《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

3. 随着聚酯工业的快速发展，工业上对氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为当前科学研究的热点。Deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行：
$CuCl_2(s) = CuCl(s) + \frac{1}{2}Cl_2(g) \Delta H_1 = +83 kJ · mol^{-1}$ ①；
$CuCl(s) + \frac{1}{2}O_2(g) = CuO(s) + \frac{1}{2}Cl_2(g) \Delta H_2 = -20 kJ · mol^{-1}$ ②；
$CuO(s) + 2HCl(g) = CuCl_2(s) + H_2O(g) \Delta H_3 = -121 kJ · mol^{-1}$ ③。
则氯化氢与氧气反应生成氯气和水蒸气的热化学方程式为$4HCl(g)+O_2(g)\xlongequal\ 2Cl_2(g)+2H_2O(g)\ \Delta H=-116\ kJ· mol^{-1}$。

答案： 3.答案$4HCl(g)+O_2(g)\xlongequal\ 2Cl_2(g)+2H_2O(g)\ \Delta H=-116\ kJ· mol^{-1}$
解析：根据盖斯定律，①$×2+$②$×2+$③$×2$可得$4HCl(g)+O_2(g)\xlongequal\ 2Cl_2(g)+2H_2O(g)\ \Delta H=2\Delta H_1+2\Delta H_2+2\Delta H_3=(+83\ kJ· mol^{-1})×2+(-20\ kJ· mol^{-1})×2+(-121\ kJ· mol^{-1})×2=-116\ kJ· mol^{-1}$。

1. 能源及能源的综合利用
(1)概念：自然界中，能为人类提供能量的物质或物质运动统称能源。
(2)种类：包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
(3)能源开发的重要意义
①我国的能源结构
目前，我国能源消费快速增长，消费结构以煤为主，以石油、天然气为辅，以核能、风能、、太阳能为补充。
②能源危机的解决方法
一方面必须“开源”，即开发核能、风能、太阳能等新能源；另一方面需要“节流”，加大节能减排的力度，提高能源的利用效率。
(4)燃料综合应用
①直接燃煤的危害：不仅利用效率低，而且会产生大量固体垃圾和多种有害气体。
②煤的综合利用方法：工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。

答案： 1.
(2)太阳能 风能 水能 化石燃料
(3)煤 石油 天然气 核能 风能 开源 节流 利用效率

2. 摩尔燃烧焓
(1)定义：在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，并指定物质中所含有的氮元素氧化为$N_2(g)$、氢元素氧化为$H_2O(l)$、碳元素氧化为$CO_2(g)$。
(2)意义：甲烷的摩尔燃烧焓为$-890.3 kJ · mol^{-1}$或$\Delta H = -890.3 kJ · mol^{-1}$，它表示 298 K、101 kPa 时，1 mol甲烷完全燃烧生成$CO_2$和液态$H_2O$时放出 890.3 kJ 的热量。
(3)计算：由摩尔燃烧焓的定义可知：298 K、101 kPa 时，可燃物完全燃烧产生的热量 = 可燃物的物质的量×其摩尔燃烧焓，即$Q_{放} = n$(可燃物)×|$\Delta H$|以及物质的摩尔燃烧焓：$\Delta H =$。此公式中的$\Delta H$是指物质的摩尔燃烧焓，而不是指一般反应的反应热。

答案： 2.
(1)反应温度和压强 纯物质 焓变 $N_2(g)$ $H_2O(l)$ $CO_2(g)$
(2)$1\ mol\ CO_2$ 液态$H_2O$

1. 我国目前使用的主要能源是化石燃料。 (√)
2. 科学家正在研究开发太阳能、风能、潮汐能等新能源，并取得了一定进展。 (√)
3. 1 mol$H_2$完全燃烧生成 1 mol 水蒸气时放出的热量为$H_2$的摩尔燃烧焓。 (×)
4. 摩尔燃烧焓的数值与参与反应的可燃物的物质的量成正比。 (×)

答案： 1.√ 2.√ 3.× 4.×

1. 1.5 g 火箭燃料二甲基肼$(CH_3—NH—NH—CH_3)$完全燃烧，放出 50 kJ 热量，则二甲基肼的摩尔燃烧焓$\Delta H$为-2000 kJ/mol。

答案： 1.提示：$1.5\ g$二甲基肼的物质的量是$0.025\ mol$，根据摩尔燃烧焓的定义可知，$1\ mol$二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为$(\frac{1}{0.025}×50)\ kJ = 2000\ kJ$，即二甲基肼的摩尔燃烧焓$\Delta H = -2000\ kJ/mol$。

2. 已知：$N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \Delta H = -92.4 kJ · mol^{-1}$；
$N_2(g) + O_2(g) = 2NO(g) \Delta H = +180 kJ · mol^{-1}$；
$2H_2(g) + O_2(g) = 2H_2O(l) \Delta H = -571.6 kJ · mol^{-1}$。
试写出表示氨的摩尔燃烧焓的热化学方程式：$NH_3(g)+\frac{3}{4}O_2(g)\xlongequal\ \frac{1}{2}N_2(g)+\frac{3}{2}H_2O(l)\ \Delta H = -382.5\ kJ· mol^{-1}$。

答案： 2.提示：$NH_3(g)+\frac{3}{4}O_2(g)\xlongequal\ \frac{1}{2}N_2(g)+\frac{3}{2}H_2O(l)\ \Delta H = -382.5\ kJ· mol^{-1}$，本题考查热化学方程式的计算，从盖斯定律入手，①$N_2(g)+3H_2(g)\xlongequal\ 2NH_3(g)$，②$2H_2(g)+O_2(g)\xlongequal\ 2H_2O(l)$，②$×\frac{3}{4}-$①得出$NH_3(g)+\frac{3}{4}O_2(g)\xlongequal\ \frac{1}{2}N_2(g)+\frac{3}{2}H_2O(l)\ \Delta H=(-571.6×\frac{3}{4}+\frac{92.4}{2})\ kJ· mol^{-1}=-382.5\ kJ· mol^{-1}$。