鲁科版高中化学选修四化学反应原理全册学案.docx

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1、第一章 化学反响中能量转化第1节 化学反响热效应【学习目的】1、理解反响热和焓含义。2、理解测量反响热试验原理。3、驾驭热化学方程式书写和焓变计算【教学策略】授课时数：1课时教学重点：反响热、焓变、热化学方程式。教学难点：热化学方程式书写和焓变计算。【学问梳理】 1、反响热：概念： 符号： 2、理论计算反响反响热：化学反响本质：旧键 和新键 ，前者 热量，后者 热量。故一个反响是吸热反响还是放热反响，就取决于断键汲取热量多，还是形成新键放出热量多。须要用这些键键能计算，以H2与Cl2反响生成HCl为例分析。分析：HH、ClCl、HCl键键能分别为436kJ/mol、243kJ/mol、431k

2、J/mol，反响方程式为：H2Cl22HCl。由反响知每1molH2、1molCl2反响生成2molHCl。1molH2、1molCl2化学键断裂时汲取总能量为：Q吸1mol436kJ/mol1mol243kJ/mol679kJ。生成2molHCl放出热量为：Q放2mol431kJ/mol862kJ。可知，放出热量大于汲取热量。该反响为放热反响，共放出热量：862kJ679kJ183kJ。 3、测反响反响热：用量热计进展测定，如以下图为简易量热计示意图，测定方法是：反响物溶液参与量热计内筒并快速混合、搅拌，测量反响前后溶液温度变更值，利用公式：Qc(T2T1)计算，式中c为体系热容。 热容：当

3、物质汲取热量使温度每上升1K 所汲取热量称为该物质热容，用符号c表示，单位是JK-1。单位质量物质热容称为比热容，简称比热，单位是JK-1g-1。常温下，液态水比热为4.18JK-1g-1，该数据可代入上式用于计算。 试验探究：测定中和反响反响热：(1)量热计内筒中参与100mL、1.0mol/L盐酸，记录初始温度T1。(2)取100mL、1.1mol/LNaOH 溶液，温度与T1一样(NaOH 浓度稍大些，是为了保证酸完全反响)。(3)碱溶液快速倒入量热计内筒中，匀速搅拌，记录体系到达最高温度T2。(4)计算反响热：Qc(T2T1)。此处，可假设溶液比热等于水比热，用同样方法分别测定KOH溶

4、液与盐酸、NaOH溶液与硝酸反响反响热。发觉这三个反响反响热一样。因为三者都是强酸与强碱反响。反响本质都为： HOHH2O，故反响热一样。 二、化学反响焓变：1、焓与焓变(1)焓： (2)焓变： 符号及单位 说明数学表达式为QPH(QP表示在压强不变条件下化学反响反响热)成立条件： QPH生成物H反响物=H可见，焓变H能表示反响热，用H表示反响吸热或放热。H0，反响产物焓 反响物焓，反响 热量，为 反响。H0，反响产物焓 反响物焓，反响 热量，为 反响。H、Q都可以表示吸热反响、放热反响，二者表示角度不同，结果一样。2、热化学方程式：(1)概念： 含义： (2)热化学方程式书写要注明反响温度和

5、压强，假设反响是在298K和1.013105Pa条件下进展，可不予注明。要注明反响物和生成物聚集状态或晶型。常用s、l、g分别表示固体、液体、气体。H与方程式计量系数有关，留意方程式中化学计量系数与对应H不要弄错，计量系数以“mol为单位，可以是小数或分数。假设反响逆向进展，H变更符号，确定值不变。在所写化学反响计量方程式后写下H数值和单位，方程式与H应用分号隔开。当H为“或H0时，为放热反响，当H为“或H0时，为吸热反响。 三、反响焓变计算。1、盖斯定律： 2、计算化学反响焓变盖斯定律说明反响热效应与途径无关，可以利用该定律分析热效应。如：H2(g)O2(g)H2该反响可看成如下过程： 反响

6、分步进展热效应如下：1、H2(g)2H(g)；H12、O2(g)O(g)；H23、2H(g)O(g)H2O(g)；H34、H2O(g)H2O(l)；H4这4个反响合并出总反响为：H2(g)O2(g)H2O(l)；H431.8kJ/mol(244.3kJ/mol)(917.9kJ/mol)(44.0kJ/mol)285.8kJ/mol上述过程验证了盖斯定律，同时运用盖斯定律，可随意计算一个反响反响热。【典例解析】例1、以下说法正确是( )A、须要加热才能发生反响确定是吸热反响。B、任何放热反响在常温条件下确定能发生反响。C、反响物和生成物所具有总能量确定了反响是放热还是吸热。D、吸热反响在确定条

7、件下(如高温、加热等)也能发生反响。解析：此题考察学生对吸热反响和放热反响根本概念驾驭状况。认为需加热反响确定是吸热反响是错误，事实上，假设反响需持续不断地加热，那么反响确定是吸热，如CCO22CO是吸热反响。反响开始时需加热反响可能是吸热反响，也可能是放热反响。化学反响能量变更主要表现为放热或吸热，反响是放热还是吸热主要取决于反响物和生成物所具有总能量相对大小。放热反响和吸热反响在确定条件下都能发生。答案：CD 。 例2、 试利用298K时，下述反响焓变试验数据，计算在此温度下C(S，石墨)O2(g)CO(g)反响焓变。C(S，石墨)O2(g)CO2(g)；H1CO(g)O2(g)CO2(g

8、)；H2解：把题中两个反响相减：C(S，石墨)O2(g)CO2(g)；H1CO(g)O2(g)CO2(g)；H2总反响为：C(S，石墨)O2(g)CO(g)；H3 由盖斯定律知，总反响H3H1H2答：298K时，C(S，石墨)O2盖斯定律是指分步反响与总反响关系，上述例题中要表达出反响总和，可把第二个反响改写为：CO2(g)CO(g)O2(g)；HH2283.0kJ/mol。这种改写在题目中常常用到，反响改为逆反响，那么焓变符号也正好相反，但确定值不能发生变更。结论：假设一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，那么该反响焓变为这几个化学反响焓变代数和。例3、以下热化学方程式书写正确是

9、A、2SO2O2SO3-1 B、H2(g)O2(g)H2O(1)；H241.8kJmol-1 C、H2(g) O2(g)H2O(g)；H 285.8kJmol-1 D、2H2(g)O2(g)2H2O(1)；H571.6kJmol-1 E、C(s)O2(g)CO2(g)；H393.5kJmol -1 解析：要明确热化学方程式书写规那么，物质状态变更伴随着热效应，H2和O2反响生成气态水比生成液态水放出热量少。书写热化学方程式必需留意以下几点： 要注明反响热与生成物各物质状态，A错； 吸热反响H0，体系能量上升；放热反响，H0，生成物总量小于反响物总能量，E错。氢气和氧气反响生成气态水比生成液态水

10、放出热量少，因为有部分热量用于水气化，所以B、C都错。答案：D。 【随堂演练】1、反响C(石墨) C(金刚石)是吸热反响，由此可知( )A、石墨比金刚石稳定。 B、石墨比金刚石不稳定。C、石墨和金刚石可以互相转化。 D、石墨和金刚石不行以互相转化。2、今有如下三个热化学方程式：H2(g)O2(g)H2O(g)；HakJ/molH2(g)O2(g)H2O(1)；HbkJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(1)；HckJ/mol关于它们以下表述正确是( )A、它们都是吸热反响。B、a，b和c均为正值。C、ab D、2bc3、反响XYMN为放热反响，该反响以下说法正确是( )A、X能量确定高于M

11、。B、Y能量确定高于N。C、X和Y总能量确定高于M和N总能量。D、因该反响为放热反响，所以确定不必加热就可以发生。4、在25，101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反响热化学方程式正确是( )A、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(g)H48.40kJmol-1B、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(1)H5518kJmol-1C、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(1)H5518kJmol-1 D、C8H18(1)O2(g)8CO2(g)9H2O(1)H48.40kJmol-1 5、在同温同压

12、下，以下各组热化学方程式中，ab(a0，0)是A、S(s)O2(g)SO2(g)；HakJ/molS(g)O2(g)SO2(g)；Hb kJ/molB、2H2(g)O2(g)2H2O(1)；HakJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(g)；HbkJ/molC、H2(g)Cl2(g) 2HCl(g)；HakJ/molH2(g)Cl2(g)HCl(g)；HbkJ/molD、C(s)O2(g)CO2(g)；HakJ/molC(s)O2(g)CO(g)；H bkJ/mol6、方程式 2H2(g)O2(g)2H2O(1)；H1571.6kJmol-1，那么关于方程式2H2O(1)2H2(g)O2(g

13、)；H2？说法中正确是( )A、方程式中化学计量数表示分子数。B、该反响H2大于零。C、该反响H2571.6kJmol-1。D、该反响可表示36g水分解时热效应。【实力提升】4完全燃烧生成液态水时放出222.5kJ热量，那么以下方程式正确是( )A、2CH4(g)4O2(g)2CO2(g)4H2O(1)H890kJmol-1 B、CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(1)H890kJmol-1 C、CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(1)H890kJmol-1 D、CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H890kJmol-1 8、：2H2(g)O2(g)2H2O(

14、1)H571.6kJmol-1 CO(g)O2(g)CO2(g)H282.8kJmol-1 现有CO、H2和CO2组成混合气体67.2L(标准状况)经完全燃烧后放出总热量为710.0kJ。并生成18g液态水。那么燃烧前混合气体中CO体积分数为( )A、80%B、50%C、60%D、20%9、以下各组热化学方程式中，化学反响H前者大于后者是( )C(s)O2(g)=CO2(g)；H1 C(s)O2(g)=CO(g)；H2S(s)O2(g)=SO2(g)；H3 S(g)O2(g)=SO2(g)；H4H2(g)O2(g)=H2O(l)；H5 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H6CaCO3(s

15、)=CaO(s)CO2(g)；H7 CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)；H8A B C D10、我国放射“神舟五号载人飞船燃料是铝粉与高氯酸铵混合物。点燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵反响2NH4ClO4=N2+4H2O+Cl2+O2；H4H+ 264g4mol 0.064g xx=0.002molH+= =410-3mol/L正确答案为A例2、有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解确定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生有色气体与无色气体物质量之比为A、4：1 B、1：1 C、4：3 D、3：4解析：串联电路中，一样时间内各电极

16、得或失电子物质量一样，各电极上放出气体物质量之比为定值。不必留意电极增重是多少。只要推断诞生成何种气体及生成该气体确定物质量所得失电子物质量，就可以通过电子守恒，推断气体体积之比，第一个烧杯中放出 ，第二烧杯中放出Cl2和H2，第三烧杯中放出O2。在有1mol mol， 。所以共放出有色气体0.5+0.5=1(mol)(Cl2)，无色气体0.5+0.25=0.75(mol)(O2和H2)答案：C例3、图中X、Y分别是直流电源两极，通电后发觉 a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭气体放出，符合这一状况是 a 极板b 极板X 极Z 溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgN

17、O3D铜石墨正极CuCl2 解析：a极质量增加缘由是：电解池阴极板a上发生复原反响即阳极离子此题中Cu2+、Ag+得到电子后析出金属。阴极a连接电源负极X。在阳极板b处有无色、无臭气体放出A与B；C中阳极材料铁为活泼电极铂、金、石墨除外金属，电极反响失去电子。答案：A例4、3溶液后，以Pt为电极进展电解时，在A、B、C、D各电极上生成物物质量之比为:_解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先推断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生反响.A极(阴极)反响:2H+2e-=H2，B极(阳极)反响:2Cl-2e-=Cl2；C极(阴极)反响：Ag+ e- =A

18、g；D极(阳极)反响:4OH-4e-=2H2O+O2，根据电子守恒法可知,假设整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2物质量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物物质量之比为：2:2:4:1。【随堂演练】 1、将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3三个电解槽串联，在确定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝物质量之比为 A、1：2：3 B、3：2：1 C、6：3：1 D、6：3：22、电解4.55%氢氧化钠溶液1000g,一段时间后,溶液浓度为5%,那么阳极产生气体在标准状况下体积是:A、112L B、56L C、28L D、168L3、电解2L

19、4mol/LNaCl溶液，当电路中通过0.02mol电子时，假设不考虑由于电解而引起溶液体积变更，那么溶液pH值为：A、2 B、7 C、11 D、124、Na2SO4和CuSO4混合溶液1L，硫酸根离子浓度为2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均搜集到22.4L(标准状况)气体,那么原溶液中Na+为:A、0.5mol/L B、1mol/L C、1.5mol/L D、2mol/L5、用惰性电极电解某金属硫酸盐溶液时，在阴极上析出ag金属，同时在阳极上析出0.8g气体，假如该金属原子量为b，那么其化合价为：A、abB、 C、20a/b D、b/10a6、用铂作电极电解确定浓

20、度以下物质水溶液，电解完毕后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前一样是：A、AgNO3 B、H2SO4 C、NaOH D、NaCl7、用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中通电电解，当电解液pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出)，且电解液在电解前后体积变更可以忽视)电极上应析出银质量是A、27mg B、108mg C、54mg D、216mg8、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进展电解，通电确定时间后，某一电极增重g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变更)。此时溶液中氢离子浓度约为 A、410-3molL-1 B、210-3 molL-1C

21、、110-3 molL-1 D、110-7 molL-19、用石墨作电极，电解1molL-1以下物质溶液，溶液pH值保持不变是 A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl【实力提升】10、将质量分数为0.052(5.2%)NaOH溶液1L密度为g/mL用铂电极电解，当溶液中NaOH质量分数变更了0.010(1.0%)时停顿电解，那么此时溶液中应符合关系是 NaOH质量分数阳极析出物质量g阴极析出物质量gA0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)D4.2%11、以下关于铜电极表达正确是 A、铜锌原电池中铜是正极B、用电解法精炼粗铜时

22、铜作阳极C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极12、用惰性电极电解MNO3x水溶液，当阴汲上增重 a g 时，在阳极上同时产生b L氧气标准状况：从而可知M相对原子质量为 13、A、B、C是三种金属，根据以下、两个试验，确定它们复原性强弱依次为 将A与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B渐渐溶解电解物质量浓度一样A、C盐溶液时，阴极上先析出C(运用惰性电极)A、ABC B、BCAC、CAB D、BAC14、假设某池电解池或原电池总反响离子反响式是Cu2H+=Cu2+H2，关于此电池有关说法正确是 A、该池可能是原电池，也可能是电解池B、该池只能是原电池

23、，且电解质溶液为硝酸C、该池只能是电解池，且金属铜为该电解池阳极D、该池只能是电解池，电解质溶液可以是硝酸15、在外界供应一样电量条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2eCu或Ag+eAg在电极上放电，基析出铜质量为1.92g，那么析出银质量为 16、以下关于试验现象描绘不正确是 A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片外表出现气泡B、用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片外表出现一层铁D、把锌粒放入盛有盐酸试管中，参与几滴氯化铜溶液，气泡放出速率会快。17、在原电池和电解池电极上所发生反响，同属氧化反响或同属复原反响是 A原电池正极和电解池阳极所

24、发生反响 B原电池正极和电解池阴极所发生反响 C原电池负极和电解池阳极所发生反响 D原电池负极和电解池阴极所发生反响18、用惰性电极实现电解，以下说法正确是 A 电解稀硫酸溶液，本质上是电解水，故溶液p H不变B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物物质量之比为1:2D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物物质量之比为1:119、如以下图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。接通电源后，向乙中滴入酚酞试液，在F极旁边显红色。试答复以下问题：1A是外加电源 极，B是 极。2甲是什么装置？写出电极反响式和电解反响总反响方程式。3假如

25、搜集乙装置中产生气体，那么阴极和阳极产生气体在一样状态下体积比为： 。4欲用丙装置给铜镀银，铜件是 填G或H极，电镀液是 溶液。5装置丁是什么装置，可以视察到什么现象，可以说明什么缘由问题？参考答案第二节第一课时1、D 2、B 3、D 4、D 5、D 6、B、C 7、C 8、A 9、C 10、B 11、AC 12、A 13 D 14、CD 15、B 16、C 17、BC 18、D 19、1A为正极 B为负极 2电解池 2CuSO4 + 2H2O =2Cu + O2 + 2H2SO4 31：1 4H；AgNO3 5电泳；Y极旁边颜色变深；X旁边颜色变浅，说明氢氧化铁胶体带正电荷第二课时 电解应用

26、二、电解原理应用1、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 【试验】在U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极如图。把潮湿碘化钾淀粉试纸放在阳极旁边。接通直流电源后，留意视察管内发生现象及试纸颜色变更。现象：电极反响：阳极： 阴极：电解食盐水总反响为：工业上利用这一反响原理，制取NaOH、Cl2和H2。留意 在上面电解饱和食盐水试验中，电解产物之间可以发生化学反响，如NaOH溶液和Cl2能反响生成NaClO，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业消费中，为防止这几种产物混合，须要使反响在特别电解槽中进展。2、铜电解精炼： 如右图为电解法精炼铜装置，其中阳极为 ，阴极为

27、 ，电解质溶液为 溶液，粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属。阳极发生主要反响为： 。杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反响：FeFe22e。ZnZn22e，NiNi22e。由于Pt、Ag、Au金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反响，以单质形式沉积在底部，得到阳极泥。阴极反响为 。由于Fe2、Zn2、Ni2得电子实力比 Cu2弱且量又少，故Fe2、Zn2、Ni2不反响，以离子形式留在溶液中，经过上述反响，粗铜中杂质被除去，变成了精铜，能满意作为导线要求，这就是铜精炼。3、电镀【活动探究】根据电解原理和铜精炼操作，利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源，试设

28、计一个试验，在铁钉外表镀上一层铜。思路：铜精炼中，粗铜为阳极，Cu失电子变成以Cu2，溶液中Cu2在阴极得电子，生成Cu单质，即在阴极上析出了铜。故要在铁制品外表镀铜，可让 做阳极， 为阴极， 溶液为电解质溶液，设计成如以下图所示装置。现象：电极反响：阳极： 阴极：该过程就是电镀。(1)电镀：。(2)构成要素：电极：电镀溶液：【典例解析】例1、如以下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极旁边溶液呈红色。(1)试分析电源正负极、CuSO4溶液pH变更及CuSO4溶液中各离子浓度变更状况。 2其中B装置为何要用U形管？3假设电源输出电子0.5mol，求A中析出铜多少克，B中产生气体多少升。解析：此题是典型电解装置，根据现象不难推断，a、b为惰性电极，a旁边溶液红色，即a旁边溶液碱性，析出H2，发生复原反响，是阴极，故电源X是负极，Y是正极。在A装置中，铂极是阴极，铜极是阳极，阳极是Cu，活性电极本身放电，阴极是Cu2放电，即阳极：Cu2eCu2(氧化反响)，阴极：Cu22eCu复原反响，故A装置是典型电镀装置，pH无变更，各离子浓度也无变更。B用U形管是为了让H2和Cl2分开，防止爆炸，电解方程式：2NaCl2H2O根据电子守恒，故在A装置中转移电子数也为0.5mol，故析出Cu为0.25mol，质量为：0.25mol64g/mol=16g ，在B中转移电