人教版選修4第一章化學反應與及能量學案

PAGE化學反應與及能量【學習目標】1．了解化學反應中的能量變化，并了解放熱反應和吸熱反應2．介紹燃料充分燃燒的條件，培養(yǎng)節(jié)約能源和環(huán)境保護的意識。3．了解焓、焓變、反應熱的定義及相互關系。理解反應熱的涵義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的計算。4．掌握熱化學方程式的書寫方法和應用。5．理解燃燒熱并掌握有關燃燒熱的計算。6．理解中和熱。{知識結(jié)構(gòu)}知識點一：反應能量變化與反應熱1.化學反應與能量變化的關系任何一個化學反應中，反應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)的同時總是伴隨著能量的變化。2、化學反應中能量變化形式形式較多，通常表現(xiàn)為熱量的變化3、類型放熱反應吸熱反應定義形成原因與化學鍵強弱的關系表示方法△H△H圖示實例（1）放熱反應：即有熱量放出的化學反應，其反應物的總能量高于生成物的總能量。如：燃料的燃燒、中和反應、生石灰與水化合、金屬和酸的反應、鋁熱反應等都是放熱反應。（2）吸熱反應：即吸收熱量的化學反應，其反應物的總能量小于生成物的總能量。如：H2還原CuO的反應，灼熱的碳與二氧化碳反應，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，Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應都是吸熱反應。說明：吸熱反應特征是大多數(shù)反應過程需要持續(xù)加熱，但有的不需要加熱如：Ｂa（OH）2·8H2O和NH4Cl固體反應，放熱反應有的開始時需要加熱以使反應啟動。即反應的吸、放熱與反應條件無關。（圖示）反應物總能量反應物總能量反應物總能量反應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吸熱反應反應過程放熱反應物總能量生成物總能量反應過程吸熱能量能量知識點二：反應熱(焓變)(1)概念：化學反應過程中所釋放或吸收的。(2)表示符號：。(3)單位：(或)?！鱄=∑反應物的總鍵能—∑生成物的總鍵能△H<0,為放熱反應;△H>0，為吸熱反應。(4)計算方法：△H======（5）影響其大小的因素：__________________________________________________化學研究表明，對于在等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能（同時可能伴隨著反應體系體積的改變），而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應的反應熱就等于反應前后物質(zhì)的焓的變化。[對位專練]：1.下列說法正確的是（C） A.焓是一個物理量，符號為H，單位為mol·L可以測量B.焓變就是反應熱，二者沒有區(qū)別C.公式△H--T△S中的△H是反應的焓變D.焓變△H只有大小，沒有正負之分2.下列變化中屬于吸熱反應的是：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墒焓遥―）A．①②B．②③C．①④⑤D．②④3．知化學反應2C（s）＋O2（g）2CO（g）、2CO（g）＋O22CO2（g)都是放熱反應。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時放出的熱量多4.下列反應屬于吸熱反應的是:DA.銅與硫蒸氣反應B.Mg粉與水反應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)生的反應一定是吸熱反應；B.放熱的反應在常溫下一定很易發(fā)生;C.一個反應是放熱反應還是吸熱反應主要由反應物、生成物所具有的總能量的相對大小決定，而不是由反應是否需要加熱而決定;D.吸熱反應發(fā)生過程中要不斷從外界獲得能量、放熱反應發(fā)生過程中不再需要外界能量。知識點三：熱化學方程式1．概念：表示參加反應物質(zhì)的量和的關系化學方程式。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完全反應生成2mol時要____3、書寫注意點：[對位專練]1.含NaOH20.0g的稀溶液與足量稀鹽酸反應，放出28.7kJ的熱量，表示該反應中和熱的熱化學方程式正確的是: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)星時可用肼(N2H4)作燃料和N02作氧化劑,兩者反應生成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反應的熱化學方程式：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若用標準狀況下4.48LCH4還原N02至N2，整個過程中轉(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個電子轉(zhuǎn)移時，吸收1300kJ的能量B.有8NA個碳氧共用電子對生成時，放出1300kJ能量C.有NA個水分子生成且為液體時，吸收1300kJ能量D.有2NA個碳氧雙鍵生成時,放出1300kJ能量4、應用——反應熱大小的比較：(1)同一反應生成物狀態(tài)不同時如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；DH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；DH2因為氣體變液體會放熱，故:DH1<DH2(2)同一反應反應物狀態(tài)不同時點燃如：S(g)+O2(g)=SO2(g);DH1S(s)+O2(g)=SO2(g)；DH2因為固體變氣體會吸熱，故:DH1<DH2(3)兩個相聯(lián)系的不同反應比較如:C(s)+O2(g)=CO2(g)；DH1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；DH2可以設計成：C(s)——CO(g)———CO2(g)故DH1<DH2知識點四：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能量變化放熱反應放熱反應DH<0<0不同點反應物的量1mol生成物的量1molH2O注意點一定是指101kPa時1mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定氧化物時的熱效應。C→CO2,H→H2O(l),S→SO2…稀溶液中，強酸與強堿反應的中和熱都相同，均約為57.3kJ/mol[對位專練]1.下列熱化學方程式中的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”是一個在熱化學中的重要概念，“中和熱”的定義為：在稀溶液里，酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1molH2O，這時的反應熱叫做中和熱。以下關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的中和熱都相等B.在稀溶液中強酸和強堿反應的中和熱都相等C.在稀溶液中1mol酸和1mol堿反應放出的熱量都相等D.將濃硫酸滴入氫氧化鈉濃液中剛好生成1mol水時，產(chǎn)生的熱量即為中和熱知識點五：蓋斯定律化學反應的反應熱只與反應體系的和有關，而與反應無關如由A到B可以設計如下兩個途徑：，途徑l：A-→B(△H)途徑二：A--→C—→B(△Hl+△H2)則焓變△H、△H1、△H2的關系可以表示為[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、有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計算求得：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)反應生成lmolC2H2(g)時△H==kJ·mol-1。②已知3.6g碳在6.4g氧氣中燃燒至反應物耗盡時放出xkJ熱量。單質(zhì)碳的燃燒熱為YkJ·mol-1，則1molC與02反應生成C0的反應熱△H=kJ·mol-1。①226.8②-(5x-0.5y)知識點六：能源下列有關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.吸熱反應是由于反應物總能量低于生成物總能量，因而沒有利用價值C.由石墨制金剛石是吸熱反應，故石墨能量比金剛石能量低D.化學物質(zhì)中的化學能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、機械能、光能、電能為人類所利用[隨堂檢驗]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．某學生用如下圖所示裝置進行化學反應X十2Y====2Z能量變化情況的研究。當往試管中滴加試劑Y時，看到試管中甲處液面下降，乙處液面上升。關于該反應的下列敘述正確的是()=1\*GB3①該反應為放熱反應=2\*GB3②生成物的總能量比反應物的總能量高=3\*GB3③該反應過程可看成是“儲存”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方程式分別為C(石墨)+02(g)===C02(g)；△