人教版選修4第一章化學(xué)反應(yīng)與及能量學(xué)案

PAGE化學(xué)反應(yīng)與及能量【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，并了解放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)2．介紹燃料充分燃燒的條件，培養(yǎng)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識。3．了解焓、焓變、反應(yīng)熱的定義及相互關(guān)系。理解反應(yīng)熱的涵義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。4．掌握熱化學(xué)方程式的書寫方法和應(yīng)用。5．理解燃燒熱并掌握有關(guān)燃燒熱的計(jì)算。6．理解中和熱。{知識結(jié)構(gòu)}知識點(diǎn)一：反應(yīng)能量變化與反應(yīng)熱1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是不相等的，在產(chǎn)生新物質(zhì)的同時(shí)總是伴隨著能量的變化。2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化形式形式較多，通常表現(xiàn)為熱量的變化3、類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義形成原因與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系表示方法△H△H圖示實(shí)例（1）放熱反應(yīng)：即有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。如：燃料的燃燒、中和反應(yīng)、生石灰與水化合、金屬和酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等都是放熱反應(yīng)。（2）吸熱反應(yīng)：即吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。如：H2還原CuO的反應(yīng)，灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng)，H2和I2、Ｓ、Ｐ等不活潑的非金屬化合，ＣaCO3分解等大多數(shù)分解反應(yīng)，Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。說明：吸熱反應(yīng)特征是大多數(shù)反應(yīng)過程需要持續(xù)加熱，但有的不需要加熱如：Ｂa（OH）2·8H2O和NH4Cl固體反應(yīng)，放熱反應(yīng)有的開始時(shí)需要加熱以使反應(yīng)啟動(dòng)。即反應(yīng)的吸、放熱與反應(yīng)條件無關(guān)。（圖示）反應(yīng)物總能量反應(yīng)物總能量反應(yīng)物總能量反應(yīng)物總能量生成物總能量生成物總能量生成物總能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)過程放熱反應(yīng)物總能量生成物總能量反應(yīng)過程吸熱能量能量知識點(diǎn)二：反應(yīng)熱(焓變)(1)概念：化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的。(2)表示符號：。(3)單位：(或)。△H=∑反應(yīng)物的總鍵能—∑生成物的總鍵能△H<0,為放熱反應(yīng);△H>0，為吸熱反應(yīng)。(4)計(jì)算方法：△H======（5）影響其大小的因素：__________________________________________________化學(xué)研究表明，對于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能（同時(shí)可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變），而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的變化。[對位專練]：1.下列說法正確的是（C） A.焓是一個(gè)物理量，符號為H，單位為mol·L可以測量B.焓變就是反應(yīng)熱，二者沒有區(qū)別C.公式△H--T△S中的△H是反應(yīng)的焓變D.焓變△H只有大小，沒有正負(fù)之分2.下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是：①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰蹪饬蛩嵯♂將苈人徕浄纸庵蒲鯕猗萆腋磻?yīng)生成熟石灰（D）A．①②B．②③C．①④⑤D．②④3．知化學(xué)反應(yīng)2C（s）＋O2（g）2CO（g）、2CO（g）＋O22CO2（g)都是放熱反應(yīng)。據(jù)此判斷，下列說法中不正確的是(A)A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C．12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D．將一定質(zhì)量的C燃燒，生成CO2比生成C0時(shí)放出的熱量多4.下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是:DA.銅與硫蒸氣反應(yīng)B.Mg粉與水反應(yīng)C.干冰升華為氣體D.硫酸鈣高溫鍛燒5.下列說法正確的是CA.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)；B.放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生;C.一個(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)主要由反應(yīng)物、生成物所具有的總能量的相對大小決定，而不是由反應(yīng)是否需要加熱而決定;D.吸熱反應(yīng)發(fā)生過程中要不斷從外界獲得能量、放熱反應(yīng)發(fā)生過程中不再需要外界能量。知識點(diǎn)三：熱化學(xué)方程式1．概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和的關(guān)系化學(xué)方程式。2．表示意義：2H2(g)+02(g)===2H20(1)△H===一571.6kJ·mol—1表示在條件下。H2和02完全反應(yīng)生成2mol時(shí)要____3、書寫注意點(diǎn)：[對位專練]1.含NaOH20.0g的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)，放出28.7kJ的熱量，表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式正確的是:DA.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)DH=+28.7kJ/molB.NaOH(aq)+HCL(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)DH=－28.7kJ/molC.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)DH=+57.4kJ/molD.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(1)DH=－57.4kJ/mol2.分析下面的能量變化示意圖，下列熱化學(xué)方程式正確的是:BA.2A(g)+B(g)=2C(g);DH=a(a>0) B.2A(g)+B(g)=2C(g);DH=a(a<0)C.2A+B=2C；DH=a(a<0)D.2C=2A+B；DH=a(a>0)3．已知在發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)作燃料和N02作氧化劑,兩者反應(yīng)生成N2和水蒸氣。又知：①N2(g)+202(g)====2N02(g)△H==+67.47kJ·mol-1②N2H4(g)+02(g)====N2(g)+2H20(g)△H===--534kJ·mol-1寫出肼與N02反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2H4(g)+N02(g)====3/2N2(g)+2H20(g)△H===--567.85kJ·mol-14．用CH4催化還原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4N02(g)====4N0(g)+C02((g)+2H20(g)△H==--574kJ·mol-1CH4(g)+4N0(g)=====2N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H==一1160kJ·mol-1若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4還原N02至N2，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)，放出的熱量為kJ（1.6NA173.4）5、阿伏加德羅常數(shù)值記為NA，則關(guān)于C2H2(氣)+O2(氣)=2CO2(氣)+H2O(液);DH=－1300kJ/mol的下列說法中，正確的是:BA.有10NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，吸收1300kJ的能量B.有8NA個(gè)碳氧共用電子對生成時(shí)，放出1300kJ能量C.有NA個(gè)水分子生成且為液體時(shí)，吸收1300kJ能量D.有2NA個(gè)碳氧雙鍵生成時(shí),放出1300kJ能量4、應(yīng)用——反應(yīng)熱大小的比較：(1)同一反應(yīng)生成物狀態(tài)不同時(shí)如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；DH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；DH2因?yàn)闅怏w變液體會(huì)放熱，故:DH1<DH2(2)同一反應(yīng)反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)點(diǎn)燃如：S(g)+O2(g)=SO2(g);DH1S(s)+O2(g)=SO2(g)；DH2因?yàn)楣腆w變氣體會(huì)吸熱，故:DH1<DH2(3)兩個(gè)相聯(lián)系的不同反應(yīng)比較如:C(s)+O2(g)=CO2(g)；DH1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；DH2可以設(shè)計(jì)成：C(s)——CO(g)———CO2(g)故DH1<DH2知識點(diǎn)四：燃燒熱和中和熱1、燃燒熱的定義：表示方法：2、中和熱的定義：表示方法：3、二者比較：燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)DH<0<0不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol生成物的量1molH2O注意點(diǎn)一定是指101kPa時(shí)1mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)的熱效應(yīng)。C→CO2,H→H2O(l),S→SO2…稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱都相同，均約為57.3kJ/mol[對位專練]1.下列熱化學(xué)方程式中的DH能表示可燃物燃燒熱的是:（D）A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)；DH=－184.6kJ/molB.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)；DH=－802.3kJ/molC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);DH=－571.6kJ/molD.CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)；DH=－283kJ/mol2.“中和熱”是一個(gè)在熱化學(xué)中的重要概念，“中和熱”的定義為：在稀溶液里，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。以下關(guān)于中和熱的敘述正確的是:（B）A.在稀溶液中所有酸和堿反應(yīng)的中和熱都相等B.在稀溶液中強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱都相等C.在稀溶液中1mol酸和1mol堿反應(yīng)放出的熱量都相等D.將濃硫酸滴入氫氧化鈉濃液中剛好生成1mol水時(shí)，產(chǎn)生的熱量即為中和熱知識點(diǎn)五：蓋斯定律化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的和有關(guān)，而與反應(yīng)無關(guān)如由A到B可以設(shè)計(jì)如下兩個(gè)途徑：，途徑l：A-→B(△H)途徑二：A--→C—→B(△Hl+△H2)則焓變△H、△H1、△H2的關(guān)系可以表示為[對位專練]1、已知：①C(s)+O2(g)=2CO2(g);DH=393.5kJ/mol②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g);DH=－566kJ/mol；③TiO2(s)+2C2(g)===TiCl4(g)+O2(g);DH=+141kJ/mol則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的DH為:CA.－313.5kJ/molB.+313.5kJ/molC.－80.0kJ/molD.+80.0kJ/mol2、有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計(jì)算求得：①已知：C(石墨，s)+O2(g)=====C02(g)△H1==一393.5kJ·mol-12H2(g)+02(g)===2H20(1)△H2==一571.6kl·mol-12C2H2(g)+502(g)===4C02(g)+2H20(1)△H3===一2599.2kJ·mol-1則由C(石墨，s)和H2(g)反應(yīng)生成lmolC2H2(g)時(shí)△H==kJ·mol-1。②已知3.6g碳在6.4g氧氣中燃燒至反應(yīng)物耗盡時(shí)放出xkJ熱量。單質(zhì)碳的燃燒熱為YkJ·mol-1，則1molC與02反應(yīng)生成C0的反應(yīng)熱△H=kJ·mol-1。①226.8②-(5x-0.5y)知識點(diǎn)六：能源下列有關(guān)能量的說法不正確的是:BA.化石能源物質(zhì)內(nèi)部貯存著大量的能量B.吸熱反應(yīng)是由于反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，因而沒有利用價(jià)值C.由石墨制金剛石是吸熱反應(yīng)，故石墨能量比金剛石能量低D.化學(xué)物質(zhì)中的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能、光能、電能為人類所利用[隨堂檢驗(yàn)]1．中國鍋爐燃煤采用沸騰爐逐漸增多，采用沸騰爐好處在于()A．增大煤炭燃燒時(shí)的燃燒熱并形成清潔能源B．減少爐中雜質(zhì)氣體(S02等)的形成C．提高煤炭的熱效率并減少C0排放D．使得燃料燃燒充分，從而提高燃料利用率2．某學(xué)生用如下圖所示裝置進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)X十2Y====2Z能量變化情況的研究。當(dāng)往試管中滴加試劑Y時(shí)，看到試管中甲處液面下降，乙處液面上升。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述正確的是()=1\*GB3①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)=2\*GB3②生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量高=3\*GB3③該反應(yīng)過程可看成是“儲(chǔ)存”于X、Y內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱量而釋放出來A.=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③B.=1\*GB3①=3\*GB3③C.=1\*GB3①=2\*GB3②D.=3\*GB3③3．根據(jù)熱化學(xué)方程式S(s)+O2(g)===S02(g)；△H==--297.23kJ/mol,分析下列說法中正確的是A．S(g)+O2(g)====S02(g)+QQ值大于297.23kJ/molB．S(g)+02(g)====S02(g)+QQ值小于297.23kJ/molC．1molS02的鍵能總和大于1molS與1mol02的鍵能總和D．1molS02的鍵能總和小于1molS與1mol02的鍵能總和4.已知25.C、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨)+02(g)===C02(g)；△