化学选修四--化学反应原理导学案

1化学选修四化学反应原理第一章化学反应与能量变化第一节化学反应与能量变化------基本概念综述：坏消息是这部分内容，理论方面晦涩难懂，需要列位看官仔细体会；好消息是这部分的题在高考中往往以较为基础的形式出现，各位大可不必害怕；另一个坏消息是如果你不能正确理解下文中的基本概念，错误率会很高；另一个好消息是只要你紧随下文思路，理解还是比较容易的。闲话少说，且看，下文，分，解…………【课标要求】1．了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。2．掌握热化学方程式的含义，正确书写热化学方程式。3．掌握有关燃烧热的简单计算。4．初步了解新能源的开发。【考点1】化学反应中能量变化的理解1、从化学键角度理解化合物里的原子或离子之间通过________相结合。化学反应可以理解为旧键的断裂和新键的形成。化学键是原子间一种强烈的相互作用，被打断时，要从外界吸收能量。相应的，新键形成时，要向外界放出能量。若旧键断裂时吸收的能量，大于新键形成时放出的能量，显然该反应为_________若旧键断裂时吸收的能量，小于新键形成时放出的能量，则该反应为_________任何化学反应，都伴随能量的变化，这种能量变化包括多种形式，主要以______形式体现。2、从能量守恒角度理解任何物质有含有一定的能量，若反应物的能量比生物的能量少，根据能量守恒，多的那部分能量只能从外界吸收，反应为吸热反应，反之为放热反应。换句话说，对于一个吸热反应，反应物的能量加上从外界吸收的能量，应该等于生成物的能量，放热反应同理。如：2H2+O2=2H2O（放出QkJ热量）2H2O=2H2+O2（吸收QkJ热量）从能量守恒的角度来看，2H2+O2–Q=2H2O2H2O+Q=2H2+O22H2+O22H2O-Q2H2+O22H2O-Q2H2+O22H2O+Q2H2+O22H2O+Q2整理后如下：2H2+O2=2H2O+Q2H2O=2H2+O2–Q【思考】在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2②S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(s)+O2(g)=SO2(g)+Q2③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)+Q2④H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q23、常见放热反应、吸热反应常见放热反应：①大多数化合反应常见吸热反应：①大多数分解反应②所有的燃烧反应②盐类的水解③酸碱中和反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应④金属与酸反应4、吸热与加热需要加热的反应不一定是吸热反应，不需要加热的反应也不一定就是放热反应。化学反应时吸热还是放热与是否需要加热无关5、反应与过程注意区别反应与过程。我们这里的反应特指化学反应。而过程有很多种，包括物理过程，化学过程（即化学反应）等如液态水蒸发为水蒸气需要吸热，这是一个物理过程，不是吸热反应【考点2】反应热在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫做________首先，我们来看一张无所不能百看不厌荡气回肠的图E2E3E1E2E3E13上图中，E1为反应物所含有的能量，E3为生成物含有的能量反应时，旧键断裂，物质从外界吸收能量（E2–E1）--------------即反应物键能之和新键形成，物质向外界放出能量（E2–E1）-------------即生成物键能之和可以看出，这里给出的是一个吸热反应的图像，请大家在其右侧画出放热反应的图像。1、从化学键角度从化学键角度，反应的能量变化应该等于：“旧键断裂时吸收的能量”与“新键形成时放出的能量”之差，即（E2–E1）－(E2–E3）对于任何反应，规定：反应热=反应物键能之和—生成物键能之和2、从能量守恒角度从能量守恒角度，反应的能量变化应该等于反应物与生成物能量之差，即E3－E1对于任何反应，规定：反应热=生成物的能量—反应物的能量【注意】：虽然两种角度计算方式不同，但结果相同，都是E3－E1我们将物质自身含有的能量称为焓（*严格来讲，焓的概念比较复杂，为了理解方便，这里我们暂且这么说也无妨）焓的符号_________，单位_________，这样，我们就可以将反应热表示为：“△H”，【思考】：放热反应，△H_____0,吸热反应，△H_____0例：填写下表判断依据放热反应吸热反应反应物总能量与生成物总能量的相对大小E反应物____E生成物E反应物_____E生成物与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量____反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量_____反应物分子断裂时吸收的总能量ΔH的符号ΔH_____0(______)ΔH_____0(______)3、kj/mol如果说“kj”是能量的单位，好理解，那么这里的“/mol”是什么意思呢？△H既然是反应热（化学反应中能量的变化）的符号，它的单位应该是kj才对，为什么要加上“/mol”呢？这里的“/mol”，是指“1mol反应”。何谓“1mol反应”？以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)和1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)为例对于前者，1mol反应是指1molH2和1molCl2完全反应生成2molHCl4对于后者，1mol反应是指1/2molH2和1/2molCl2完全反应生成1molHCl相信大家都能看出来了，所谓1mol反应，简单点说就是方程式中各物质的系数就是各自参加反应的物质的量。上述两个方程式，在以往看来没有什么差别，但在热化学中，代表却是两个不同的情况。【考点3】燃烧热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？在25℃,101kPa时，1mol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。在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：①研究条件：25℃,101kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。③燃烧物的物质的量：1mol④研究内容：放出的热量。（ΔH0，单位kJ/mol）⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃,101kPa.例：分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？A、C（s）＋O2（g）===CO(g);ΔH=110.5kJ/molB、C（s）＋O2（g）===CO2(g);ΔH=－393.5kJ/molC、2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6kJ/molD、H2(g)＋O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8kJ/mol【考点4】中和热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热．在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：①必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热．②强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H＋(aq)＋OH－(aq)====H2O(l)中和热均为57．3kJ/mol，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57．3kJ/mol；③以生成1mol水为基准．中和热测定实验：实验步骤（1)往小烧杯中加入50mL0.50mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度。(2)用量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并测量其温度。(3)将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度。(4)重复实验2～3次。注意事项5(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是。(2)为保证酸、碱完全中和，常使稍稍过量。(3)实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值。课时训练------基本概念【基础过关】1、下列说法不正确的是A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B.放热反应都不需要加热就能发生C.吸热反应在一定条件（如常温、加热等）也能发生D.化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量2、下列物质加入水中，使水温显著降低的是A.固体氢氧化钠B.生石灰C.无水乙醇D.固体硝酸铵3、石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12克石墨完全转化成金刚石时，要吸收1KJ的能量。下列说法正确的是A.石墨不如金刚石稳定B.金刚石不如石墨稳定C.固体煤变成气体燃料后，燃烧效率更低D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量更多4.、下列说法中，正确的是A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，反应为吸热反应C．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH＞0D．ΔH的大小与热化学方程式的计量系数无关5、下列反应属于吸热反应的是A．C6H12O6（葡萄糖aq）＋6O26CO2＋6H2OB．CH3COOH＋KOH＝CH3COOK＋H2OC．A+B＝C+D；ΔH＜0D．破坏生成物全部化学键所需要的能量小于破坏反应物全部化学键所需要的能量6、下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（）A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水、7、已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=―184.6kJ·mol-1，则反应HCl(g)＝1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为()A．+184.6kJ·mol-1B．―92.3kJ·mol-1C．+92.3kJD．+92.3kJ·mol-168、强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）△H＝－57.3KJ·mol－1。分别向1L0.5mol·L－1的Ba（OH）2的溶液中加入①浓硫酸；②稀醋酸；③稀盐酸，恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3，下列关系正确的是（）A．△H1＞△H3＞△H2B．△H1＜△H2＜△H3C．△H1＞△H2＝△H3D．△H1＝△H2＜△H36已知下列热化学方程式：①H2（g）+21O2（g）＝H2O（l）；ΔH=-285kJ·mol-1②H2（g）+21O2（g）＝H2O（g）；ΔH=-241.8kJ·mol-1③C（s）+21O2（g）＝CO（g）；ΔH=-110.5kJ·mol-1④C（s）+O2（g）＝CO2（g）；ΔH=-393.5kJ·mol-1回答下列问题：（1）H2的燃烧热为；C的燃烧热为。（2）燃烧1gH2生成液态水，放出的热量为。7、用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值(填“偏大、偏小、无影响”)（4）如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量(填“相等、不相等”)，所求中和热(填“相等、不相等”)，简述理由（5）用相同浓度和体积的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会；（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）7【拓展提高】1、以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程222225CH(g)O(g)2CO(g)HO(l)2；△H＝-1300kJ/mol的说法中，正确的是（）A．有10NA个电子转移时，放出1300kJ的能量B．有1NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量2、在一个小烧杯里，加入20gBa(OH)2.8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4~5滴水的玻璃片上。然后加入10克NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。回答问题：实验中玻璃棒的作用是。反应方程式是,该反应属于（填反应类型）。实验