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1、精选优质文档-倾情为你奉上化学选修4化学反应与原理知识点详解 一、本模块内容的特点1.理论性、规律性强2.定量3.知识的综合性强4.知识的内容较深二、本模块内容详细分析第一章 化学反应与能量1 章节知识网络一、焓变 反应热 1反应热:化学反应过程中所放出或吸收的热量,任何化学反应都有反应热,因为任何化学反应都会存在热量变化,即要么吸热要么放热。反应热可以分为(燃烧热、中和热、溶解热) 2焓变(H)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应.符号: H.单位:kJ/mol ,即:恒压下:焓变=反应热,都可用H表示,单位都是kJ/mol。3.产生原因:化学键断裂吸热 化学键形成放热放出热量的化学反
2、应。(放热>吸热) H 为“-”或H <0吸收热量的化学反应。(吸热>放热)H 为“+”或H >0也可以利用计算H来判断是吸热还是放热。H=生成物所具有的总能量反应物所具有的总能量=反应物的总键能生成物的总键能=反应物的活化能生成物的活化能 常见的放热反应: 所有的燃烧反应 所有的酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与水或酸的反应 生石灰(氧化钙)和水反应铝热反应等 常见的吸热反应: 晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl 大多数的分解反应 条件一般是加热或高温的反应区分是现象(物理变化)还是反应(生成新物质是化学变化),一般铵盐溶解是吸热现象,别的物质溶于
3、水是放热。4.能量与键能的关系:物质具有的能量越低,物质越稳定,能量和键能成反比。5.同种物质不同状态时所具有的能量:气态>液态>固态6.常温是指25,101.标况是指0,101.7.比较H时必须连同符号一起比较。二、热化学方程式书写化学方程式注意要点: 热化学方程式必须标出能量变化,即反应热H,H对应的正负号都不能省。 热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(s,l, g分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示) 热化学反应方程式不标条件,除非题中特别指出反应时的温度和压强。 热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,不表示个数和体积,可以是整数,也可以是分数 各物
4、质系数加倍,H加倍,即:H和计量数成比例;反应逆向进行,H改变符号,数值不变。 热化学方程式中的H与化学反应的条件无关。6.表示意义:物质的量物质状态吸收或放出热量。三、燃烧热1概念: 101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物(二氧化碳、二氧化硫、液态水H2O)时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。注意以下几点:研究条件: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,单位kJ/mol)2.燃烧热和中和热的表示方法都是有H时才有负号。3.石墨和金刚石的燃烧热不同。不同的物质燃烧热不同。四、中和热
5、1概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O,这时的反应热叫中和热。2强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) H=57.3kJ/mol3弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4中和热的测定实验:看课本装置图(1)一般用强酸和强碱做实验,且碱要过量(如果酸和碱的物质的量相同,中和热会偏小),一般中和热为57.3kJ/mol。(2)若用弱酸或弱碱做实验,放出的热量会偏小,中和热会偏小。(3)若用浓溶液做实验,放出的热量会偏大,中和热会偏大。(4)在试验中,增大酸和碱的
6、用量,放出的热量会增多但中和热保持不变。五、盖斯定律1内容:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。六、能源 注:水煤气是二次能源。本章难点点拨:难点一:焓变及其计算难在:不能全面把握焓变要素,不能把方程与焓变对应 起来难在:吸放与“+、-”,反应方向、状态变化与焓变的关系解决规律小结:1、方程加,焓变加,方程减,焓变减。2、反应的向变符不符:方向不同,焓变变号。3、质变对不对:反应前后物质不同,焓变值不同。4、态变符不符:状态不同,焓变值不同。晶型不同,
7、焓变不同。5、量变配不配(焓变符号、焓变值、焓变单位):焓变值为按系数完全进行的值。对可逆反应是不可能完全反应的,但焓变数值是对应与方程系数完全反应的数据。6、反应条件符不符:如燃烧热对应于101kPa、25 难点二:反应方向(恒压条件下)焓变、熵变以及温度对反应方向的影响 难在:1、H和 S的理解 2、反应方向判椐的理解和应用 H-T S<0,反应能自发进行 H-T S=0,反应达到平衡 H-T S>0,反应不能自发进行3、易产生焓变正负、熵变正负、反应自发与否的片面关系解决策略:关键在于理解并接受,加上适当的训练。对本难点切勿“一意孤行”,以自己理解为标准,要能听得进老师正确的
8、指引并欣然接受,哪怕自己觉得不可思议!习题训练1(2011浙江高考12)下列说法不正确的是( )A已知冰的熔化热为6.0 kJ/mol,冰中氢键键能为20 kJ/mol,假设1 mol冰中有2 mol 氢键,且熔化热完全用于破坏冰的氢键,则最多只能破坏冰中15的氢键B已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为,。若加入少量醋酸钠固体,则CH3COOHCH3COOH向左移动,减小,Ka变小C实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3916 kJ/mol、3747 kJ/mol和3265 kJ/mol,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D已知:Fe2O3(s)3
9、C(石墨)2Fe(s)3CO(g),H489.0 kJ/mol。CO(g)O2(g)CO2(g),H283.0 kJ/mol。C(石墨)O2(g)CO2(g),H393.5 kJ/mol。则4Fe(s)3O2(g)2Fe2O3(s),H1641.0 kJ/mol2.(2011北京高考10)25、101kPa 下:2Na(s)1/2O2(g)=Na2O(s) H1=414KJ/mol 2Na(s)O2(g)=Na2O2(s) H2=511KJ/mol下列说法正确的是( )A.和产物的阴阳离子个数比不相等 B.和生成等物质的量的产物,转移电子数不同C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升
10、高生成Na2O的速率逐渐加快D.25、101kPa 下,Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s) H=317kJ/mol3.(2011重庆) SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为( )A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/mol C.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol4.(2011海南)已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) H=-701.0kJ&
11、#183;mol-1 2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) H=-181.6kJ·mol-1则反应Zn(s)+ HgO(s)=ZnO(s)+ Hg(l)的H为( )A. +519.4kJ·mol-1 B. +259.7 kJ·mol-1 C. -259.7 kJ·mol-1 D. -519.4kJ·mol-1 5.(2011海南)某反应的H=+100kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是( )A.正反应活化能小于100kJ·mol-1 B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1C.正反应活化能不小于
12、100kJ·mol-1 D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-16(2011上海)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是( )7(2011上海)根据碘与氢气反应的热化学方程式(i) I2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) - 26.48 kJ下列判断正确的是( )A254g I2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48 kJB1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定D反应
13、(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低8.(2011江苏高考20,14分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知: CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H+206.2kJ·mol1CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H-247.4 kJ·mol12H2S(g)2H2(g)S2(g) H+169.8 kJ·mol1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部
14、分H2S燃烧,其目的是 。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式: 。(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是 。(4)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图12(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为 。 (5)Mg2Cu是一种储氢合金。350时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。参考答案1、解析:A正确,熔化热只
15、相当于0.3 mol氢键。B错误。Ka只与温度有关,与浓度无关。C正确。环己烯(l)与环己烷(l)相比,形成一个双键,能量降低169kJ/mol,苯(l)与环己烷(l)相比,能量降低691kJ/mol,远大于169×3,说明苯环有特殊稳定结构D正确。热方程式()×3÷2,H也成立。 答案:B【评析】本题为大综合题,主要考察了物质的键能分析应用,化学反应能量变化的盖斯定律的应用,以及弱电解质溶液的电离平衡分析。2、解析:Na2O是由Na和O2构成的,二者的个数比是2:1。Na2O2是由Na和O22构成的,二者的个数比也是2:1,选项A不正确;由化合价变化可知生成1m
16、olNa2O转移2mol电子,而生成1molNa2O2也转移2mol电子,因此选项B不正确;常温下Na与O2反应生成Na2O,在加热时生成Na2O2,所以当温度升高到一定程度时就不在生成Na2O,所以选项C也不正确;由盖斯定律知×2即得到反应Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s) H=317kJ/mol,因此选项D正确。 答案:D3、解析:本题考察反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热,而形成新的化学键需要放热。由题意的1mol S(s)和3molF2(g)形成S原子和F原子共需要吸收能量是280kJ+3×160kJ760 kJ。而生成1mol SF6(g
17、)时需形成6molS-F键,共放出6×330kJ1980 kJ,因此该反应共放出的热量为1980 kJ760 kJ1220kJ,所以该反应的反应热H1220 kJ/mol,选项B正确。 答案:B4、答案C命题立意:考查盖斯定律。解析:反应的焓值由盖斯定律直接求出。即(H1-H2)/2=-259.7 kJ·mol-1。【误区警示】本题中两负数相减易出错,此外系数除以2时,焓值也要除2。5、答案CD命题立意:活化能理解考查解析:在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种,焓与活化能的关系是H=(反应物)-(生成物)。题中焓为正值,过程如图所以CD正确【技巧点拨】关于这类题,比较数值间的相互关系,可先作图再作答,以防出错。6、解析:分解水属于吸热反应,催化剂可以降低活化能。 答案:B7、解析:反应是可逆反应,反应物不能完全转化;利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ;同一种物质的能量在相同条件下,能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。 答案:D8、解析:本题以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综合题,是以化学知识具体运用的典型试题。(1)利用盖斯定律即可得出;(2)H2S热
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