高二化学鲁科版反应原理第一章学案.doc

_第一章 化学反应与能量变化第一节 化学反应的热效应（第一课时）【学习重难点】1. 理解放热反应和吸热反应的实质。 2熟练书写热化学方程式。 3掌握盖斯定律，并会计算反应的焓变。【自学提纲】1.类型比较放热反应吸热反应定义形成原因与化学键强弱关系2. 常见的放热反应有：.活泼金属与酸或水的反应。如： . 酸碱中和反应。如： .燃烧反应。如： .大多数的化合反应。如： 常见的吸热反应有：. 大多数的分解反应。如： . 大多数持续加热或高温的反应。如：。. Ba（OH）28H2O 与NH4Cl的反应要点强化指导： 反应放热还是吸热取决于反应物的总能量和生成物的总能量相对大小，与反应条件没有必然联系。有的放热反应很难进行，条件要求很高，开始需要加热，只是断裂旧的化学键所需要能量而已，但它仍是放热反应，如：合成氨的反应，铁与硫的反应等。生成物反应物能量反应过程放热反应化学反应中的能量变化并不都是以热能的形式表现出来，也有其它形式的能量，如：光能、电能等，但通常是以热能的形式表现出来的。生成物反应物能量反应过程吸热反应【练习】下列对化学反应热现象的说法不正确的是（ ）A.放热反应时不必加热 C.一般地说，吸热反应加热后才能发生B.化学反应一定有能量变化 D.化学反应的热效应的数值与参加反应的物质的多少有关（一）反应热1、定义： 2、反应热的意义： 3、符号： Q0 反应热数值可以通过实验测定也可运用理论计算求得。Q Q0 或“+” 反应H0，即产物的焓（产物具有的总能量） 反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需 能量。放热反应：H0，即产物的焓（产物具有的总能量） 反应物的焓(反应物具有的总能量 )，当由反应物生成产物时，需 能量。（3）对于等压条件下的化学反应，若只存在化学能与热能之间的相互转化，则该反应的反应热 焓变，表示为： （Qp为等压反应热）反应焓变示意图焓焓反应物反应产物反应物H 0H 0反应吸热反应放热反应产物 （二）热化学方程式1、定义： 2、含义： 【举例】H2(g)+O2(g)=H2O(l) H (298K)= -285.8kJmol1的意义： 【交流与讨论】1、 H的单位中 mol1的含义是什么？要点强化指导：H单位“kJmo1”并不是指每摩具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体物质反应以各物质的化学计量数来计算其物质的量时伴随的能量变化。也就是说“mo1”表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相同。如：H2（g）+ 1/2O2（g）= H2O（l）；H（298K） = 285.8kJmol1表示298K时，1mol的H2（g）和0.5mol O2（g）反应生成1mol的H2O（l）放出285.8kJ的热量。2、 观察下面三个热化学方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g) H (298K)=241.8kJmol1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) H (298K)=285.8kJmol1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H (298K)=571.6kJmol1试回答： 为什么 中的H 的值要比中的 H值要大？ 中的H的值为什么是中的 H值的2倍？3、 298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H= -92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么。3、热化学方程式的书写要点 注明各物质的聚集状态；气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不标反应条件，也不用和。 注意反应热H与测定条件（温度、压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。 绝大多数H是在298K、101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。 H的单位Jmol1或kJmol1； 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。H的的值与方程式中的物质前的系数成正比，若反应逆向进行H的数值改变符号，但绝对值不变。H的的值指的是反应物完全转化为产物所放出的热量。“+”“”号表示吸热或放热反应。【练习】1、比较下列各组热化学方程式中H1与H2 的大小，并说明理由。 （1） 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (g) H1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) H2 （2） S(g) + O2(g) = SO2 (g) H1 S(s) + O2(g) = SO2 (g) H2（3） H2(g) + Cl2(g) = 2HCl (g) H1 H2(g) + Cl2(g) = HCl (g) H2 （4） C(s) + O2(g) = CO (g) H1 C(s) + O2(g) = CO2 (g) H22、在101325Pa和298K条件下,2molH2生成水蒸汽放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是( ) A.2H2+O2=2H2O ， H= -484kJ/mol B.H2O(g)= H2(g)+ 1/2 O2(g) H= +242kJ/mol C.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)， H= -484kJ/mol D.H2(g)+ 1/2 O2(g)= H2O(g) H= +242kJ/mol3、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，乙硼烷燃烧的热化学方程式为： 4、在101kPa时，0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O放出495.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式。并计算448L（标准状况）甲烷燃烧放出的热量为多少？480g呢？ 例题1：由图分析可知下列说法正确的是 （ ） AABC和BCA两个反应吸收或放出能量不等BABC H 0 CA具有的焓高于B和C具有的焓总和DABC H 0，则BCA H 0 针对性练习：1下列各图中，表示正反应是吸热反应的是（ ） A B C D C D2对于一个放热反应，已知产物的总能量为70kJ，那么反应物的总能量可能是（ ）A20kJ B30kJ C70kJ D80kJ例题2：1g的炭与适量的水蒸气生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94kJ热量，相应的热化学方程式为 （ ）AC + H2O = CO H2 ；H = 10.94kJmol1BC（s）+ H2O（g）= CO（g） H2（g）；H = 10.94kJmol1CC（s）+ H2O（g）= CO（g） H2（g）；H = 131.3kJmol1D1/2C（s）+ 1/2H2O（g）= 1/2CO（g） 1/2H2（g）；H = 65.65kJmol1针对性练习：3已知热化学方程式2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l） H1 = 571.6kJmol-1，则关于热化学方程式“2H2O（l）= 2H2（g）+ O2（g） H2 = ？”的说法正确的是（ ） A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H2= 571.6kJmol-1 D该反应可表示36g 水蒸汽分解时的热效应【课堂练习达标】1下列说法正确的是 （ ）A反应热是指反应过程中放出的热量B热化学方程式的系数也可表示分子的个数C在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须标明聚集状态D所有的反应都伴随着能量变化2热化学方程式中化学计量数表示 （ ）A分子个数 B原子个数C物质的质量 D物质的量3关于2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l）；H = 571.6kJmol1，下列有关叙述错误的（ ）A2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热B1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ的热C2 个H2分子完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热D上述热化学方程式可以表示为：H2（g）+ 1/2O2（g）= H2O（l）；H = 285.8kJmol14下列热化学方程式书写正确的是 （ ）A2SO2 O2 2SO3；H = 196.6kJmol1BH2（g）+ 1/2O2（g）= H2O（l）；H = 285.8kJmol1C2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l）；H = 571.6kJmol1DC（s）O2（g） CO2（g）；H = 393.5kJ5已知：H2（g）+ Cl2（g）= 2HCl（g）；H = 184.6kJmol1，则反应：HCl（g） 1/2 H2（g）+ 1/2 Cl2（g）的H为 （ ）A184.6kJmol1 B92.3kJmol1C369.2kJmol1 D92.3kJmol16已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39kJ的热量。下列两个方程式： 4P（白磷，s） 5O2（g） 2P2O5（s）；H14P（红磷，s） 5O2（g） 2P2O5（s）；H2则H1和H2的关系正确的是 （ ）AH1 H2 BH1 H2 CH1 H2 D不能确定7在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为： 2CO（g）O2（g） 2CO2（g）；H = 566kJmol1 CH4（g）+ 2O2（g）= CO2（g） 2H2O（l）；H = 890kJmol1由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为 （ ） A2912 kJ B2953 kJ C3236 kJ D3867 kJ 8在相同温度和压强下，将32g硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧，令前者放出的热量为Q1，后者放出的热量为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小正确的判断是 （ ）AQ1 Q2 BQ1 Q2 CQ1 Q2 D无法判断第三课时 反应焓变的计算-盖斯定律【课堂学案】【复习提问】写出下列反应的热化学方程式（1）1molC2H5OH(l)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量。 。（2）18g葡萄糖与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)， 放出280.4kJ热量。 。【板书】三、反应焓变的计算（一）盖斯定律：1、内容： 2、理解要点：（1）反应焓变（反应热效应）只与 、 有关，与 无关。反应物a生成物HH2H1cbH5H4H3（2）焓变（反应热）总值一定。H = H1 + H2 = H3 + H4 + H5合作探究：如何进行反应热的计算？ 由盖斯定律可知：反应热的大小与反应的无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是的。我们可以将两个或多个热化学方程式包括其H相或相，得到一个新的热化学方程式。即热化学方程式具有性，可以进行加、减、乘、除四则运算。要点强化指导：反应热的计算是以其定义为基础的，要掌握其定义的涵义，同时注意单位的转化。依据热化学方程式的计算，要注意反应热是指反应按所该形式完全进行时的反应热。热化学方程式中的化学计量数与反应热成正比关系。（二）焓变的计算方法1、利用已知焓变求未知焓变热化学方程式相加减【问题分析示例】例题1：氢气和氧气生成液态水的反应，可以通过两种途径来完成，如下图所示：已知：H2（g）+ 1/2O2（g）= H2O（l）；H = 285.8kJmol1 H2O（g）= H2O（l）；H2 = 44.0kJmol1求：H2（g）+ 1/2O2（g）= H2O（g）的反应热H1 ？ 【例2】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下C（s，石墨）+O2（g）=CO（g）的反应焓变。C（s，石墨）+ O2（g）= CO2（g） H1 = 393.5kJmol1CO （g） + O2（g）= CO2（g） H2 = 283.0kJmol1【练习1】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下P4（s，白磷）= 4P（ s，红磷）的反应焓变。P4（s，白磷）+ 5O2（g）= P4O10（S） H1 = 2983.2kJmol1P（s，红磷）+ O2（g）= P4O10（S） H2 = 738.5kJmol1【练习2】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下 2N2H4(g) + 2NO2(g) = 3N2(g) + 4H2O(g)的反应焓变。 N2（g） + 2O2（g） = 2NO2（g） H1 = + 67.7kJmol1 N2H4（g）+ O2（g） = N2（g）+ 2H2O（g） H2 = 534kJmol1【练习3】试利用298K时下述反应的实验数据，计算此温度下 Zn（s）+ HgO（s） = ZnO（s）+ Hg（l）的反应焓变。 Zn（s） + O2（g）= ZnO（s） H1 = 351.1kJmol1 Hg（s） + O2（g）= HgO（s） H2= 90.7kJmol12、利用化学键的键能求焓变（1）键能： （2）H = (反应物的键能） (反应产物的键能)【例3】以下是部分共价键键能数据：HS 364kJmol1，SS 266kJmol1，S=O 522kJmol1，HO 464kJmol1。试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。 2H2S(g) + SO2(g) = 3S(g) + 2H2O(g) H = ？S8分子结构【练习4】以下是部分共价键键能数据：PP 198kJmol1，PO360kJmol1，O=O 498kJmol1。 试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。P4(s,白磷) + 3O2(g) = P4O6(s) H = ？ 氧原子 磷原子P4 分子结构 P4O6 分子结构 针对性练习：已知：C（s）+ O2（g）= CO2（g）；H1 = 393.5kJmol1 CO（g）+ 1/2O2（g）= CO2（g）；H2 = 283.0kJmol1试求C（s）+ 1/2 O2（g）= CO（g）的反应热H3 ？ 要点强化指导：影响反应热大小的因素：反应热的大小与反应的条件，反应物、生成物的种类、状态及物质的量有关。不同的反应，有不同的反应热；同一反应，若某一物质的状态不同，则反应热不同。参加反应的物质的物质的量不同，则反应热不同。反应方向逆向，则H改变符号，但绝对值不变。反应热的大小与与反应的途径无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。【课堂练习达标】1下列说法正确的是 （ ）A反应热指的是反应过程中放出的热量B热化学方程式中的化学计量数意义之一是表示分子的个数C反应热的大小与反应的途径有关，理论上分多步完成时过程中热量损耗多，比一步完成时其反应热效应少。D依据盖斯定律，热化学方程式具有加和性，也可以进行加、减、乘、除四则运算。2下列各项与反应热的大小无关的是 （ ）A反应物的状态 B生成物的状态 C反应物的多少 D表示反应热的单位3已知：C（s） 1/2O2（g） CO（g）；H1 = 110.35kJmol1 CO（g） 1/2O2（g） CO2（g）；H2 = 282.57kJmol1 则C（s） O2（g） CO2（g）；H3 ？ （ ）A172.22kJmol1 B172.22kJmol1 C392.92kJmol1 D. 392.92kJmol14下列说法不正确的是 （ ）在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须标明聚集状态；所有的化学反应都伴随着能量变化；放热的反应发生时不必加热；一般来说，吸热反应在加热后才能发生；化学反应的热效应数值与参加反应的物质的多少有关；一般来说，吸热反应在一定条件下也能发生；依据盖斯定律，反应热的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热基本相同。AB CD5已知热化学方程式：2H2O（l）= 2H2（g）+ O2（g）；H1 = 571.6kJmol12H2（g）+ O2（g）= 2H2O（g）；H2 = 483.6kJmol1当1g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：放出；吸收；2.44kJ：4.88kJ；88kJ。其中正确的是 （ ）A和 B和 C和 D和6同素异形体相互转化的反应热相当少而转化速率慢，有时还很不完全，测定时很困难，现可依据盖斯定律进行计算。已知：4P（白磷，s） 5O2（g） 2P2O5（s）；H1 283.2 kJmol1 4P（红磷，s） 5O2（g） 2P2O5（s）；H2 184.0kJmol1 由热化学方程式看来，更稳定的磷的同素异形体是 ，试写出白磷转化成红磷的热化学方程式 。7已知下列热化学方程式： Fe2O3（s） 3CO（g） 2Fe（s） 3CO2（g）；H 25 kJmol13Fe2O3（s） CO（g） 2Fe3O4（s） CO2（g）；H 47 kJmol1Fe3O4（s） CO（g） 3FeO（s） CO2（g）；H 19 kJmol1 写出FeO（s）被CO还原成Fe（s）和CO2的热化学方程式 。第二节 电能转化为化学能电解(第一课时电解原理)学习重点：1.以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理。2.初步掌握一般电解反应产物的判断方法。学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。（阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。）问题一、电解【自主学习】电解熔融的氯化钠离子在电场中的 是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的和分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有，Na在这个电极上_电子，被还原成钠原子：；而与电源正极相连的电极带有，Cl在将电子转移给这个电极，自身被氧化成，最终生成：。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应：。电解的定义在的作用下，电解质在两个电极上分别发生和的过程。 要点强化指导电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。问题二、电解池【自主学习】 电解池的含义将转化为的装置被称为电解池。 电解过程中的能量变化在电解过程中，电源向反应体系提供能，_能转化为能而“储存”在反应物中。3. 电解池的电极：按照电化学规定，电解池中的两个电极是极、极，发生的电极叫做阳极（阳极与电源的相连）；发生的电极叫做阴极（阴极与电源的极相连）。4. 构成电解池的条件：(1) (2) (3) (4) 【练习1】.分析下图，属于电解池的有 （ ）【练习2】下列说法正确的是 ( )电解是把电能转变成化学能； 电解是化学能转变成电能；电解质溶液导电是化学变化； 任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生； 问题三、电极反应及其反应式的书写【自主学习】电极反应的含义在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个上分别进行的。每个电极上或是发生_电子的变化，或是发生电子的变化，分别相当于的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生反应，阴极上发生反应。合作探究1：电极与电子的移动方向有怎样的特点？阳极与电源的相连，阳极上发生反应，电子由电解质中的放电经电解池极、外电路到电源的极，即：极 电源的极；阴极与电源的极相连，阴极上发生反应，电子由电源的极、外电路到电解池极被电解质中的阳离子得到，即：电源的极 电解池的极。要点强化指导电极与溶液（或熔融电解质）中的离子移动电解池的极上有富积的大量的，故电解质中带电荷的离子向该极移动；电解池的极上缺失，故电解质中带电的离子向电解池的极移动。 规律判断阴极的方法阴极： 发生还原反应的电极。 与电源“”相连的电极， 得到电子的电极， 阳离子移到的电极。 阳极： 发生氧化反应的电极。判断阳极的方法 与电源“+”相连的电极， 失去电子的电极， 阴离子移到的电极。规律指导与总结：电极反应式的书写形式与步骤电极反应式的书写形式有两种（以Cl被氧化为例）：2Cl 2e Cl2；2Cl Cl2 2e 。举例：写出电解熔融NaCl的电极方程式总结电极反应式的书写步骤： 看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状