高中化学《选修四》第一章复习学案

1《选修四》复习学案第一章化学反应与能量考点一焓变与反应热1．焓变、反应热(1)焓(H)：用于描述物质的物理量。(2)焓变(ΔH)：ΔH＝。单位J·mol－1或kJ·mol－1。(3)反应热：指当化学反应在一定下进行时，反应所或的热量，通常用符号Q表示，单位J·mol－1或kJ·mol－1。2．吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析(3)常见放热反应①；②；③；④；⑤。(4)常见吸热反应①；②；③；④。要点提取(1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。但在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。【互动思考】1．反应是吸热还是放热是否与反应条件有关？2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(5)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()(7)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同()(8)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()[示向题组]1．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1下列叙述正确的是()。A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能为b－a＋5.6c4kJ·mol－1D．P—P键的键能为5a－3b＋12c8kJ·mol－12．煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1(反应Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。2[跟进题组]1．下列有关焓变与反应热的说法，正确的是()。A．反应热和焓变的单位都是kJB．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等C．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等D．任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定2．反应A＋B―→C(ΔH0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH0)，②X―→C(ΔH0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()。3．已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)该反应是______反应(填“吸热”或“放热”)该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1______，E2______，ΔH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。【归纳总结】1．正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，ΔH＝E1－E2；(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。2．熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和考点二热化学方程式的书写与正误判断1．概念：表示参加反应和的关系的化学方程式。2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1表示在25℃，101kPa时，_。3．书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等反应条件。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示，可以是整数，也可以是分数。且化学3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。要点提取ΔH与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在298K时，1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。但实际上1molN2(g)和3molH2(g)充分反应，不可能生成2molNH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4kJ。【互动思考】1．同一个化学反应，是否只有一种形式的热化学方程式？2．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1对下列说法作出正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”①1LCH3OH蒸气与1L水蒸气反应生成1LCO2气体与3L氢气吸收热量49.0kJ()②1个CH3OH分子与1个水分子反应生成1个CO2分子与3个H2分子吸收49.0kJ热量()③相同条件下1molCH3OH(g)与1molH2O(g)的能量总和小于1molCO2(g)与3molH2(g)的能量总和()④1molCH3OH蒸气与1mol液态水反应生成1molCO2气体与3mol氢气吸收的热量小于49.0kJ()[示向题组]1．根据信息，写出下列热化学方程式(1)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl(s)，放热44.4kJ，该反应的热化学方程式是________________________________。(2)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为____________________________。(3)为减少SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：_____________________________________。2．化学反应X2＋3Y2===2XY3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()。A．X2(g)＋3Y2(g)===2XY3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．X2(g)＋3Y2(g)===2XY3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.12X2(g)＋32Y2(g)===XY3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.12X2(g)＋32Y2(g)===XY3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1[跟进题组]1．如图为某密闭容器中气态物质进行反应时物质总能量(kJ·mol－1)的关系图，则下列热化学方程式正确的是()。A．2A(g)＋B(g)===2C(g)ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1B．2A(g)＋B(g)===2C(g)ΔH＝－(E2－E1)kJ·mol－1C．2C(g)===2A(g)＋B(g)ΔH＝－(E2－E1)kJ·mol－1D．2C(g)===2A(g)＋B(g)ΔH＝(E2－E1)kJ2．实验测得：101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()。①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1A．仅有②B．仅有②④C．仅有②③④D．全部符合要求3．用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl，利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O2CuO/CuCl2400℃2Cl2＋2H2O已知ⅰ.反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量。ⅱ.4(1)H2O的电子式是________________________________________________________________________。(2)反应A的热化学方程式是_______________________________________。(3)断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。【思维建模】有关热化学方程式的“五步”与“五审”1．书写热化学方程式的“五步”一写方程式写出配平的化学方程式↓二标状态用s、l、g、aq标明物质的聚集状态↓三标条件标明反应的温度和压强、25℃时可不标注↓四标ΔH在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－”↓五标数值—根据化学计量数计算写出ΔH的值2．判断热化学方程式正误的“五审”一审“＋”“－”—放热反应ΔH一定为“－”，吸热反应ΔH一定为“＋”↓二审单位单位一定为“kJ·mol－1”，易错写成“mol”或漏写↓三审状态物质的状态必须正确，特别是溶液中的反应易写错↓四审数值↓五审是否符合概念—如燃烧热、中和热的热化学方程式考点三燃烧热中和热及其测定1．燃烧热(1)概念：在101kPa时，纯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。燃烧热的单位一般用kJ·mol－1表示。燃烧热的限定词有恒压(101kPa时)、可燃物的物质的量(1mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→，H→，S→等。(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5kJ·mol－1，表示在101kPa时，1molC完全燃烧生成CO2气体时放出393.5kJ的热量。(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l