高中化学选修4《化学反应原理》全套学案
- 格式：doc
- 大小：12.86 MB
- 文档页数：434
专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变[明确学习目标] 1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。
2.学会热化学方程式的书写与应用。
1.反应热与焓变(1)反应热在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同的□01温度时，所□02吸收或□03放出的热量。
(2)焓变在□04恒温、恒压的条件下，化学反应过程中□05吸收或□06释放的热量。
符号为□07ΔH，常用单位□08kJ·mol－1。
2．吸热反应与放热反应(1)吸热反应：吸收热量的反应，ΔH□09>0；放热反应：放出热量的反应，ΔH□10<0。
(2)从反应物和生成物总能量相对大小角度分析3．热化学方程式(1)能够表示□13反应热的化学方程式叫做热化学方程式。
(2)热化学方程式的书写要求①标明反应温度和压强。
如果没有标明温度和压强，则表示是在□14 25_℃(298_K)、101_kPa条件下的反应热。
②标明物质的状态。
因为物质发生状态的变化也伴随着能量的变化，所以书写热化学方程式必须标明物质的状态。
一般用“□15g”表示气体，“□16l”表示液体，“□17s”表示固体，“□18aq”表示水溶液。
③热化学方程式中化学计量数表示□19物质的量，可以用□20整数或简单分数表示。
4．化学反应中能量变化的本质原因N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是□21946_kJ，1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是□22498_kJ，2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是□231264_kJ，则反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)吸收的热量为□24180_kJ。
化学反应中化学键的□25断裂和形成是反应过程中有能量变化的本质原因。
化学反应中的反应热等于□26断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量与□27形成生成物分子中的化学键放出的总能量之差。
1．化学反应都伴随能量变化吗？提示：所有化学反应都伴随着能量变化，因为旧化学键断裂所吸收的能量和新化学键形成所放出的能量不可能完全相同。
2．从微观和宏观两个角度怎样理解H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183 kJ·mol－1中的“183 kJ”？提示：从微观上看，断裂1 mol氢氢键和1 mol氯氯键所吸收的能量比形成2 mol氢氯键释放的能量少183 kJ。
从宏观上看1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)所具有的总能量比2 mol HCl(g)所具有的总能量多183 kJ。
3．热化学方程式与普通化学方程式有何区别？提示：热化学方程式需要注明反应的温度和压强，需要注明物质的聚集状态和反应热，同时热化学方程式的化学计量数可以是分数。
一、吸热反应与放热反应1．吸热反应与放热反应的比较2．判断吸热反应、放热反应的“两大依据”理论依据：反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
计算依据：断裂化学键吸收的总能量与形成化学键放出的总能量的相对大小。
[对点练习]1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A．铝片与稀盐酸反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C．灼热的炭与CO2反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应答案 C解析Al与盐酸反应是放热反应，A项错误；B中反应是吸热反应，但不是氧化还原反应，B项错误；灼热的C和CO2反应是氧化还原反应，同时又是吸热反应，C项正确；甲烷的燃烧是放热反应，D项错误。
2．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。
下列有关叙述正确的是()A．每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量B．反应热ΔH＝(a－b) kJ·mol－1C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量答案 B解析根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2 mol AB(g)吸收(a－b) kJ热量，A、C两项错误；根据反应热等于反应物的键能总和减生成物的键能总和可知，该反应的反应热ΔH＝(a－b) kJ·mol －1，B项正确；化学键断裂吸收能量，D项错误。
规律方法化学反应的特征是有新物质生成，实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量。
反应是吸热还是放热，与反应类型和反应条件无必然的联系，而取决于化学反应的本质，或者说反应物和生成物所具有的总能量相对大小。
二、热化学方程式1．热化学方程式的含义热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式。
它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。
例如热化学方程式：H2(g)＋I2(g)===2HI(g)ΔH＝－25.9 kJ·mol－1，该式表示在25 ℃、101 kPa时，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)完全反应生成2 mol HI(g)时，反应放出25.9 kJ的热量。
2．热化学方程式的书写方法及要求①ΔH与参与反应的物质的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
②当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。
[拓展]可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中ΔH都表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。
如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的热量为197 kJ，若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的热量为Q，因反应不能进行彻底，故Q<197 kJ。
[对点练习]3．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示()A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气时吸收131.3 kJ 热量C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气时吸收131.3 kJ热量D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ答案 C解析在表述热化学方程式的含义时，既要注意各物质的用量，又要注意各物质的状态。
4．已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出b kJ热量，则乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是() A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4b kJ/molB．C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2b kJ/molC．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2b kJ/molD．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝b kJ/mol答案 A解析由原子守恒可知，“生成1 mol二氧化碳气体”时参加反应的乙炔的物质的量为0.5 mol，即0.5 mol C2H2完全燃烧生成液态的水和二氧化碳气体时放出b kJ 的热量，则2 mol C2H2参加反应时，ΔH应为－4b kJ/mol；B项中应为ΔH ＝－2b kJ/mol；综上知A项正确。
规律方法热化学方程式正误判断的“四看”“一看”化学原理是否正确；“二看”物质聚集状态是否标明；“三看”反应热符号及单位是否正确；“四看”反应热数值是否与化学计量数和物质状态相对应。
本课归纳总结1．反应热“三要素”(1)符号：ΔH。
(2)单位：kJ/mol。
(3)正、负号：ΔH<0为放热反应；ΔH>0为吸热反应。
2．反应热计算“两公式”(1)ΔH＝反应物断键吸收的能量总和－生成物成键放出的能量总和。
(2)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
3．热化学方程式书写“三步骤”(1)写出配平的化学方程式。
(2)注明物质的聚集状态。
(3)注明反应热。
1．下列图示涉及的变化过程为吸热反应的是()答案 A解析吸热反应是反应物的总能量低于生成物的总能量的反应。
B项反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，所涉及的变化过程为放热反应；C项所涉及的变化过程是物理变化；D项所涉及的变化过程为放热反应。
2．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，下列关于该反应的说法正确的是()A．X的能量一定高于M的能量B．Y的能量一定高于N的能量C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量答案 C解析放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的反应。
3．如图所示，下列说法正确的是()A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A―→B＋CΔH<0C．A具有的能量高于B和C具有的能量的总和D．A―→B＋CΔH>0，B＋C―→AΔH<0答案 D解析由图可看出，B＋C的总能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应，ΔH<0，反之A―→B＋C一定是吸热反应，ΔH>0，根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量数值一定相等。
4．在常温常压下，1 g H2在足量Cl2中完全燃烧生成HCl气体，放出92.3 kJ 的热量。
下列热化学方程式中正确的是()A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－92.3 kJ·mol－1B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝92.3 kJ·mol－1C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝184.6 kJ·mol－1D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝184.6 kJ·mol－1答案 D解析H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 mol (2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，ΔH为“－”。
则1 mol H2在Cl2中完全燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH ＝－184.6 kJ·mol－1。
一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，反应热是原ΔH的相反数。
则该题的四个选项中只有D正确。
5．下列热化学方程式书写正确的是()A．2SO2＋O2===2SO3ΔH＝－196.6 kJ·mol－1B．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJD．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1答案 B解析书写热化学方程式必须注意以下几点：①要注明反应物和生成物的状态；②放热反应的ΔH为“－”，吸热反应的ΔH为“＋”；③ΔH的单位一般为kJ·mol－1。
