人教版高中化学选修4教案全册

人教版新课标高中化学选修-4教案

化学反应原理的研究内容

一、简化后的有效碰撞模型

能引起分子之间化学反应的碰撞是有效碰撞，某一化学反应速率的大小与单位时间内有效碰撞的次数有

关。分子间的碰撞是化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件。

二、活化分子和活化能

1、具有较高的能量，能够发生有效碰撞的分子一定是活化分子；但是活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。

2、活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能。

3、有活化能为0的化学反应。如溶液中的自由离子间的反应，高空大气中自由离子间的反应，高空大气中

自由原子之间的反应，因为这些反应的反应物分子在反应前已经成为自由离子或原子，不需要再破坏或减弱

化学键。

三、催化剂

（1）催化剂是能改变化学反应的速率，但前后本身的性质和质量都不再改变的物质

（2）催化剂→降低活化能→提高活化分子数→提高有效碰撞频率→反应速率加快

第一章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、金属氧化物的还原

反应，水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量，虽然力

的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸收能量。

1、从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能

量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；

2、反应物和生成物的总能量通常不相等，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学能转化为其他形

式的能量释放出来，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应将其他形式的能量转化为化学能储存起来。

3、我们对反应研究的对象是反应的反应物和生成物，我们把它们称为反应体系，而把除它们之外的物质称

为环境，我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸收的能量，用热量（或换算成相应的热量）来表述，

叫做反应热，又称作为“焓变”，用符号“△H”表示，单位常采用kJ/mol或kJmol－1

一、反应热焓变

1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△Ｈ 3、单位：kJ/mol或kJmol-

4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0 时为吸热反应；△H为“一”或△H＜0 时为放热反应。5、△Ｈ计算的三种表达式：(1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量

(2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量(3) △H = 反应物的键能之和–生成物的键能之和

二、热化学方程式

1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。例：H2(g)＋I2(g)

2HI(g)；△Ｈ= －14.9 kJ/mol 2．书写热化学方程式的注意事项：

(1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不同时，其△H不同。中学化学中所用的△H的数据，一般都是在101 kPa和 25℃时的数据，因此可不特别注明。

(2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。通常气体用“g”、液体用”l”、固体用“s”、溶液用“aq”，且热化学方程式通常不用“↑”、“↓”。

(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反

应，当化学计量数不同时，其△H也不同。

3．热化学方程式的应用

【点击试题】已知在25℃，101kPa下，1g 188HC(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量．表

示上述反应的热化学方程式正确的是

A．)g(OH9)g(CO8)g(O225)1(HC222188；△H＝－48.40kJ/mol

B．)1(OH9)g(CO8)g(O225)1(HC222188；△H＝－5518kJ/mol

C．)1(OH9)g(CO8)g(O225)1(HC222188；△H＝+5518kJ/mol

D．)1(OH18)g(CO16)g(O25)1(HC2222188；△H＝－11036kJ/mol 答案 BD

【实践活动】中和反应反应热的测定一、实验原理

中和热的定义是在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 mol H2O 时的反应热叫中和热。

【实验】实验2-3：在50mL烧杯中加入0.50mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH

溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记

录。

盐酸温度/℃NaOH溶液温度/℃中和反应后温度/℃

t(HCl) t(NaOH) t2 数据处理：△H＝Q/n＝cm△t/n

其中：c＝4.18J/(g·℃)，m为酸碱溶液的质量和，△t＝t2－t1，t1是盐酸温度与NaOH溶液温度的平均

值，n为生成水的物质的量。

二、实验操作1、为了保证0.50mol·　L－1的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol·Ｌ－1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为

过量的碱并不参加中和反应。2、实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量小的一种，

因为过量的酸碱并不参加中和反应。三、数据处理

1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 (t2－t1)＝2、计算反应热：△H＝Q/n＝cm△t/n。

其中：c＝4.18J/(g·℃)，m＝m1＋m2＝100g，△t＝(t2－t1)＝

n＝0.50mol· L－1×50mL×10－3＝0.025mol。△H＝注意：单位换算L=1000 mL

选择题

1、下列说法不正确的是( A )

A、放热反应不需加热即可发生 B、化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等C、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应 D、化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关

2、已知（1）H2( g )＋1/2O2 ( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol

（2）2H2( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol（3） H2 ( g )＋1/2 O2 ( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol

（4） 2H2 ( g )＋O2 ( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 AC 。

A、ad>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0 3、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。

则下列热化学方程式中正确的是(D) A、2CH4( g )＋4O2( g )＝2CO2( g )＋4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/molB、CH4＋2O2＝CO2＋H2O ΔH = －890 kJ/mol

C、 CH4 ( g )＋2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = －890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g )＋O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol

4、已知○1 1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；○2 1mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收

243 kJ ○3由H原子和Cl原子形成1 mol HCl 分子时释放431 kJ的能量。下列叙述正确的是( AC ) A、氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2 (g) + Cl2(g) == 2HCl (g)

B、氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH==183 kJ/molC、氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH==--183 kJ/mol

D、氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH==--183 kJ/mol 解析:反应热=生成物的键能减反应物的键能=436kJ?mol-1+243kJ?mol-1-2×431kJ?mol-1=-183kJ?mol-1，故

1mol氢气与1mol氯气反应时放出热量为183KJ，△H=-183kJ/mol，故C正确；

第二节燃烧热能源一、燃烧热

反应热种类：燃烧热、中和热、溶解热等1．定义：在 101 kPa时，lmol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

注意：(1) 在101 kPa时，生成稳定的氧化物。如C完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。

又如H2燃烧生成液态 H2O，而不是气态水蒸气。S对应的是SO2等。

(1) 书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol 纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数，热化

学方程式常以分数表示。例：H2(g)十21O2 (g)＝H2O(l)；△H=-285.8kJ/mol【强调】燃烧热其ΔＨ<0

2．有关燃烧热的计算

【点击试题】例1、10 g硫磺在 O2中完全燃烧生成气态地，放出的热量能使 500 g H2O温度由18℃升至62.4℃，

则硫磺的燃烧热为，热化学方程式为。

【讲解】10 g硫磺燃烧共放出热量为： Q = m·C(t2－t2)＝500 g ×10－3×4.18 J/(g·C)(62.4－18) ℃ =

92.8 kJ，则lmol(32g)硫磺燃烧放热为gmolgkJ

10328.921=-297 kJ/mol，硫磺的燃烧热为297 kJ/mol，

热化学方程式为：S(s) + O2(g) = SO2(g)；△H=-297 kJ/mol

二、能源

1、定义：能源就是能提供能量的资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。。

2、新能源：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。【小结】燃烧热与中和热的区别与联系

燃烧热中和热

相同点能量变化都是放出热量

ΔＨΔＨ<0

不同点反应物的量可燃物为1mol

生成物的量生成水为1mol

反应热不同可燃物其燃烧热大小不同中和热为ΔＨ=-57.3kJ/mol

选择题

1、下列说法正确的是( B )A、1 mol 硫酸与1mol Ba(OH)2 完全中和所放出的热量为中和热

B、在25℃、101kPa下，1 mol 硫和2 mol 硫燃烧热相等C、CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应D、101 kPa时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热

第三节化学反应热计算

一、盖斯定律1、盖斯定律：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。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。

2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义

【科学探究】对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，

因此这个反应的ΔＨ无法直接测得，我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：

C（s）＋O2（g） =CO2（g）；ΔH=－393．5 kJ／mol

CO（g）+ O2（g）=CO2（g）；ΔH=－283．0 kJ／mol

【投影】

【讲解】根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH。