大气层时,大约有30%的辐射能经反射作用返回宇 宙空间,约有20%的辐射能被大气层吸收后,再反射回宇宙空间去.其余的约50太 阳辐射能以可见光的形式到达地面,其中相当大的一部分以地球长波辐射能的形式,又重新反射回大气层中,使地球表面平均温度不变.但是,当太阳辐射能到达地球表面时,地球大气层中的co2和水蒸气等在允许太阳能透过并到达地面的同时,它们还把部分长波辐射能反射回地球表面,使地球表面温度升高,这犹如在地球上空壤上了“玻璃层”,“玻璃层”允许太阳辐射能透过,但却阻止地面热量散发,致使地面温度上升,这种作用叫做“温室效应”.

“温室效应”的积极作用是控制地球表面的温度,适合于动植物的生存、繁衍.它是人类赖以生存的必要条件.如果没有“温室效应”,在夜间地球表面的温度就会下降到零下20℃,使地球表面昼夜温差悬殊.但是由于地球上人口激增,现代工业大量燃烧矿物燃料,使大气中的co2不断增加,致使co2吸收及反射回地面的长波辐射能增多,引起地面气温上升,因而造成“温室效应”加剧.

例如:下列说法中,不正确的是 ( )

a.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的co、so2等有害气体

b.煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径

c.在使用化石燃料时,为使之充分燃烧,需通人过量的空气

d.增大燃料与空气的接触面积可提高燃料的燃烧效率

〔分析〕 燃料燃烧时,由于空气不足、燃料与空气接触面积有限等因素会导致燃料燃烧不充分,这样造成的后果是产生的热量少,造成资源的浪费,同时还会产生有害气体污染环境.要除去这些缺点;一是增大燃料与空气的接触面积;二是发展洁净技术,如煤的气化和液化;三是通入足量的空气(如图1-29所示),但是过量空气又会带走部分热量造成损失,综上所述,只有c不正确.

答案:c

同类变式1 将煤处理后变为气体燃料的目的是 ( )

a.提高燃烧效率,减少大气污染 b.提高煤的价格

c.主要是为了更好地保管 d.减少运输环节

答案:ad

同类变式2 下列措施:①固体燃料粉碎;②液体燃料雾化;③煤经液化或气化处理;④通入尽可能多的空气。可提高燃料燃烧效率的是 ( )

a.①②④ b.①②③ c.①③④ d.全部

答案:b

实验研究

实验二 化学实验基本操作

精选读者点评

这个实验报告写得挺清楚,步骤、现象、结论都列得明明白白,连温度计使用提醒都加进去了,看得出你动手前认真读了要求。然而“功尽弃”那句明显是笔误,图1-26下面写着“体系(反应前)功尽弃”,肯定抄串行了,快圈出来改掉!

高二必修同步练习热效应

300字
主题:化学方程式、能量变化、定量计算、实验推断

11.已知a和b两气体在一定条件下可发生反应:2a bc 3d 4e,现将相对分子质量为m的a气体m g与适量b充入一密闭容器中,恰好完全反应后,有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后压强分别为6.06×106 pa和1.01×107 pa ,又测得反应共放热q kj,试根据以上事实写出该热化学方程式。

解析:欲写出该反应的热化学方程式,必须①搞清各物质的状态;②求出反应热,依题意设2 mol a 与1 mol b反应生成的气体的总物质的量为 _ mol。

3∶_=6.06×106∶1.01×107,_=5,即反应式生成物中气体分子的化学计量数和为5;依题意,d为液体,c和e为气体。又a为 mol 时,反应放出热量q kj。

答案:2a(g) b(g) pac(g) 3d(l) 4e(g) δh= kj·mol-1

精选读者点评

这个“液滴”细节藏巧思!后文立刻点出d是液体,遥相呼应得不着痕迹。唯独“pac(g)”怕是笔误?c前面漏了系数吧!

高二上册必修二反应热的计算

1350字
主题:能量守恒、状态函数、反应路径、焓变计算、热力学基础

化学反应热的计算

学习目标

利用盖斯定律书写热化学方程式或进行有关反应热的计算。

学习过程

一:知识链接

中 和 热 燃 烧 热

定 义

δh

谁的量要求1mol

表示中和热或燃烧热的热化学方程式与一般热化学方程式差异

概念要点

二:自主探究

探究1、已知c(s) 1/2 o2(g)=co(g) δh1

co(g)+12o2(g)===co2(g) δh2

c(s)+o2(g)===co2(g) δh3

(1) 请将1mol c(s)和1mol o2(g)总能量,1mol co(g)+12o2(g)总能量,1mol co2(g)总能量在右图找到相应的位置。

(2)、从上述图中你能发现δh1 δh2 δh3 之间有何关系?这是为什么呢?

(3)上述关系可通过以下框图来表示:

小结:盖斯定律

1.内容:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是________的,即化学反应的反应热只与反应体系的_______________有关,而与反应的途径无关。

2.应用:间接计算某些反应的反应热。

3.举例:如δh=________________。

注意:

应用盖斯定律计算常用以下方法:

(1)热化学方程式相加或相减,如由

c(s)+o2(g)===co2(g) δh1; c(s)+12o2(g)===co(g) δh2;

可得:co(g)+12o2(g)===co2(g) δh=δh1-δh2

牛刀小试:

(1)已知:2zn(s)+o2(g)===2zno(s) δh=-701.0 kj·mol-1

2hg(l)+o2(g)===2hgo(s) δh=-181.6 kj·mol-1

则反应zn(s)+hgo(s)===zno(s)+hg(l)的δh为:-------------

(2)已知:fe2o3(s)+3c(石墨)===2fe(s)+3co(g) δh=+489.0 kj·mol-1

co(g)+12o2(g)===co2(g) δh=-283.0 kj·mol-1

c(石墨)+o2(g)===co2(g) δh=-393.5 kj·mol-1

则4fe(s)+3o2(g)===2fe2o3(s) δh=________

(3)、[2026·广东卷] 在298 k、100 kpa时,已知:

2h2o(g)===o2(g)+2h2(g) δh1 cl2(g)+h2(g)===2hcl(g) δh2

2cl2(g)+2h2o(g)===4hcl(g)+o2(g) δh3

则δh3与δh1和δh2间的关系正确的是( )

a.δh3=δh1+2δh2 b.δh3=δh1+δh2

c.δh3=δh1-2δh2 d.δh3=δh1-δh2

三:合作探究

课本第12面 例1: 例2:

四:学习评价

1.已知:①2c(s)+o2(g)===2co(g) δh1,②2co(g)+o2(g)===2o2(g) δh2。下列说法中正确的是( )

a.碳的燃烧热为0.5δh1 kj/mol b.②能表示co燃烧的热化学方程式

c.碳的燃烧热δh=0.5(δh1+δh2) d.碳的燃烧热小于co的燃烧热

2.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为cuso4·5h2o(s)=====△cuso4(s)+5 h2o(l) δh=+q1 kj/mol,室温下,若将1 mol 无水硫酸铜溶解为溶液时放热q2 kj,则( ) a.q1>;;q2 b.q1=q2 c.q1

3.(2026·调研)已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷,放出18.39 kj热量,又知:

4p(白,s)+5o2(g)===2p2o5(s) δh1 4p(红,s)+5o2(g)===2p2o5(s) δh1

则δh1和δh2的关系正确的是( )

a.δh1=δh2 b.δh1>;;δh2 c.δh1

4.(2026·昆明高二期中)已知在298 k时下述反应的有关数据:c(s)+12o2(g)===co(g) δh1=-110.5 kj/mol;c(s)+o2(g)===co2(g) δh2=-393.5 kj/mol,则c(s)+co2(g)===2co(g)的δh( )a.+283.5 kj/mol b.+172.5 kj/mol c.-172.5 kj/mol d.-504 kj/mol

5.已知:铝热反应是放热反应,又知,常温下:4al(s)+3o2(g)===2al2o3(s) δh1

4fe(s)+3o2(g)===2fe2o3(s) δh2下面关于δh1、δh2的比较正确的是( )

a.δh1>;;δh2 b.δh1

6.n2(g)+2o2(g)===2no2(g) δh1=+67.7 kj·mol-1 n2h4(g)+o2(g)===n2(g)+2h2o(g) δh2=-534 kj·mol-1,则2n2h4(g)+2no2(g)===3n2(g)+4h2o(g)的δh是( )

a.-1 135.7 kj·mol-1 b.601.7 kj·mol-1

c.-466.3 kj·mol-1 d.1 000.3 kj·mol-1

7.(2026·湖北黄岗中学)已知化学反应的热效应与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,例如图(1)所示:δh1=δh2+δh3。根据上述原理和图(2)所示,判断对应的各反应热关系中不正确的是( )

a.a―→f δh=-δh6

b.a―→d δh=δh1+δh2+δh3

c.δh1+δh2+δh3+δh4+δh5+δh6=0

d.δh1+δh6=δh2+δh3+δh4+δh5

8.已知热化学方程式2h2(g)+o2(g)===2h2o(l) δh1<0,则关于2h2o(l)===2h2(g)+o2(g) δh2的说法不正确的是( )

a.热化学方程式中的化学计量数只表示分子数 b.该反应的δh2应大于零

c.该反应的δh2=-δh1

d.该反应可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应

9.假定反应体系的始态为s,终态为l,它们之间变化如图所示:sδh1δh2l,则下列说法不正确的是( )

a.若δh1<0,则δh2>;;0 b.若δh1<0,则δh2<0

c.δh1和δh2的绝对值相等 d.δh1+δh2=0

10.1 mol ch4气体完全燃烧放出的热量为802 kj,但当不完全燃烧生成co和h2o时,放出的热量为519 kj。如果1 mol ch4与一定量o2燃烧生成co、co2、h2o,并放出731.25 kj的热量,则一定量o2的质量为( )

a.40 g b.56 g c.60 g d.无法计算

11.乙醇的燃烧热为δh1,甲醇的燃烧热为δh2,且δh1

a.δh3-δh2δh3-δh1 b.δh2-δh3δh3-δh1 c.δh2-δh3δh1-δh3 d.δh3-δh1δh2-δh3

12.已知25 ℃、101 kpa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

c(石墨,s)+o2(g)===co2(g) δh=-393.51 kj·mol-1①

c(金刚石,s)+o2(g)===co2(g) δh=-395.41 kj·mol-1②

据此判断,下列说法中正确的是( )

a.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时石墨的能量比金刚石的低

b.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时石墨的能量比金刚石的高

c.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时石墨的能量比金刚石的低

d.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时石墨的能量比金刚石的高

13.氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为:

h2(g)+1/2o2(g)===h2o(l) δh=-285.8 kj/mol

co(g)+1/2o2(g)===co2(g) δh=-283.0 kj/mol

c8h18(l)+25/2o2(g)===8co2(g)+9h2o(l) δh=-5 518 kj/mol

ch4(g)+2o2(g)===co2(g)+2h2o(l) δh=-890.3 kj/mol

相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是( )

a.h2 b.co c.c8h18 d.ch4

14.已知25 ℃、101 kpa条件下:

(1)4al(s)+3o2(g)===2al2o3(s) δh=-2 834.9 kj·mol-1

(2)4al(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o3为吸热反应

b.等质量的o2比o3能量低,由o2变o3为放热反应

c.o3比o2稳定,由o2变o3为吸热反应

d.o2比o3稳定,由o2变o3为放热反应

15.已知:h2(g)+1/2o2(g)===h2o(l) δh=-285.83 kj/mol

co(g)+1/2o2(g)===co2(g) δh=-282.9 kj/mol

若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4 g h2o(l),并放出114.3 kj热量,则混合气体中co的物质的量为 ( )

a.0.22 mol b.0.15 mol c.0.1 mol d.0.05 mol

五:总结与反思

精选读者点评

这节课的盖斯定律讲得挺扎实,图示和框图都用上了,学生能自己推导出δh3=δh1+δh2,说明理解了能量守恒这个根子。然而“中 和 热 燃 烧 热”那块排版太散,孩子容易漏看“1mol谁”,建议把关键词加粗或圈出来。