人教版选修4第一章化学反应与及能量学案

PAGE化学反应与及能量【学习目标】1．了解化学反应中的能量变化，并了解放热反应和吸热反应2．介绍燃料充分燃烧的条件，培养节约能源和环境保护的意识。3．了解焓、焓变、反应热的定义及相互关系。理解反应热的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。4．掌握热化学方程式的书写方法和应用。5．理解燃烧热并掌握有关燃烧热的计算。6．理解中和热。{知识结构}知识点一：反应能量变化与反应热1.化学反应与能量变化的关系任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是不相等的，在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。2、化学反应中能量变化形式形式较多，通常表现为热量的变化3、类型放热反应吸热反应定义形成原因与化学键强弱的关系表示方法△H△H图示实例（1）放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量高于生成物的总能量。如：燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。（2）吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。如：H2还原CuO的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，H2和I2、Ｓ、Ｐ等不活泼的非金属化合，ＣaCO3分解等大多数分解反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。说明：吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热，但有的不需要加热如：Ｂa（OH）2·8H2O和NH4Cl固体反应，放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。（图示）反应物总能量反应物总能量反应物总能量反应物总能量生成物总能量生成物总能量生成物总能量放热反应吸热反应反应过程放热反应物总能量生成物总能量反应过程吸热能量能量知识点二：反应热(焓变)(1)概念：化学反应过程中所释放或吸收的。(2)表示符号：。(3)单位：(或)。△H=∑反应物的总键能—∑生成物的总键能△H<0,为放热反应;△H>0，为吸热反应。(4)计算方法：△H======（5）影响其大小的因素：__________________________________________________化学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化。[对位专练]：1.下列说法正确的是（C） A.焓是一个物理量，符号为H，单位为mol·L可以测量B.焓变就是反应热，二者没有区别C.公式△H--T△S中的△H是反应的焓变D.焓变△H只有大小，没有正负之分2.下列变化中属于吸热反应的是：①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰（D）A．①②B．②③C．①④⑤D．②④3．知化学反应2C（s）＋O2（g）2CO（g）、2CO（g）＋O22CO2（g)都是放热反应。据此判断，下列说法中不正确的是(A)A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成C0时放出的热量多4.下列反应属于吸热反应的是:DA.铜与硫蒸气反应B.Mg粉与水反应C.干冰升华为气体D.硫酸钙高温锻烧5.下列说法正确的是CA.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应；B.放热的反应在常温下一定很易发生;C.一个反应是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定，而不是由反应是否需要加热而决定;D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量、放热反应发生过程中不再需要外界能量。知识点三：热化学方程式1．概念：表示参加反应物质的量和的关系化学方程式。2．表示意义：2H2(g)+02(g)===2H20(1)△H===一571.6kJ·mol—1表示在条件下。H2和02完全反应生成2mol时要____3、书写注意点：[对位专练]1.含NaOH20.0g的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是: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.分析下面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是: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．已知在发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料和N02作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气。又知：①N2(g)+202(g)====2N02(g)△H==+67.47kJ·mol-1②N2H4(g)+02(g)====N2(g)+2H20(g)△H===--534kJ·mol-1写出肼与N02反应的热化学方程式：N2H4(g)+N02(g)====3/2N2(g)+2H20(g)△H===--567.85kJ·mol-14．用CH4催化还原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若用标准状况下4.48LCH4还原N02至N2，整个过程中转移的电子总数为(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为kJ（1.6NA173.4）5、阿伏加德罗常数值记为NA，则关于C2H2(气)+O2(气)=2CO2(气)+H2O(液);DH=－1300kJ/mol的下列说法中，正确的是:BA.有10NA个电子转移时，吸收1300kJ的能量B.有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ能量C.有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ能量D.有2NA个碳氧双键生成时,放出1300kJ能量4、应用——反应热大小的比较：(1)同一反应生成物状态不同时如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；DH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；DH2因为气体变液体会放热，故:DH1<DH2(2)同一反应反应物状态不同时点燃如：S(g)+O2(g)=SO2(g);DH1S(s)+O2(g)=SO2(g)；DH2因为固体变气体会吸热，故:DH1<DH2(3)两个相联系的不同反应比较如:C(s)+O2(g)=CO2(g)；DH1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)；DH2可以设计成：C(s)——CO(g)———CO2(g)故DH1<DH2知识点四：燃烧热和中和热1、燃烧热的定义：表示方法：2、中和热的定义：表示方法：3、二者比较：燃烧热中和热相同点能量变化放热反应放热反应DH<0<0不同点反应物的量1mol生成物的量1molH2O注意点一定是指101kPa时1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物时的热效应。C→CO2,H→H2O(l),S→SO2…稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热都相同，均约为57.3kJ/mol[对位专练]1.下列热化学方程式中的DH能表示可燃物燃烧热的是:（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.“中和热”是一个在热化学中的重要概念，“中和热”的定义为：在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。以下关于中和热的叙述正确的是:（B）A.在稀溶液中所有酸和碱反应的中和热都相等B.在稀溶液中强酸和强碱反应的中和热都相等C.在稀溶液中1mol酸和1mol碱反应放出的热量都相等D.将浓硫酸滴入氢氧化钠浓液中刚好生成1mol水时，产生的热量即为中和热知识点五：盖斯定律化学反应的反应热只与反应体系的和有关，而与反应无关如由A到B可以设计如下两个途径：，途径l：A-→B(△H)途径二：A--→C—→B(△Hl+△H2)则焓变△H、△H1、△H2的关系可以表示为[对位专练]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则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的DH为:CA.－313.5kJ/molB.+313.5kJ/molC.－80.0kJ/molD.+80.0kJ/mol2、有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得：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则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成lmolC2H2(g)时△H==kJ·mol-1。②已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧至反应物耗尽时放出xkJ热量。单质碳的燃烧热为YkJ·mol-1，则1molC与02反应生成C0的反应热△H=kJ·mol-1。①226.8②-(5x-0.5y)知识点六：能源下列有关能量的说法不正确的是:BA.化石能源物质内部贮存着大量的能量B.吸热反应是由于反应物总能量低于生成物总能量，因而没有利用价值C.由石墨制金刚石是吸热反应，故石墨能量比金刚石能量低D.化学物质中的化学能可以在一定条件下转化为热能、机械能、光能、电能为人类所利用[随堂检验]1．中国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉好处在于()A．增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源B．减少炉中杂质气体(S02等)的形成C．提高煤炭的热效率并减少C0排放D．使得燃料燃烧充分，从而提高燃料利用率2．某学生用如下图所示装置进行化学反应X十2Y====2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时，看到试管中甲处液面下降，乙处液面上升。关于该反应的下列叙述正确的是()=1\*GB3①该反应为放热反应=2\*GB3②生成物的总能量比反应物的总能量高=3\*GB3③该反应过程可看成是“储存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来A.=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③B.=1\*GB3①=3\*GB3③C.=1\*GB3①=2\*GB3②D.=3\*GB3③3．根据热化学方程式S(s)+O2(g)===S02(g)；△H==--297.23kJ/mol,分析下列说法中正确的是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的键能总和大于1molS与1mol02的键能总和D．1molS02的键能总和小于1molS与1mol02的键能总和4.已知25.C、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+02(g)===C02(g)；△