标准课-高三-化学-选修4-教学教案01秋季标准课第一讲化学反应与能量复习课

第一讲化学反应与能量复习课教学目标1．了解反应热和焓变的涵义、符号和一般采用的单位。2．认识能量的释放或吸收的本质，热化学方程式的意义。3．理解燃烧热的概念，理解中和热的测定方法。4．了解盖斯定律的涵义，能够利用盖斯定律进行有关反应热的计算。知识梳理知识点一、反应热及计算、热化学方程式1．焓变：化学反应过程中所放出或吸收的能量，符号：∆H，单位：kJ/mol2．两个角度计算反应热①分析反应物与生成物总能量相对大小（关注反应前后的状态）∆H=生成物总能量−反应物总能量画出吸热反应与放热反应能量图吸热反应ΔH0放热反应ΔH0拓展：物质三态间的能量大小②从成断键角度分析反应过程、图像，计算反应热（1）化学反应在本质上来说也就是旧键的断裂和新键的形成过程（2）∆H=反应物总键能−生成物总键能。画出吸热反应与放热反应能量图，并标出键能断裂和形成时的变化问：图中各段表示的意义：E1为旧键断裂吸收能量，E2为新键形成放出能量，能量差E2−E1表示反应热，哪段为活化能。3．常见吸放热反应（1）放热反应：4种，让学生自己写（2）吸热反应：4中，让学生自己写注：反应的热效应与反应条件无关4．反应热大小比较（1）同一反应生成物的状态不同时：A(g)十B(g)=C(g)；△H10A(g)+B(g)=C(1)；△H20△H2△H1因为C(g)=C(1)；△H30（2）同一反应反应物状态不同时：S(g)+O2(g)=SO2(g)；△H10S(s)+O2(g)=SO2(g)；△H20△Hl△H2因为S(g)=S(s)；△H30（3）两个有联系的不同反应相比C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H10C(s)+12O2(g)=CO(g)；△H20定有△Hl△H2注：比较两个反应的△H大小时，一定要考虑符号5．热化学方程式及注意事项（1）热化学方程式的书写：①注明反应条件②注明物质状态③注明焓变值（2）热化学方程式书写注意事项①注意守恒关系②注意与普通化学方程式的区别：包括气体、沉淀符号，化学计量数的意义③∆H随化学计量数的改变而改变：包括扩大、缩小，和变号典型例题1．（2011朝阳期末2）下列反应中，属于吸热反应的是（）A.乙醇燃烧B.氧化钙溶于水C．制备Fe(OH)3胶体D.盐酸和氢氧化钠反应答案：C2.（2011-2012人大附高二第二学期期末2）下列反应是氧化还原反应，而且ΔH＞0的是（）A．灼热的碳与CO2反应B．Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl的反应C．铝片与稀H2SO4反应D．甲烷在O2中的燃烧反应答案：A3.（2012－2013人大附高二下学期期末2）反应A＋B→C（ΔH＜0＝分两步进行：①：A＋B→X（ΔH＞0），②：X→C（ΔH＜0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（）答案：D4．（2013四中期中2）已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＞0，P(白磷，s)=P(红磷，s)ΔH＜0。根据上述信息推论正确的是（）A．前者为放热反应B．红磷的能量比白磷低C．金刚石比石墨稳定D．上述变化都为物理变化答案：B5.（2012－2013人大附高二下学期期末23）肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如题12所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：N=N为942、O=O为500、N-N为154，则断裂1molN-H键所需的能量（KJ）是（）A.194B.391C.516D.658答案：C6.（2012－2013人大附高二下学期期末4）已知热化学方程式：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=－QkJ/mol（Q＞0），下列说法正确的是（）A.相同条件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2SO3(g)所具有的能量B.该条件下将2molSO2(g)和1molO2(g)置于密闭容器中充分反应，放出的热量小于QkJC.增大压强或者升高温度，该平衡都向逆反应方向移动D.该反应使用V2O5做催化剂，相同情况下，则ΔH≠－QkJ/mol答案：B7.（2013西城区南区期末21）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：（1）反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)；ΔH=－41kJ·mol-1（2）已知1molC完全转化为水煤气（CO、H2混合物）时吸收热量131.5kJ，则1mol与CO2反应生成CO的焓变是ΔH=+172.5kJ·mol-1。（3）一氧化碳与水蒸气反应为可逆反应。该反应的化学平衡常数表达式为c(CO2).c(H2)c(CO)·c(H2O)K=__________。若升高温度K值（填“增大”；“减小”或“不变”）减小。（4）某温度下，将CO和H2O各0.10mol充入体积为1L的容器中，能说明该反应达到化学平衡状态的是bc（填字母）。a.容器中压强不变b.混合气体中c（CO）不变c.V正(H2)=V逆(H2O)d.c（CO2）=c（CO）（5）达到平衡后，测得c（CO2）=0.080mol·mol-1，则CO的转化率为80%8.（2014朝阳高二期末26）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下:①断开N2分子中的化学键比断开O2分子中的化学键不容易（填容易或不容易）②写出该反应的热化学方程式:N2(g)+O2(g)=2NO(g)；ΔH=+183kJ/mol.9.（2012－2013人大附高二下学期期末26）煤炭可以转化为清洁能源和化工原料．（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示，则此反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应，反应的热化学方程式为CO（g）+H2O(g)==CO2（g）+H2（g），ΔH=-41KJ/mol。（2）已知1molC完全转化为水煤气时吸收热量131.5kJ，则1molC与CO2反应生成CO吸收（填“吸收”或“放出”）热量172.5kJ。10.（2012－2013人大附高二下学期期末29）W、X、Y、Z、M、Q均为除稀有气体外的短周期元素，其原子序数依次增大，X的最外层电子数是W的4倍，Z与M的最低负化合价相同，X、M在周期表中位置如图所示。（1）X在周期表中的位置为第二周期第IVA族，Q的元素名称为氯。（2）Z与W形成的4核离子的电子式为水合氢离子电子式（3）由W、Y、Z、M组成的离子化合物在溶液中相互反应的离子方程式为:SO32-+2H+=SO2↑+H2O。（4）W2与Z2反应化合物甲，W2与Q2反应生成化合物乙。已知反应：乙(g)＋Z2(g)→甲(g)＋Q2(g)，每生成1molQ2放热57.8kJ。写出该反应的热化学方程式：4HCl（g）+O2（g）=2H2O（g）+2Cl2（g）;ΔH=-115.6kJ/mol（5）X、Y可分别与Z以原子个数比1∶1形成化合物丙和丁。在催化剂存在条件下，丙与丁发生可逆反应，生成单质Y2和另一种化合物戊。写出该反应的化学方程式：_2CO+2NO=====N2+2CO2。（6）将1mol丙气体和1mol丁气体充入一装有催化剂的恒压容器中，充分反应达平衡后若气体体积较原来减少23%，则丁的转化率为92%。XM催化剂知识点二、燃烧热、中和热1．燃烧热：101Kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：KJ·mol-1注：①燃烧热为正值（填“正”或“负”）②常见元素稳定化合物：HCS③写燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。2.中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol液态H2O时所放出的热量。单位：KJ·mol-1注：①中和热为正值（填“正”或“负”），不同的强酸与强碱中和热相同，均为57.3kJ/mol。②高中阶段只研究稀溶液中强酸与强碱的中和反应③若HCl与NaOH的浓溶液反应，放出的热量57.3kJ④在写中和热的热化学方程式时，一般以生成1mol液态H2O为标准来配平其余物质的化学计量数。3.中和热测定实验实验仪器：烧杯、环形玻璃棒、温度计、胶头滴管实验药品：0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液数据处理：多次测量取平均值，计算公式：注意事项：①小烧杯杯口要与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是：保温、隔热、减少实验过程中热量损失，环形玻璃搅拌棒不能用环形铜丝搅拌棒代替。②盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，③实验中若用浓酸、碱固体代替稀酸、稀碱，会使测定值偏高，因浓酸稀释、固体溶解都放热；④实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，会使测定值偏低，因电离吸热。典型例题1.（2011-2012人大附高二第二学期期末11）强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+（aq）+OH-（aq）═H2O；ΔH=-57.3kJ/mol．分别向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入：①稀醋酸；②浓H2SO4；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们的关系表示正确的是（）A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2答案：D2.（2014民大附中期中10）下列说法正确的是（）A．甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ•mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；ΔH=-890.3kJ•mol-1B．H2O(l)=H2O(g)；ΔH=+44kJ•mol-1，则2gH2(g)完全燃烧生成液态水比生成气态水多释放44kJ的能量C．常温下，反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自发进行，则该反应的ΔH0D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件的ΔH不同答案:B3.（2011-2012人大附高二第二学期期末26）（1）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．则表示甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)；ΔH=－889.6kJ·mol-1（2）下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ•mol-1）：化学键C-HC-FH-FF-F键能414489565158根据键能数据计算以下反应的反应热△H：CH4（g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g）；ΔH=－1928kJ·mol-1。知识点三、盖斯定律1．概念：无论反应是一步完成还是分几步完成，总的反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2．盖斯定律的应用1）当反应式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以相应数值。2）反应式进行加减运算时，△H也同样要进行加减运算，且要带“+”、“-”符号。典型例题1.（2011-2012人大附第二学期期末32.15分）全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题，温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%。（1）地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步（用“C5”表示C5H10O4，用“C3”表示C3H6O3）：Ⅰ、H2O(l)＝2H＋(aq)＋1/2O2(g)＋2e－ΔH＝＋284kJ•mol-1Ⅱ、CO2(g)＋C5(s)＋2H＋(aq)＝2C3＋(s)ΔH＝＋396kJ•mol-1Ⅲ、12C3＋(s)＋12e－＝C6H12O6(葡萄糖、s)＋6C5(s)＋3O2(g)ΔH＝－1200kJ•mol-1写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(葡萄糖、s)＋6O2(g)ΔH=+2880kJ·mol-1。2．（2013四中期中29.10分）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H2还原W