化学选修四--化学反应原理导学案.pdf
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1、化学选修四化学反应原理第一章化学反应与能量变化第一节化学反应与能量变化-基本概念综述:坏消息是这部分内容,理论方面晦涩难懂,需要列位看官仔细体会;好消息是这部分的题在高考中往往以较为基础的形式出现,各位大可不必害怕;另一个坏消息是如果你不能正确理解下文中的基本概念,错误率会很高;另一个好消息是只要你紧随下文思路,理解还是比较容易的。闲话少说,且看,下文,分,解【课标要求】1了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。2掌握热化学方程式的含义,正确书写热化学方程式。3掌握有关燃烧热的简单计算。4初步了解新能源的开发。【考点 1】化学反应中能量变化的理解1、从化学键
2、角度理解化合物里的原子或离子之间通过_相结合。化学反应可以理解为旧键的断裂和新键的形成化学反应可以理解为旧键的断裂和新键的形成。化学键是原子间一种强烈的相互作用,被打断时,要从外界吸收能量。相应的,新键形成时,要向外界放出能量。若旧键断裂时吸收的能量,大于新键形成时放出的能量,显然该反应为_若旧键断裂时吸收的能量,小于新键形成时放出的能量,则该反应为_任何化学反应,任何化学反应,都伴随能量的变化都伴随能量的变化,这种能量变化包括多种形式,主要以_形式体现。2、从能量守恒角度理解任何物质有含有一定的能量,若反应物的能量比生物的能量少,根据能量守恒,多的那部分能量只能从外界吸收,反应为吸热反应,反
3、之为放热反应。换句话说,对于一个吸热反应,反应物的能量加上从外界吸收的能量,应该等于生成物的能量,放热反应同理。如:2H2+O2=2H2O(放出 Q kJ 热量)2H2O=2H2+O2(吸收 Q kJ 热量)2H2+O22H2+O2+Q-Q2H2O2H2O从能量守恒的角度来看,2H2+O2 Q=2H2O 2H2O+Q=2H2+O2整理后如下:2H2+O2=2H2O+Q 2H2O=2H2+O2 Q【思考】在同温、同压下,比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(s)
4、+O2(g)=SO2(g)+Q2C(s)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(s)+O2(g)=CO2(g)+Q2H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q23、常见放热反应、吸热反应常见放热反应:大多数化合反应常见吸热反应:大多数分解反应所有的燃烧反应盐类的水解酸碱中和反应Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应金属与酸反应4、吸热与加热需要加热的反应不一定是吸热反应,不需要加热的反应也不一定就是放热反应。化学反应时吸热还是放热与是否需要加热无关5、反应与过程注意区别反应与过程。我们这里的反应特指化学反应。而过程有很多种,包
5、括物理过程,化学过程(即化学反应)等如液态水蒸发为水蒸气需要吸热,这是一个物理过程,不是吸热反应【考点 2】反应热在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫做_首先,我们来看一张无所不能百看不厌荡气回肠的图E2E3E1上图中,E1为反应物所含有的能量,E3为生成物含有的能量反应时,旧键断裂,物质从外界吸收能量(E2E1)-即反应物键能之和新键形成,物质向外界放出能量(E2 E1)-即生成物键能之和可以看出,这里给出的是一个吸热反应的图像,请大家在其右侧画出放热反应的图像。1、从化学键角度从化学键角度,反应的能量变化应该等于:“旧键断裂时吸收的能量”与“新键形成时放出的能量”之差,即(E2E1)(E2
6、 E3)对于任何反应,规定:反应热=反应物键能之和 生成物键能之和2、从能量守恒角度从能量守恒角度,反应的能量变化应该等于反应物与生成物能量之差,即E3E1对于任何反应,规定:反应热=生成物的能量 反应物的能量【注意】【注意】:虽然两种角度计算方式不同,但结果相同,都是:虽然两种角度计算方式不同,但结果相同,都是 E E3 3E E1 1我们将物质自身含有的能量称为焓(*严格来讲,焓的概念比较复杂,为了理解方便,这里我们暂且这么说也无妨)焓的符号_,单位_,这样,我们就可以将反应热表示为:“H H”,【思考】:放热反应,放热反应,H_0,H_0,吸热反应,吸热反应,H_0H_0例:例:填写下表
7、判断依据放热反应吸热反应反应物总能量与生成物E反应物 _E生成物E反应物_E生成物总能量的相对大小与化学键的关系生成物分子成键时释放 生成物分子成键时释放出的总能量 _反应物 出的总能 量_反应分子断裂时吸收的总能 物分子断裂时吸收的总量能量H_0(_)H_ 0(_)H的符号3、kj/mol如果说“kj”是能量的单位,好理解,那么这里的“/mol”是什么意思呢H 既然是反应热(化学反应中能量的变化)的符号,它的单位应该是 kj 才对,为什么要加上“/mol”呢这里的“/mol”,是指“1mol 反应”。何谓“1mol 反应”以 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)和 1/2H2(g)+1/
8、2Cl2(g)=HCl(g)为例对于前者,1mol 反应是指 1molH2和 1molCl2完全反应生成 2mol HCl对于后者,1mol 反应是指 1/2 mol H2和 1/2 mol Cl2完全反应生成 1mol HCl相信大家都能看出来了,所谓 1mol 反应,简单点说就是方程式中各物质的系数就是各自参加反应的物质的量。上述两个方程式,在以往看来没有什么差别,但在热化学中,代表却是两个不同的情况。【考点 3】燃烧热什么是燃烧热是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢在 25,101 kPa 时,1 mol 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。在理解物质燃烧热的
9、定义时,要注意以下几点:研究条件:25,101 kPa反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量:1 mol研究内容:放出的热量。(H 0 表示放热反应,H H2-1C.H2=-kJmol D.|H1|H2|-16.(06 年广东惠州)根据热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g)H=kJmol,下列说法正确的是:A1 mol SO2(g)的能量总和大于 1 mo S(s)和 1 mol O2(g)的能量总和B1 mol SO2(g)的能量总和小于 1 mol S(s)和 1 mol O2(g)的能量总和-1CS(g)+O2(g)=SO2(g)H=-Q kJmol;Q 的值
10、大于DS(g)+O2(g)=SO2(g)H=-Q kJmol;Q 的值等于-17、(06 年江苏东海)工业由粗硅制取纯硅有以下反应:Si(s)+3 HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)SiHCl3(g)+H2(g);H=-318 kJmolSi(s)+3 HCl(g);下列关于上述反应的说法中不正确的是-lA反应、均为氧化还原反应 B反应、均为置换反应C若反应放热,则反应一定吸热 D欲提高 SiHCl3产率,可减压或升温8、(08 高考重庆)化学反应 N23H2 2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是A、N2(g)3H2(g)2NH3(l);H 2(abc)kJ/molB、N
11、2(g)3H2(g)2NH3(g);H 2(ba)kJ/mol13N2(g)H2(g)NH3(l);H (bca)kJ/mol2213D、N2(g)H2(g)NH3(g);H (ab)kJ/mol22C、9、某种发动机燃料由 A、B 两种物质混合而成,A、B 两种物质含有 C、H、O 三种元素中的两种或三种。已知常温下 A、B 及 CO、H2的燃烧热如下:物质燃烧热kJmol1A725B5518CO283H22861A、B 按不同比例混合的燃料,在足量的氧气中燃烧时,放出的热量Q与 B 的物质的量分数x的关系如右图。QkJmolA、B 的相对分子质量为A_,B_。4 414等物质的量的 A、B
12、 混合的燃料 73g,在 160LO2中完全燃烧,得到 104L 气体,通过碱石灰吸收后剩余(气体体积均在标准状况下2 066测定)。由此可推得混合物中N(C)N(H)N(O)_,A 分子式为_,B 分子式为_。1mol 等物质的量的 A、B 混合的燃料,在一定量的氧气中燃烧,放出热量 2980kJ,则反应中生成 CO_mol。x课题:热化学方程式及盖斯定律(课题:热化学方程式及盖斯定律(9 9)1.书写下列反应的热化学方程式:在标准状况下升甲烷完全燃烧生成 CO2和液态水放出热,其热化学方程式为()3 克 红 热 的 炭 和 水 蒸 汽 充 分 反 应,生 成 CO2和 H2。吸 收 热,热
13、 化 学 方 程 式 为()2.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H1=mol,则关于热化学方程式2H2O(L)=2H2(g)+O2(g),H2=的说法正确的是()A 热化学方程式中化学计量数表示分子数 B 该反应 H2大于零 C 该反应的 H2=mol D 该反应可表示36克水分解时的热效应炭完全燃烧,可放出热量,以下热化学方程式的表示中正确的是()A C(s)+O2(g)=CO2(g);H=mol B C(s)+O2(g)=CO2(g);H=mol C C(s)+1/2O2(g)=CO2(g);H=mol D C(s)+O2(g)=CO2(g);H=mol4.以NA
14、代表阿佛加德罗常数,则关于热化学方程式 C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(L);H=-1300KJ/mol的说法中,正确的是 ()A、有10NA个电子转移时,该反应放出1300KJ能量B、有NA个水分子生成目为液体,吸收1300KJ热量C、有2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300KJ热量D、有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300KJ热量5.实验室测得4mol SO2参加下列反应:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),H=mol当放出热量时,SO2转化率最接近于 ()A 40%B 50%C 80%D 90%6.已知下列热化学方程式Zn(s)+1/2O2=Z
15、nO(s),H=mol,Hg(L)+1/2O2(g)=HgO(s),H=mol由此可知反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(L)的H为()A mol B mol C+441KJ/mol D mol你复习中遇到的疑惑有_1、1克H2(g)燃烧生成液态水放出热量,表示该反应的热化学方程式正确的为()A、2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H=mol B、2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H=mol C、2H2+O2=2H2O;H=mol D、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(L);H=mol2、在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2Q1的是 ()A、2H2(g)+O
16、2(g)=2H2O(g);H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-Q2B、C(s)+1/2O2(g)=CO(g);H=-Q1 C(s)+O2(g)=CO(g);H=-Q2C、S(s)+O2(g)=SO2(g);H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g);H=-Q2D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H=-Q23。甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气中能发生爆炸性自然,生成 SiO2和水,已知室温下1克甲硅烷自燃放出 热量。其热化学方程式为 _4。克液态有机物和一定量的氧气混合点燃恰好完全燃烧
17、,生成克水和升CO2(标况),并放出热量,则该反应的热化学方程式为_5。火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水,当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸汽,并放出大量热,已知液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸汽,放出热 a反应热化学反应方程式为 _ b又已知H2O(L)=H2O(g);H=+44KJ/mol则16克液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为 KJ热化学方程式意义及书写方法热化学方程式意义及书写方法:反应热的计算反应热的计算:6、已知C2H5OH(g)+3O2=2CO2(g)+3H2O(g);H1 H2O(g)=H2O(l);H2 C2H5OH
18、(g)=C2H5OH(L);H3,若使23克液态乙醇完全燃烧生成H2O(l),则放出的热量为 _7、已知下列热化学方程式Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s);H=mol,Hg(L)+1/2O2(g)=HgO(S);H=mol,由此可得反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(L)的H为()A mol B +mol C+mol D mol8、已知热化学方程式:C(s 金刚石)+O2(g)=CO2(g);H=mol;C(s 石墨)+O2(g)=CO2(g);H=mol,则金刚石转化为石墨的热化学方程式 ,由热化学方程式看,两者的稳定性是_盖斯定律内容及应用盖斯定律内容及应用:1、在相
19、同温度下,已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H2H2(g)+1/2O2(g)=H2O(L);H3,H则H1,H2,H3大小关系为 ()A H1=H2=H3 B 2H3=H2H1 C H3H2H1 D 2H3=H2”)若将a mol CH4,CO,H2混合气体完全燃烧,生成CO2气体和水蒸汽,则放出热量(Q)的取值范围是()若将a mol CH4,CO,H2混合气体完全燃烧,生成CO2气体和水蒸汽,且CO2和H2O物质的量相等,则放出热量(Q)的取值范围是10、1mol气态Na+和1molCl-结合生成1molNaCl晶体所释放的热能为
20、NaCl晶体的晶格能.下列热化学方程式中,能直接表示NaCl晶格能的是 ()+-(g)+Cl(g)=NaCl(S):H (s)+1/2Cl2=NaCl(S):H1+(s)=Na(g);H2 (g)-e=Na(g);H3-2Cl2(g)=Cl(g);H4 (g)+e=Cl(g);H5写出H1与H.H2.H3.H4.H5之间关系_第三节化学反应热的计算第三节化学反应热的计算同步强化训练同步强化训练(一)选择题(一)选择题1、已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);H=-a kJ/mol4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);H=-b kJ
21、/mol若 a、b 均大于零,则 a 和 b 的关系为()Aab B D无法确定2、已知 25、101 kPa 下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为-1C(石墨)+O2(g)CO2(g);H kJmol-1C(金刚石)+O2(g)CO2(g);H kJmol据此判断,下列说法正确的是()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、已知 H2(g)1/2 O2(g)=H2O(g)
22、;H1a kJmol-1 2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(g);H2b kJmol-1 H2(g)1/2 O2(g)=H2O(l);H1c kJmol-1 2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(l);H2d kJmol下列关系式中正确的是 ()A ab0 Bbd0 C2a=b0 D2c=d0-14、已知葡萄糖的燃烧热是2804 kJmol,当它氧化生成 1 g 水时放出的热量是()A B C D55、已知在 110 Pa,298 K 条件下,2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ 热量,下列热化学方程式正确的是()-1 A.H2O(g)=H2(g)1/2 O2(g);H1+2
23、42 kJmol-1B.2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(l);H2-484 kJmol-1C.H2(g)1/2 O2(g)=H2O(g);H1+242 kJmol-1D.2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(g);H2+484 kJmol6、已知反应 X+Y=M+N 为放热反应,对该反应的下列说法中正确的()AX 的能量一定高于 M B.Y的能量一定高于 NC.X 和 Y 的总能量一定高于 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7、一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q0),经测定完全吸收生成的二氧-1化碳需消耗 5molL的 KOH 溶液 1
24、00ml,恰好生成正盐,则此条件下反应:C4H10(g)+13/2O2(g)=4 CO2(g)+5 H2O(g)的H 为()A.+8Q kJ B.+16Q kJ C.-8Q kJ D.-16Q kJ8、已知两个热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4 H2O(l);H=-2220kJ/mol实验测得 H2和 C3H8混合气体共 5mol,完全燃烧时放热 3847kJ,则混合气体中 H2与 C3H8的体积比为 ():3 :1 :4 :19、在同温同压下,下列各组化学反应的反应热H,前者大于后者的是 ()A.2 H2
25、(g)+O2(g)=2 H2O(l);2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(g)B.H2(g)+Cl2(g)=2 H Cl(g);1/2 H2(g)+1/2Cl2(g)=H Cl(g)C.NaOH(aq)+H Cl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);NaOH(aq)+1/2 H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)D.C(s)+1/2 O2(g)=CO(g);C(s)+O2(g)=CO2(g);10、已知 298K 时,2SO2(g)+O2(g)2 SO3(g);H-197kJ/mol,在相同温度和压强下,向某密闭容器中通人2mol SO2和 1mol O2,达到平
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