1.2 热化学方程式 燃烧热(分层作业)-【大单元教学】2024-2025学年高二化学同步备课系列(人教版2019选择性必修1)
2024-06-25
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2份
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21页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 反应热 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 447 KB |
| 发布时间 | 2024-06-25 |
| 更新时间 | 2024-08-09 |
| 作者 | 学科网化学精品工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·大单元教学 |
| 审核时间 | 2024-06-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45959569.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
“高中化学单元教学精品课程”课时作业设计单
基本信息
单元名称
化学反应的热效应
年级
高二年级
学期
秋季
课时题目
热化学方程式 燃烧热
作业目标
通过作业检测进一步巩固对热化学方程式和燃烧热的理解并进一步检测对化学方程式的书写掌握情况。
作业设计
精选题目
设计意图
基础巩固
一、选择题
1.下列关于热化学方程式的说法错误的是( )
A.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
B.热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量,可以用整数或者简单分数
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
D.同一化学反应,反应条件不同ΔH可能相同
2.实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
3.根据碘与氢气反应的热化学方程式
①I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1
②I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·mol-1
下列判断正确的是( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.4 mol HI(g)分解为I2(g)和H2(g)吸收9.48 kJ能量
D.反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低
4.下列关于反应热的说法正确的是( )
A.和反应的中和热,相同条件下稀和反应的中和热
B.一定条件下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
C.肼完全燃烧放热,表示肼燃烧热的热化学方程式:
D.已知红磷比白磷更稳定,
5.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶3
通过完成本组习题让学生对热化学方程式更加清晰。
综合运用
6.下列说法正确的是( )
A.乙烯完全燃烧时,放出的热量就是乙烯的燃烧热
B.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.由2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1可知,CO的燃烧热为283 kJ·mol-1
D.乙炔的燃烧热为1 299.6 kJ·mol-1,则反应2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1
7.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
C.500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ
D.H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1,则相同条件下,2 mol HF气体的能量小于1 mol氢气和1 mol氟气的能量之和
8.下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( )
A.NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)===CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1
9.乙醇汽油是普通汽油与燃料乙醇调和而成的,它可有效改善汽油的性能和质量,降低CO、碳氢化合物等主要污染物的排放。乙醇的燃烧热是1 366.8 kJ·mol-1。燃烧1 mol这种乙醇汽油生成CO2和液态水,放出的热量为Q kJ,测得该汽油中乙醇与汽油的物质的量之比为1∶9。有关普通汽油(CxHy)燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l) ΔH=(-Q+1 366.8)kJ·mol-1
B.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l) ΔH=- kJ·mol-1
C.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l) ΔH=- kJ·mol-1
D.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l)ΔH=(-+151.9)kJ·mol-1
10.Na2CO3(aq)与盐酸反应过程中的能量变化示意图如下,下列选项正确的是( )
A.H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l)为放热反应
B.CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH=a kJ/mol
C.HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(c-b) kJ/mol
D.CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(a+b-c) kJ/mol
通过本组的训练更好地检测学生对热化学方程式和燃烧热的掌握程度。
拓展提升
2、 问答题
1.根据所给信息完成下列热化学方程式:
(1)已知1 mol C(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量,请写出该反应的热化学方程式 。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式: 。
(3)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式: 。
(4)根据下列图示,写出反应的热化学方程式。
图①: ;
图②: 。
2.已知C、H2、CO燃烧热数据如下表所示:
物质
C
H2
CO
ΔH/(kJ·mol-1)
-393.5
-285.8
-283.0
(1)①写出C完全燃烧的热化学方程式:
。
②写出表示CO燃烧热的热化学方程式:
。
(2)现以H2或CO为燃料来提供热能,从热能的角度考虑,你认为应该选择 (填写字母)
A.H2 B.CO C.均可以
理由是 。
3.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题,回答下列问题:
(1)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量,则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1(b>0)的反应中,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要 (填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。
(3)关于用水制取二次能源氢气,以下研究方向不正确的是( )
A.组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二次能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊催化剂,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
(4)已知下列两个热化学方程式:
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
其中,能表示燃烧热的热化学方程式为
。
4.依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则表示该反应的中和热的热化学方程式为
。
(2)CH3OH是优质液体燃料。在25 ℃、101 kPa下,每充分燃烧1 g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68 kJ的热量。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式: 。
(3)如图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
。
(4)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。
试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式
。
(5)现在城市居民使用的天然气的主要成分是CH4。其燃烧热为890.3 kJ/mol,则表示CH4燃烧热的热化学方程式为 。
5.已知一些烷烃的燃烧热如下表:
化合物
燃烧热/(kJ/mol)
化合物
燃烧热/(kJ/mol)
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
异戊烷
3 531.3
(1)热稳定性:正丁烷 (填“>”或“<”)异丁烷。
(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式
。
(3)相同物质的量的烷烃,碳原子数越多,燃烧放出的热量越 (填“多”或“少”)。
(4)有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3 540 kJ/mol左右”,你认为正确吗? 。理由是
。
检测新情境下对知识的迁移应用、综合思维能力。
作业展示与评估
1.展示要求:以图片形式展示学生所完成的典型作业,图片内容清晰,布局均衡、排版合理。
2.教师评估:鼓励单元作业设计者展示对学生作业的多元化评价,例如通过引进师生对评、生生互评等丰富教师对学生作业的评价维度和角度,实现教师对学情的精准把握,为进一步完善教学设计进行创新性探索。
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学科网(北京)股份有限公司
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“高中化学单元教学精品课程”课时作业设计单
基本信息
单元名称
化学反应的热效应
年级
高二年级
学期
秋季
课时题目
热化学方程式 燃烧热
作业目标
通过作业检测进一步巩固对热化学方程式和燃烧热的理解并进一步检测对化学方程式的书写掌握情况。
作业设计
精选题目
设计意图
基础巩固
一、选择题
1.下列关于热化学方程式的说法错误的是( )
A.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
B.热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的量,可以用整数或者简单分数
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
D.同一化学反应,反应条件不同ΔH可能相同
【答案】C
【详解】化学反应参加反应的物质的物质的量越多,总能量越大,则吸收或放出的热量越多,A正确;热化学方程式中各物质的化学计量数实际为物质的物质的量,可以用整数或者简单分数,B正确;热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示室温常压下的数据,不是标准状况下的数据,C错误;ΔH只与反应物和生成物状态有关,与反应条件无关,D正确。
2.实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
【答案】A
【详解】A.1mol氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,热化学反应方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,故A正确;
B.焓变的单位是kJ/mol,不是kJ,故B错误;
C.根据题意,甲烷燃烧生成液态水时的热化学反应方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,气态水转化成液态水放出热量,因此CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH>-890.3 kJ·mol-1,故C错误;D.甲烷燃烧是放热反应,ΔH<0,故D错误;答案为A。
3.根据碘与氢气反应的热化学方程式
①I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1
②I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·mol-1
下列判断正确的是( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.4 mol HI(g)分解为I2(g)和H2(g)吸收9.48 kJ能量
D.反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低
【答案】D
【详解】A项,因为是可逆反应,所以不能进行完全,放出的热量小于9.48 kJ,错误;B项,1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差26.48 kJ-(-9.48 kJ)=35.96 kJ,错误;C项,4 mol HI(g)分解为I2(g)和H2(g)吸收的热量为9.48 kJ×2=18.96 kJ,错误;D项,等量的同一物质,固态物质的能量比气态物质的能量低,反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低,正确。
4.下列关于反应热的说法正确的是( )
A.和反应的中和热,相同条件下稀和反应的中和热
B.一定条件下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放热,其热化学方程式为
C.肼完全燃烧放热,表示肼燃烧热的热化学方程式:
D.已知红磷比白磷更稳定,
【答案】D
【详解】A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol
,硫酸和Ba(OH)2反应生成硫酸钡沉淀和水,由于生成沉淀也要放热,则0.5molH2SO4和足量Ba(OH)2反应放出的热量大于盐酸和氢氧化钠反应1mol液态H2O时放出的热量、即大于57.3kJ,则0.5molH2SO4和足量Ba(OH)2反应的ΔH<-57.3 kJ/mol
,故A错误;
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 是可逆反应,一定条件下,将1molSO2和0.5molO2置于密闭的容器中充分反应生成SO3(g),放热73kJ,则2molSO2和0.5molO2充分反应生成2molSO3,放热大于146kJ,故B错误;
C.燃烧热是指在一定压强下,1 mol的可燃物完全燃烧生成稳定的物质的时候所放出的热量;1mol肼N2H4(g)完全燃烧放热534kJ,表示肼燃烧热的热化学方程式中N元素应转变为氮气、而不是NO,故C错误;
D.能量越低越稳定。已知红磷比白磷更稳定,则P4(s,白磷)= P4(s,白磷) ΔH<0答案选D。
5.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ/mol
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶3
【答案】 C
【详解】 根据热化学方程式可知:H2的燃烧热为571.6 kJ/mol÷2=285.8 kJ/mol,生成的n(H2O)==0.2 mol,参加反应的H2为0.2 mol,故H2燃烧放出的热量为0.2 mol×285.8 kJ/mol=57.16 kJ,CO燃烧放出的热量为113.74 kJ-57.16 kJ=56.58 kJ,故n(CO)===0.2 mol。则n(H2)∶n(CO)=1∶1。
通过完成本组习题让学生对热化学方程式更加清晰。
综合运用
6.下列说法正确的是( )
A.乙烯完全燃烧时,放出的热量就是乙烯的燃烧热
B.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.由2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1可知,CO的燃烧热为283 kJ·mol-1
D.乙炔的燃烧热为1 299.6 kJ·mol-1,则反应2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,没指明乙烯为1mol,故A错误;
B.没指明碳完全燃烧生成指定产物CO2(g),故B错误;
C.2molCO完全燃烧放出热量566kJ,则1molCO完全燃烧生成CO2(g)放出热量为283kJ,所以其燃烧热为283 kJ·mol-1,故C正确;
D.热化学方程式中生成物水应为液态,故D错误;
答案选C。
7.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
C.500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ
D.H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1,则相同条件下,2 mol HF气体的能量小于1 mol氢气和1 mol氟气的能量之和
【答案】 D
【详解】 A项反应是吸热反应,说明石墨的总能量低于金刚石的总能量,石墨较稳定,A错误;氢气的燃烧热是指1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,单位是kJ·mol-1,气态水液化时放出热量,由2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1可知,其燃烧热大于483.6 kJ·mol-1÷2=241.8 kJ·mol-1,B错误;合成氨是可逆反应,1.5 mol H2在氮气过量的情况下也不可能全部转化为生成物,放出的热量应小于46.2 kJ,C错误;D项反应是放热反应,说明反应物的总能量大于生成物的总能量,D正确。
8.下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( )
A.NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)===CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1
【答案】B
【详解】A.N元素的稳定氧化物是NO2,不是NO;H2O的稳定状态是液态不是气态,因此该方程式不能表示NH3的燃烧热,A错误;B.符合燃烧热的概念及热化学方程式表示方法,B正确;C.反应物CO的物质的量不是1 mol,因此不能表示燃烧热,C错误;D.CH3CH2OH完全燃烧产生CO2,不是CH3CHO,因此不能表示燃烧热,D错误。
9.乙醇汽油是普通汽油与燃料乙醇调和而成的,它可有效改善汽油的性能和质量,降低CO、碳氢化合物等主要污染物的排放。乙醇的燃烧热是1 366.8 kJ·mol-1。燃烧1 mol这种乙醇汽油生成CO2和液态水,放出的热量为Q kJ,测得该汽油中乙醇与汽油的物质的量之比为1∶9。有关普通汽油(CxHy)燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l) ΔH=(-Q+1 366.8)kJ·mol-1
B.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l) ΔH=- kJ·mol-1
C.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l) ΔH=- kJ·mol-1
D.CxHy(l)+(x+)O2(g)===xCO2(g)+H2O(l)ΔH=(-+151.9)kJ·mol-1
【答案】D
【详解】0.9 mol普通汽油完全燃烧放出的热量为Q kJ-1 366.8 kJ·mol-1×0.1 mol=(Q-136.68)kJ,所以1 mol普通汽油完全燃烧放出的热量为(Q-136.68)kJ=(Q-151.9)kJ,故ΔH=(-+151.9)kJ/mol,D选项正确。
10.Na2CO3(aq)与盐酸反应过程中的能量变化示意图如下,下列选项正确的是( )
A.H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l)为放热反应
B.CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH=a kJ/mol
C.HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(c-b) kJ/mol
D.CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(a+b-c) kJ/mol
【答案】C
【详解】根据H2CO3(aq)和CO2(g)、H2O(l)的能量高低可知,H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l)为吸热反应,A项错误;CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH=-a kJ/mol,B项错误;HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l)此反应为吸热反应,ΔH>0,故ΔH=(c-b) kJ/mol,C项正确;CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=(c-a-b) kJ/mol,D项错误。
通过本组的训练更好地检测学生对热化学方程式和燃烧热的掌握程度。
拓展提升
2、 问答题
1.根据所给信息完成下列热化学方程式:
(1)已知1 mol C(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量,请写出该反应的热化学方程式 。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式: 。
(3)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式: 。
(4)根据下列图示,写出反应的热化学方程式。
图①: ;
图②: 。
【答案】(1)C(石墨,s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
(2)NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
(3)NH3(g)N2(g)+H2(g) ΔH=+46.2 kJ·mol-1
(4)①CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ/mol
2.已知C、H2、CO燃烧热数据如下表所示:
物质
C
H2
CO
ΔH/(kJ·mol-1)
-393.5
-285.8
-283.0
(1)①写出C完全燃烧的热化学方程式:
。
②写出表示CO燃烧热的热化学方程式:
。
(2)现以H2或CO为燃料来提供热能,从热能的角度考虑,你认为应该选择 (填写字母)
A.H2 B.CO C.均可以
理由是 。
【答案】 (1)①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
(2)A 相同质量的H2和CO燃烧,H2放出的热量多
【详解】 (1)燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,所以表示C燃烧热的热化学方程式为:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1;表示CO燃烧热的热化学方程式CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1。
(2)1 g H2完全燃烧放出的热量为(285.8/2)kJ=142.9 kJ,而1 g CO完全燃烧放出的热量为283/28 kJ=10.1 kJ,所以等质量条件下,H2放出热量更多。
3.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题,回答下列问题:
(1)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量,则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1(b>0)的反应中,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要 (填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。
(3)关于用水制取二次能源氢气,以下研究方向不正确的是( )
A.组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二次能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊催化剂,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
(4)已知下列两个热化学方程式:
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
其中,能表示燃烧热的热化学方程式为
。
【答案】 (1)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.89 kJ·mol-1 (2)小于 吸收 (3)AC (4)B
【详解】 (1)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水,依据2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量,则1 mol乙醇完全燃烧生成液态水放出的热量为59.43 kJ×23=1 366.89 kJ,故乙醇燃烧的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.89 kJ·mol-1。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)反应的ΔH>0,该反应是吸热反应,反应物具有的总能量小于生成物的总能量,在发生化学反应时,反应物就需要吸收能量;(3)氧气是助燃的,且水不分解也就是物质不变化,物质不变化也就不会产生新物质,不会产生新物质就不会产生氢气,故A项错误;水分解是吸热反应,故C项错误;综上,本题选AC;(4)燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,据题给的热化学方程式可知,B能表示C3H8燃烧的热化学方程式。
4.依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则表示该反应的中和热的热化学方程式为
。
(2)CH3OH是优质液体燃料。在25 ℃、101 kPa下,每充分燃烧1 g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68 kJ的热量。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式: 。
(3)如图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
。
(4)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。
试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式
。
(5)现在城市居民使用的天然气的主要成分是CH4。其燃烧热为890.3 kJ/mol,则表示CH4燃烧热的热化学方程式为
。
【答案】(1)NaOH(aq)+HCl(aq)===NaOH(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol
(2)CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ/mol
(3)NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/mol
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a)kJ/mol
(5)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol
【详解】 (1)含20.0 g即0.5 mol NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则1 mol NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出57.4 kJ的热量,表示该反应的中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)===NaOH(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol。(2)在25 ℃、101 kPa下,每充分燃烧1 g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68 kJ的热量。则充分燃烧1 mol CH3OH并恢复到原状态,会释放32×22.68 kJ=725.76 kJ的热量,表示CH3OH燃烧热的热化学反应方程式为:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ/mol。(3)焓变等于134 kJ/mol-368 kJ/mol=-234 kJ/mol。则NO2和CO反应的热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJ/mol。(4)由图知:对反应N2(g)+3H2(g)2NH3(l),ΔH=2×(a-b-c)kJ/mol=-2(b+c-a)kJ/mol,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a)kJ/mol。(5)燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,因此,表示CH4燃烧热的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol。
5.已知一些烷烃的燃烧热如下表:
化合物
燃烧热/(kJ/mol)
化合物
燃烧热/(kJ/mol)
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
异戊烷
3 531.3
(1)热稳定性:正丁烷 (填“>”或“<”)异丁烷。
(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式
。
(3)相同物质的量的烷烃,碳原子数越多,燃烧放出的热量越 (填“多”或“少”)。
(4)有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3 540 kJ/mol左右”,你认为正确吗? 。理由是
。
【答案】 (1)< (2)C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 560.8 kJ/mol (3)多 (4)正确 正丁烷的燃烧热比异丁烷的略大,所以正戊烷的燃烧热亦应略大于异戊烷
【详解】 (1)正丁烷的燃烧热比异丁烷的燃烧热大,说明正丁烷具有的能量高于异丁烷,所以热稳定性:正丁烷<异丁烷。
(2)C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 560.8 kJ/mol。(3)由表中数据分析,碳原子数越多,燃烧热越大,所以相同物质的量的烷烃燃烧时放出的热量随碳原子数的增多而增多。(4)由表中数据分析,正丁烷的燃烧热比异丁烷略大,所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷,此同学的估计合理。
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作业展示与评估
1.展示要求:以图片形式展示学生所完成的典型作业,图片内容清晰,布局均衡、排版合理。
2.教师评估:鼓励单元作业设计者展示对学生作业的多元化评价,例如通过引进师生对评、生生互评等丰富教师对学生作业的评价维度和角度,实现教师对学情的精准把握,为进一步完善教学设计进行创新性探索。
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