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2019-2020年高中化學 化學鍵與化學反應 魯科版必修2 \課標解讀 課標要求 學習目標 1. 知道鍵的斷裂和形成是化學反應中能 量變化的主要原因。 2. 通過生產、生活中的實例了解化學能 與熱能的相互轉化。 3. 能舉例說明化學能與熱能的相互轉化， 了解反應熱和焓變的含義，能用蓋斯定律進 行有關反應熱的簡單計算。 1.化學反應中物質變化和能量變化的實質學會從 微觀角度認識化學反應的反應熱及焓變。 2.熱化學方程式及其書寫、燃燒熱及中和熱的定義。 3.掌握蓋斯定律及焓變的簡單計算。 知識再現(xiàn) 知識點1、化學變化中的物質變化與能量變化. 物質變化的實質:舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成. 能量變化的實質:破壞舊化學鍵需要吸收能量,形成新化學鍵需要放出能量,化學反應過成中,在發(fā)生物質變化的同時必然伴隨著能量變化.如下圖: 反應物總能量 反應物總能量 反應物總能量 生成物總能量 生成物總能量 生成物總能量 放熱 反應 吸熱 反應 反應過程 放熱 反應物總能量 生成物總能量 反應過程 吸熱 能 量 能 量 也可以從物質能量的角度來理解: 概念: 1. 反應熱: 化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應的熱量)來表示,叫反應熱. 2. 放熱反應: 化學反應過程中釋放能量的反應叫放熱反應. 3. 吸熱反應: 化學反應過程中吸收能量的反應叫吸熱反應. 4. 燃燒熱:25C、101kPa時,1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量叫做該物質的燃燒熱.單位:kJ/mol或J/mol. 提示: (1)規(guī)定要在25C,101kPa下測出熱量,因為溫度、壓強不定反應熱的數(shù)值也不相同. (2)規(guī)定可燃物的物質的量為1mol. (3)規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量為標準.所謂完全燃燒,是指物質中下列元素完全轉化成對應的物質:C----CO2 ,H----H2O ,S----SO2 ,等. 5. 中和熱:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生反應時生成1molH2O,這時的反應熱叫做中和熱. 提示: (1)必須是酸和堿的稀溶液,因為濃酸和濃堿在相互稀釋的時候會放熱; (2)強酸和強堿的稀溶液反應才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿在中和反應中電離吸收熱量,其中和熱小于57.3kJ/mol; (3)以1mol水為基準,所以在寫化學方程式的時候應該以生成1mol水為標準來配平其余物質的化學計量數(shù).即H2O的系數(shù)為1. 常見的吸熱反應和放熱反應： 吸熱反應：其特征是大多數(shù)反應過程需要持續(xù)加熱，如ＣaCO3分解等大多數(shù)分解反應，H2 和I2、Ｓ、Ｐ等不活潑的非金屬化合，Ｂa（OH）28H2O和NH4Cl固體反應，CO2和C的反應。 放熱反應：燃燒、中和、金屬和酸的反應、鋁熱反應等。 說明：吸熱反應有的不需要加熱如：Ｂa（OH）28H2O和NH4Cl固體反應，多數(shù)需要加熱，放熱反應有的開始時需要加熱以使反應啟動。即反應的吸、放熱與反應條件無關。 知識點2、化學反應的焓變 概念： 1． 焓：用于表示物質所具有的能量的這一固有性質的物理量，叫做焓。 2． 化學反應的焓變：化學反應過程中反應物總能量與生成物總能量的變化叫做反應的焓變。熱化學研究表明，對于在等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質的能量變化全部轉化為熱能（同時可能伴隨著反應體系體積的改變），而沒有轉化為電能、光能等其他形式的能，則該反應的反應熱就等于反應前后物質的焓的變化。表達為： Qp＝△H 其中：Qp表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱。 △H＝H（反應產物）－H（反應物） △H為反應產物的總焓與反應物的總焓之差，稱為化學反應的焓變。 知識點3、熱化學方程式及其書寫 概念：熱化學方程式：能表示參加反應物質的量和反應熱之間的關系的化學方程式。 意義：既表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。 書寫注意事項： （1） 要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)（若為同素異形體、要注明名稱），因為物質呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關，即反應物的物質相同，狀態(tài)不同，△H也不同。 （2） 要注明反應溫度和壓強。因為△H的大小和反應的溫度、壓強有關，如不注明，即表示在101kPa和25C。 （3） 熱化學方程式中的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示物質的量，故化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。相同物質的化學反應，當化學計量數(shù)改變時，其△H也同等倍數(shù)的改變。 （4） △H的表示：在熱化學方程式中△H的“＋”“－”一定要注明，“＋”代表吸熱，“－”代表放熱?！鱄的單位是：kJ/mol或J/mol。 知識點4、焓變的計算――蓋斯定律及其應用 1. 蓋斯定律：化學反應不管是一步完成還是幾步完成，其反應熱是相同的，也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與具體的反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱和該反應一步完成的反應熱相同，這就是蓋斯定律。 2. 蓋斯定律的應用 蓋斯定律在科學研究中具有重要意義。因為有些反應進行的很慢，有些反應不容易直接發(fā)生，有些反應的產品不純（有副反應發(fā)生），這給測定反應熱造成了困難。此時如果應用蓋斯定律，就可以間接的把它們的反應熱計算出來。例如： C（S）＋0.5O2（ｇ）=CO(g) 上述反應在O2供應充分時，可燃燒生成CO2、O2供應不充分時，雖可生成CO，但同時 還部分生成CO2。因此該反應的△H無法直接測得。但是下述兩個反應的△H卻可以直接測得： C（S）＋O2（g）=CO2(g) ； △H1=-393.5kJ/mol CO（g） ＋0.5 O2（g）＝CO2(g) ；△H2＝-283.0kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律，就可以計算出欲求反應的△H。 分析上述反應的關系，即知 △H1＝△H2＋△H3 △H3＝△H1－△H2＝-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol) ＝-110.5kJ/mol 由以上可知，蓋斯定律的實用性很強。 3．反應熱計算 根據(jù)熱化學方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計算一些反應的反應熱。 (1) 反應熱、燃燒熱的簡單計算都是以它們的定義為基礎的，只要掌握了它們的定義的內涵，注意單位的轉化即可。 (2) 關于熱化學方程式的簡單計算的依據(jù) a熱化學方程式中化學計量數(shù)之比等于各物質物質的量之比；還等于反應熱之比。 ｂ熱化學方程式之間可以進行加減運算。 典題解悟 例1、 下列說法正確的是 A. 物質發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化 B. 伴有能量變化的物質變化都是化學變化 C. 在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同 D. 在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量 〔解析〕該題主要考察化學反應中能量變化的理解與應用。 物質發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化，伴有能量變化的物質變化不一定是化學變化，物質發(fā)生物理變化、核變化（如原子彈的爆炸）也都伴隨者能量變化。在一個確定的化學反應中反應物的總能量（設為x）與生成物的總能量（設為y）之間的關系為：①x>y，化學反應為放熱反應；②xQ1的是 A. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）; △H＝－Q1 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）; △H＝－Q2 B. S(ｇ)+ O2（g）＝SO2(g)； △H＝－Q1 S(ｓ)+ O2（g）＝SO2(g)； △H＝－Q2 C. C（s）＋0.5O2(g)＝CO(g)；△H＝－Q1 C（s）＋O2(g)＝CO2(g); △H＝－Q2 D. H2（g）＋Cl2(g)＝2HCl（g）△H＝－Q1 0.5H2（g）＋0.5Cl2(g)＝HCl（g）△H＝－Q2 〔解析〕應根據(jù)熱化學方程式特性來分析此問題。①首先分析同一物質不同狀態(tài)轉化的能量變化。例如：Ａ中因H2O（g）　　　　H2O（l）放熱、故Ｑ2>Q1；Ｂ中S(ｓ)　　　　　 S(ｇ)　吸熱，而且Ｓ在燃燒時必須由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)才能燃燒。故Ｑ2＜Q1；②其次分析化學計量數(shù)的影響，例如：Ｄ中Q1＝２Q2；③再分析不同物質在反應中相互關系及反應熱的影響。例如：Ｃ中碳不完全燃燒生成ＣＯ，而ＣＯ還可以燃燒放出熱量，故Ｑ2>Q1。 答案：ＡC 例5、 已知：Zn（s）＋S（斜方）＝ZnS（s）；△H1＝－206.0kJ/mol ZnS（s）＋2 O2＝ZnS O4(s)；△H2＝－776.8kJ/mol 試求由單質反應生成ZnS O4(s)的反應熱，即Zn（s）＋S（斜方）＋2 O2＝ZnS O4(s)的△H 〔解析〕雖然這個反應不能直接發(fā)生，但是將已知的兩個反應式相加：即得： Zn（s）＋S（斜方）＋2 O2（g）＝ZnS O4(s) 根據(jù)蓋斯定律：△H＝△H1＋△H2＝－206.0kJ/mol＋（－776.8kJ/mol）＝－982.8kJ/mol 答案：由單質生成ZnS O4(s)的反應熱△H＝－982.8kJ/mol 變形題 已知熱化學方程式： （1） Fe2O3(s)＋3CO（s）＝2Fe（s）＋3CO2（g）；△H＝－25kJ/mol （2） 3Fe2O3(s)＋CO（s）＝2 Fe3O4(s)＋CO2（g）；△H＝－47kJ/mol （3） Fe3O4(s)＋CO（s）＝4 FeO(s)＋CO2（g）；△H＝+19kJ/mol 寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學方程式 。 〔解析〕依據(jù)蓋斯定律：不管反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。我們可以從題目中的有關方程式分析：從方程式（3）與方程式（1）可看出有我們需要的物質。但是方程式（3）必須通過方程式（2）有關物質才能和方程式（1）結合起來。 答案：將方程式（1）1/2－方程式（2）1/6－方程式（3）1/3； 可表示為（1）1/2－（2）1/6－（3）1/3得： FeO(s)＋CO（s）＝ Fe(s)＋CO2；△H＝(－25kJ/mol)1/2－（－47kJ/mol）1/6－（+19kJ/mol）1/3＝－11kJ/mol 夯實雙基 1. 已知下列三個熱化學方程式 ①C(s)＋H2O（g）＝CO（g）＋H2(g)；△H＝＋131.5kJ/mol ②1/2H2（g）＋1/2Cl2（g）＝HCl（g）；△H＝－92.3kJ/mol ③ H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；△H＝－241.8kJ/mol 則以上三個反應的反應熱大小關系正確的是 （ ） A.①＞②＞③ B.③＞②＞① C.③＞①＞② D.①＞③＞② 2.下列過程中△H小于零的是 （ ） A. NO2轉化為N2O4 B. 醋酸的電離 C. 硝酸銨的水解 D.氯酸鉀分解制氧氣 3.有如下三個反應方程式： （ ） H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；△H＝akJ/mol H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）；△H＝bkJ/mol 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）； △H＝ckJ/mol 關于它們的下列敘述正確的是 A. 它們都是吸熱反應 B. a、b、c均為正值 C. a＝b D. 2b＝c 4.下列說法正確的是 （ ） A. 需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B. 放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生 C. 反應是放熱還是吸熱由反應物和生成物所具有的總能量的相對大小決定 D. 吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生 5.固體碘在受熱時發(fā)生升華現(xiàn)象，有關敘述正確的是 （ ） A. 破壞的是分子間作用力，未破壞I-I共價鍵，因此未發(fā)生吸熱反應 B. 碘受熱升華，吸收熱量，發(fā)生了吸熱反應 C. 碘受熱升華，未破壞共價鍵不供應熱量也能發(fā)生 D. 碘受熱升華，熱能轉化為化學能 6.在100g炭不完全燃燒所得氣體中CO和CO2的體積比為1:2.已知： C（s）＋1/2O2（g）=CO（g）；△H1＝－110.35kJ/mol CO（g）＋1/2O2＝ CO2（g）；△H2＝－282.57kJ/mol 則與100g炭完全燃燒相比，損失的熱量是。 （ ） A. 392.93kJ B. 2489.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ 7.已知CH4(g)＋2O2（g）＝CO2(g)＋2H2O（l）；△H＝－890kJ/mol。當一定量的CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H2O（l）所放出的熱量為74kJ時，所需要空氣在標況下的體積約為（空氣中N2:O2體積比為4:1計算） （ ） A. 37.24L B. 18.62L C. 9.3L D. 20.50L 8.含NaOH20.0g的稀溶液與足量的稀鹽酸反應，放出28.7kJ的熱量，表示該反應的熱化學方程式是（ ） A. NaOH（aq）＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝＋28.7kJ/mol B. NaOH（aq）＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝－28.7kJ/mol C. NaOH（aq）＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝＋57.4kJ/mol D. NaOH（aq）＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝－57.4kJ/mol 9.已知方程式2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）△H1＝－571.6kJ/mol，則關于方程式 2H2O（l）＝2H2（g）＋O2（g）; △H2＝?的說法正確的是 （ ） A. 方程式中化學計量數(shù)表示分子數(shù) B. 該反應的△H2大于零 C. 該反應△H2＝－571.6kJ/mol D. 該反應與上述反應屬于可逆反應 10.在一定條件下CO、CH4燃燒熱化學方程式分別為 CO（g）＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283kJ/mol CH4（g）＋2O2（g） CO2(g)＋H2O（l）；△H＝－890kJ/mol 現(xiàn)有標況下的89.6LCO、CH4組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時釋放的熱量為2953kJ，則CO、CH4的體積比為 （ ） A. 1：3 B. 3：1 C. 1：2 D. 2：1 11.下列說法中，正確的是 （ ） A. 1molH2SO4與1molBa(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱 B. 中和反應都是放熱反應，鹽類的水解都是吸熱反應 C.在101kPa時，1mol碳燃燒所放出的熱量一定叫碳的燃燒熱 D.CO燃燒是吸熱反應 12.已知2H2O（l）＝2H2（g）＋O2（g）；△H1＝＋571.6kJ/mol CH4（g）＋2O2（g） CO2(g)＋2H2O（l）；△H2＝－890.3kJ/mol 1gH2和1gCH4分別燃燒后放出的熱量之比約是 （ ） A. 1：3.4 B. 1：1.7 C. 2.3：1 D. 4.6：1 13.在做中和熱的測定實驗時，使用下列用品不是為了減少實驗誤差的是 （ ） A. 碎塑料泡沫 B. 環(huán)形玻璃棒 C. 底部墊紙條 D.兩個量筒 14.紅磷（P）和白磷（P4）均為磷的同素異形體。已知： ①兩者在氯氣中燃燒，均有白煙霧產生； ②P4(s)＋5O2＝P4O10(s)；△H1＝－2983.2kJ/mol P(s)＋5/4O2＝1/4P4O10(s)；△H1＝－738.5kJ/mol (1) 寫出紅磷在氯氣中燃燒的化學方程式： ， （2）寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式： ， 由此可知，紅磷比白磷 （填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”）。 15．寫出下列熱化學方程式 （1）SiH4是一種無色的氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和H2O（l），已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ，其熱化學方程式為： 。 （2）沼氣是一種能源，它主要成分是CH4。0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時，放出445kJ熱量，則其燃燒的熱化學方程式為： 。 16.已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；△H＝－484kJ/mol 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；△H＝－572kJ/mol 若在標況下，將H2和O2的混合氣體點燃爆炸后在恢復到標況下，氣體體積減少33.6L，求反應放出的熱量。 17.把溫度為13C，濃度為1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的堿溶液各50mL混合〔溶液密度均為1g/mL,生成的溶液的比熱容為c＝4.184J/(gC)〕輕輕攪動。測得酸堿混合液的溫度變化數(shù)據(jù)如下： 反應物 起始溫度t1/C 終了溫度t1/C 中和熱 HCl＋NaOH 13 19.8 △H1 HCl＋NH3H2O 13 19.3 △H2 （1）試計算上述兩組實驗測出的中和熱：△H1＝ ；△H1 。 （2）實驗中堿過量的目的是 。 （3）兩組實驗結果差異的原因是 。 能力提高 1.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖動即會制冷。該化學物質是 （ ） A. 氯化鈉 B. 固體硝酸銨 C. 固體氫氧化鈉 D. 生石灰 2.下列屬于放熱反應的是 （ ） A. Al＋稀鹽酸 B. Ba(OH)28H2O＋NH4Cl（s） C. KClO3受熱分解 D. CaO＋H2O 3.天然氣（CH4），液化石油氣（C3H8）燃燒的化學方程式為CH4＋2O2 CO2＋2H2O C3H8＋5O2＝3 CO2＋4H2O,現(xiàn)在有一套以天然氣為燃料的灶具，欲改為燃燒液化石油氣，應采取的正確措施是 （ ） A. 減少空氣進入量，增大石油氣進入量 B. 增大空氣進入量，減少石油氣進入量 C. 增大空氣進入量，也增大石油氣進入量 D. 增大空氣進入量，或減少石油氣進入量 4.已知葡萄糖的燃燒熱是2804kJ/mol,當它氧化生成1g水時放出的熱量是 （ ） A. 26.0kJ B. 51.9kJ C. 155.8kJ D. 567.3kJ 5.在25C、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水放熱22.68kJ，下列熱化學方程式正確的 （ ） A. CH3OH(l)＋3/2O2＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H ＝＋725.8kJ/mol B. 2CH3OH(l)＋3O2＝2CO2（g）＋4H2O（l）；△H ＝－1452kJ/mol C. 2CH3OH(l)＋3O2＝2CO2（g）＋4H2O（l）；△H ＝－725.8kJ/mol D. 2CH3OH(l)＋3O2＝2CO2（g）＋4H2O（l）；△H ＝＋1452kJ/mol 6.已知H2（g）＋Cl2(g)＝2HCl（g）△H＝－184.6kJ/mol,則反應： HCl（g）＝1/2H2（g）＋1/2Cl2(g)的△H＝？ （ ） A. ＋184.6 kJ/mol B. －92.3 kJ/mol C. 369.2 kJ/mol D.＋92.3 kJ/mol 7.由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ寫出該反應的熱化學方程式： 。若1g水蒸氣轉化為液態(tài)水放熱2.44kJ，則反應H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）的△H＝ kJ/mol,氫氣的燃燒熱為 kJ/mol。 8.已知酒精燃燒的熱化學方程式是C2H5OH(l)＋3O2＝2CO2（g）＋3H2O（l）；△H ＝－1370.3kJ/mol 現(xiàn)燃燒0.1g酒精，生成CO2（g）和H2O（l），放出的燃料能使100g水溫度升高多少度？已知水的比熱容為c＝4.184J/(gC) 高考聚焦 1.（xx江蘇 4．）氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的熱化學方程式分別為： H2 (g) + 1/2O2(g) == H2O (l)； △H = －285.8 KJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) == CO2(g)； △H = －283 KJ/mol C8H18 (l) + 25/2O2(g) == 8CO2(g) + 9H2O (l)； △H = －5518 KJ/mol CH4 (g) + 2O2(g) == CO2(g) + 2H2O (l)； △H = －890.3 KJ/mol 相同質量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時，放出熱量最少的是 A．H2 (g) B．CO(g) C．C8H18 (l) D．CH4 (g) 答案：B 2. （xx全國13．）已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是 A 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－2bkJ/mol B C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋ H2O(l)；ΔH＝2bkJ/mol C 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－4bkJ/mol D 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝bkJ/mol 答案：A 3.（xx天津 29．）（14分）磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1 g的單質磷（P）在3.2 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，并放出X kJ熱量。 （1）通過計算確定反應產物的組成（用化學式表示）是 ，其相應的質量（g）為 。 （2）已知單質磷的燃燒熱為Y kJ/mol，則1mol P與O2反應生成固態(tài)P2O3的反應熱 ΔH＝ 。 （3）寫出1mol P與O2反應生成固態(tài)P2O3的熱化學方程式： 。 答案：（1）P2O3 P2O5 2.75 3.55 （2）－(20X－Y)kJ/mol （3）P(s)＋O2(g)＝P2O2(s)；△H＝－(20X－Y)kJ/mol 4. （xx江蘇21．）（8分）通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以估算化學反應的反應熱（△H），化學反應的△H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。 化學鍵 Si－O Si－Cl H－H H－Cl Si－Si Si－C 鍵能/kJmol－1 460 360 436 431 176 347 請回答下列問題： （1）比較下列兩組物質的熔點高低（填“>”或“＜”） SiC______Si；SiCL4_________SiO2 （2）右圖立方體中心的“●”表示硅晶體中的一個原子，請在立方體的頂點用“●”表示出與之緊鄰的硅原子。 （3）工業(yè)上用高純硅可通過下列反應制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) 該反應的反應熱△H＝_____________kJ/mol 答案：（1）＞ ＜ （2） （3）＋236 夯實雙基答案：1-5： C、A、D、CD、A 6-10： C、B、D、B、A 11－13： B、C、D、 14.（1）2P＋3Cl2＝2PCl3、2P＋5Cl2＝2PCl5 （2） P4(s)＝4P（s）；△H＝－29.2kJ/mol; 穩(wěn)定 15. SiH4（g）＋2O2（g）＝SiO2(s)＋2H2O（l）；△H＝－1427.2kJ/mol CH4（g）＋2O2（g）＝CO2(s)＋2H2O（l）；△H＝－890kJ/mol 16. 286kJ 17. (1) △H1＝－56.9kJ/mol △H2＝－52.7kJ/mol （2） 堿過量是為了提高實驗準確度，因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH濃度下降，NH3H2O則易揮發(fā)也使NH3H2O濃度下降。 （3） NaOH是強堿，在水溶液中完全電離，跟HCl反應時放熱較多；NH3H2O是弱堿，只有部分電離，發(fā)生電離時要吸熱，中和時放熱較少。 能力提高答案：1-6:B AD D A B D 7. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；△H＝－241.8kJ/mol；－285.7； 285.7 8. 7.12C 化學反應的快慢 化學反應速率 德州市實驗中學 王淑芹 課表解讀 課表要求 學習目標 1、知道化學反應速率的涵義和定量表示法 2、認識外界條件影響化學反應速率的一般規(guī)律 1、能夠運用反應速率的定義式進行簡單計算 2、解釋溫度、濃度、壓強、催化劑對化學反應速率的影響 3、了解活化能、化學反應速率常數(shù)的基本涵義 4、認識催化劑在生產、生活和科學領域中的重大作用 知識再現(xiàn) 知識點1、化學反應速率 1、化學反應有快慢之別 ⑴ 對于不同的化學反應，進行的快慢有很大的差別，有些反應進行的很快，甚至可在瞬間完成，如離子反應，爆炸反應等；有些反應則進行的很慢，基本上看不出變化，如金屬的腐蝕、橡膠的老化等；還有些反應開始時很慢，但反應進行一段時間后，不斷加快，如自催化反應等。 ⑵從化學反應實質看化學反應速率 化學反應的實質就是反應物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程，也就是反應物分子中化學鍵的斷裂，生成物分子中化學鍵的生成過程。如果反應物分子的結構穩(wěn)定，即反應物的化學鍵鍵能較大，則反應物就較難發(fā)生化學反應，相對來說反應速率就慢些。 ⑶從化學反應的過程看化學反應速率 大多數(shù)化學反應都是分若干步完成，即在一定條件下，某反應物間的化學反應，都有自己特殊的反應歷程。反應物的結構和性質以及反應條件共同決定著一個化學反應的歷程，而反應歷程的差別又造成了化學反應速率的不同。即不同的反應物，有不同的反應歷程；相同的反應物，在不同的條件下，也會有不同的反應歷程，因而其化學反應速率也不一樣。 2、化學反應速率 ⑴.基本概念 化學反應速率是用來衡量化學反應進行的快慢的物理量?；瘜W反應速率可以用單位時間內反應物的變化量或生成物的變化量來表示。即： v＝⊿n／⊿t 式中：⊿t表示某段時間間隔；⊿n表示該時間間隔內反應物或生成物的物質的量的變化。 對于體積不變的化學反應體系，通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學反應速率。即 v＝⊿c／⊿t ⑵.表示方法 對任意一個化學反應：mA+nB＝pY+qZ,反應體系中各物質的濃度分別表示為c(A)、c(B)、c(Y)、和c(Z),則反應速率分別表示為： v(A)＝⊿c(A)／⊿t，v(B)＝⊿c(B)／⊿t, v(Y)＝⊿c(Y)／⊿t, v(Z)＝⊿c(Z)／⊿t。 關于反應速率的幾點說明： ① 一個確定的化學反應涉及反應物和生成物多種物質，在中學化學里，通常籠統(tǒng)地說化學反應速率快慢時，往往是對整體化學反應而言，如HCl+NaOH=NaCl+H20反應很快，而 CH3COOH＋CH3CH2OH＝CH3COOC2H5＋H20反應很緩慢。定量表示化學反應速率時，是對某種具體物質而言，如在N2+3H2＝2NH3中，v(N2)＝0.5mol/(L?min)等。 ② 某一段時間內的化學反應速率，實際上是指這一段時間內反應的平均反應速率，而不是指某一時刻的瞬時速率。 ③ 化學反應速率是標量，無論是反應物還是生成物，其化學反應速率值都取正值，不取負值。 ④ 在一定溫度下，固體或純凈液體物質，單位體積內的物質的量保持不變，即物質的量濃度為常數(shù),因此,它們的化學反應速率不適合用單位時間內物質的量濃度變化來表示,但可以用單位時間內的物質的量的變化來表示. ⑤ 由于一個化學反應里各物質之間化學計量數(shù)不一定相同,所以在同一個化學反應里,用不同物質來表示的化學反應速率不一定相同.例如,2SO2+O2 2SO3,在1min內的時間里，當SO2的濃度減少0.5mol／L時,O2濃度減少0.25 mol／L，SO3濃度增加0.5mol／L，v(SO2)=v(SO3)=0.5mol/L,V(O2)=0.25mol/L。因此，在同一個化學反應里，雖然用不同的物質表示的化學反應速率值不一定相同，但它們的實際意義卻是完全相同的，即一種物質的化學反應速率也就代表整個化學反應的速率，而且，用不同物質表示的化學反應速率之比等于化學方程式中的各物質的化學計量系數(shù)比。 知識點2、影響化學反應速率的因素 1、影響化學反應速率的因素有內因（主要因素）和外因兩個方面，內因是指參加反應的物質的性質，外因是指反應進行時所處的外界條件，如溫度、濃度、壓強和催化劑等。 2、外界條件對化學反應速率的影響 ⑴濃度：對氣體或溶液中發(fā)生的化學反應，在其他條件不變時，增大反應物濃度，可以增大反應速率，而與反應物總量無關。 例如：在298K時，反應H2O2+2HI=2H2O+I2的 反應速率v與反應物濃度有以下關系 v=kc(H2O2)c(HI),其中，比例系數(shù)k稱為反應速率常數(shù)。可見，在k一定的條件下，反應速率隨反應物濃度的增大而增大。 有關解釋：在其他條件不變時，對某一反應來說，活化分子在反應物中所占的百分數(shù)是一定的，因此，單位體積內活化分子的數(shù)目與單位體積內反應物分子的總數(shù)成正比，也就是和反應物的濃度成正比。當反應物濃度增大時，單位體積內分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應增大。譬如，原來每單位體積里有100個反應物分子，其中只有5個活化分子，如果每單位體積內的反應物分子增加到200個，其中必有10個活化分子，那么，單位體積內的有效碰撞次數(shù)也相應增多，化學反應速率就增大。因此，增大反應物的濃度可以增大化學反應速率。 說明：①反應速率常數(shù)表示單位濃度下的化學反應速率。通常，反應速率常數(shù)越大，反應進行的越快。 ②反應速率常數(shù)與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響。 ③總反應的化學反應速率與參與反應的物質的濃度的關系式是實驗測定的結果，不能隨意根據(jù)反應的化學方程式直接寫出。對于很多反應，這種關系式中濃度的方次與化學方程式中的系數(shù)并無確定的關系。 ⑵壓強：對有氣體參加的化學反應，若其他條件不變，增大壓強，反應速率加快，減小壓強，反應速率減慢。 有關解釋：對于氣體來說，當溫度一定時，一定物質的量的氣體的體積與其所受的壓強成正比。也就是說，如果氣體的壓強增大到原來的2倍，氣體的體積就縮小到原來的1／2，單位體積內的分子數(shù)就增大到原來的2倍，所以增大壓強，就是增加單位體積里反應物的物質的量，即增大反應物的濃度，反應速率相應增大；相反，減小壓強，氣體的體積就擴大，反應物濃度就減小，反應速率也隨之減小。 說明： ①若參加反應的物質為固體、液體或溶液，由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認為反應速率不變。 ②改變壓強的涵義，一般是指： a.氣體物質的量不變，改變容器的容積，比如像SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)，多種反應物都為氣體的反應，改變容器的容積后，各種氣體的壓強、濃度同時并同倍數(shù)的變化。 b.氣體的容器容積不變，充入氣體。比如像 SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)的反應，氣體的容器容積不變，充入SO2氣體，p(SO2)、c(S02)都增大；充入O2氣體，p(O2)、c(02)都增大；同時充入SO2和O2氣體，p(SO2)、p(O2)、與c(S02)、c(02)都增大。 ③像化學反應：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有氣體，反應物中沒有氣體，增大壓強，速率不增大；減小壓強，速率也不減小。 ④與化學反應無關的氣體對化學反應速率是否有影響，要分情況而定。在一定溫度下于密閉容器中進行的化學反應SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)： a.充入N2并保持容器的容積不變時，雖然容器內氣體的總壓增大，但由于氣體的容積不變，反應物氣體的物質的量濃度不變，所以化學反應速率不變。 b．充入N2并保持容器內的總壓不變時，必然是容器的容積增大。而氣體容積的增大，一定引起反應物濃度的減小，所以化學反應速率減小。 ⑤密閉容器的涵義 是指容器全封閉不漏氣，容器內外之間沒有物質傳遞。密閉容器不等于容器體積不變。 ⑶溫度：當其他條件不變時，升高溫度可以增大反應速率；降低溫度可以減小反應速率。 范托夫經驗規(guī)律：一般地，溫度每升高10℃，反應速率增大2～4倍。 阿倫尼烏斯經驗公式： 1889年，阿倫尼烏斯在長期大量實驗的基礎上，提出了反應速率常數(shù)與溫度的定量關系： 　　　　　　　　　?。耄剑粒澹璄a／RT 式中：k為反應速率常數(shù)；A為比例系數(shù)；e為自然對數(shù)的底； R為摩爾氣體常量；Ea為活化能，單位為J／mol或KJ/mol。 該經驗公式表明：當Ea＞0時，升高溫度，反應速率常數(shù)增大，化學反應速率隨之增大。 有關解釋：在濃度一定時，升高溫度，反應物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應物分子中活化分子的百分數(shù)，使有效碰撞次數(shù)增多，因而反應速率增大。當然，由于溫度升高，會使分子的運動加快，這樣單位時間里反應物分子間碰撞次數(shù)增加，反應也會相應地加快，但這不是反應速率加快的主要原因，而前者才是反應速率加快的主要原因。 說明：溫度對反應速率的影響規(guī)律，對吸熱反應、放熱反應都適用，且不受反應物狀態(tài)的限制。 ⑷催化劑：決定化學反應速率的主要因素是反應活化能的大小。催化劑改變反應速率的原因與濃度、溫度對反應速率的影響是不同的。不論濃度還是溫度都不能改變反應的活化能，而催化劑則能參與反應，改變反應歷程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分數(shù)，從而提高了有效碰撞頻率，加快了反應速率。 說明：①催化劑具有選擇性 某催化劑對某一反應可能具有很強的催化活性，但對其他反應就不一定具有催化作用。 ②催化劑只有在一定溫度下才能最大限度地顯示其催化作用，不同的催化劑對溫度的要求不一定相同。 ③催化劑中毒：催化劑的催化活性往往因接觸少量雜質而明顯下降甚至遭到破壞，這種現(xiàn)象叫做催化劑中毒。工業(yè)上為了防止催化劑中毒而把原料進行凈化處理以除去使催化劑中毒的物質。 ④催化劑不能改變化學平衡常數(shù)，不能改變平衡轉化率。 知識點3、其他因素對化學反應速率的影響 影響化學反應速率的條件很多，除了濃度、壓強、溫度、催化劑以外，還有很多行之有效的改變化學反應速率的方法，例如，通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨等等，總之，向反應體系輸入能量，都有可能改變化學反應速率。 知識點小結 化學反應速率 降低反應所需 要的能量 反應物所需要的能量 催化劑 反應物的性質(內因) 反應條件 活化分子百分數(shù) 增大分子能量 升高溫度 單位體積內活化分子數(shù) 單位時間和單位體積內有效碰撞次數(shù) 增大單位體積 內分子數(shù) 增大反應物濃度 增大壓強 典題解悟 例1、在密閉容器中進行合成氨的反應，開始時的氮氣濃度為8mol/L，氫氣的濃度為20mol/L，5分鐘后氮氣的濃度為6mol/L，求v(N2)、v(NH3)、v(H2)。 ［解析］在這個反應中，⊿t＝5min, ⊿c(N2)=2mol/L,所以v(N2)= ⊿c(N2)／⊿t=2mol/L5min=0.4mol/（L?min）,再根據(jù)γ(N2)：γ(H2)：γ(NH3)=1：3：2得,⊿c(H2)＝6 mol/L ,⊿c(NH3)＝4 mol/L，所以 v(NH3)=0.8 mol/（L?min），v(H2)= 1.2mol/（L?min） 答案：在此反應中，N2、H2 、NH3的反應速率分別為0.4mol/（L?min）、1.2mol/（L?min）、0.8 mol/（L?min）。 變形題 對于反應A(g)+3B(g)=2C(g)，下列各數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應速率，其中反應進行得最快的是（ ） A.v(A)=0.01 mol/(L?s) B.v(B)=0.02 mol/(L?s) C.v（B）=0.60mol/(L?min) D.v(C)=1.0mol/(L?min) [解析]對于同一反應在不同條件下的反應速率進行比較時，必須選定同一種速率單位和同一種物質，這樣比較才有意義。 如選擇B物質和單位mol/(L?min),并依據(jù)“各物質的速率比等于化學方程式中計量系數(shù)比”進行必要的換算。 A中，v(B)=3v(A)=3600.01 mol/(L?s)=1.8mol/(L?min) B中，v(B)=600.02mol/(L?s)=1.2mol/(L?min) C中，v(B)=3v(C)/2=1.5 mol/(L?min)，因此，應選A。 答案：A 例2、在mA+nB=pC的反應中，經過10s的反應后，各物質的濃度變化為：A減少amol/L,B減少0.5amol/L,C增加amol/L,則該反應的化學方程式為______________________。 ［解析］根據(jù)單位時間內各物質濃度的變化比等于各對應物質的化學計量數(shù)之比，即m:n:p＝2:1:2。故反應的化學方程式為：2A＋B＝2C 答案：2A＋B＝2C 例3、對10ml1mol／L鹽酸與一小塊大理石的化學反應CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施能使化學反應速率提高的是（ ） A.加入一定量的CaCl2 B.加入1.5mol/L的鹽酸5ml C. 加入0.5 mol/L的鹽酸5ml D. 加入5mlH2O [解析] CaCl2是反應的生成物,其濃度的最大不能增大反應速率。1.5mol/L的鹽酸使1mol/L的鹽酸濃度增大，0.5 mol/L的鹽酸使1mol/L的鹽酸濃度變小。水從一個方面講它使反應的生成物，其增加不能增大反應速率；從另一方面講它是反應物HCl的溶劑，其增加使HCl濃度減小。 答案：B 變形題 在溫度不變，恒容容器中進行反應H2 2H， 若反應物濃度從0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那么由降到，所需時間應為（ ） A.等于10s B. 等于12s C. 大于12s D. 小于12s ［解析］若反應以相同的速率進行，所需時間為t＝0.0240.0420s=12s，而實際上反應速率隨濃度的減小而減小，故濃度由0.06mol/L降到0.036mol/L實際需要的時間大于12s。 答案：C 例4、對于反應N2＋O2＝2NO，在密閉容器中進行，下列哪些條件能加快該反應的速率（ ） A.縮小體積使壓強增大 B.體積不變充入氮氣使壓強增大 C.體積不變充入氦氣使壓強增大 D.壓強不變充入氮氣體積增大 ［解析］壓強對速率的影響，本質是對濃度的影響。A縮小反應體系的體積，總壓增大，各物質的濃度均增大，故反應速率加快。B體積不變，充入氮氣反應物濃度增大，反應速率加快。C體積不變，充入氦氣，總壓雖增大，但體系中各物質濃度均沒有改變，故反應速率不變。D壓強不變，充入氮氣，導致體積增大，各物質的濃度除氮氣不變外，其余均減小，故反應速率減慢。 答案：AB 變形題 根據(jù)化學反應2SO2＋O2 2SO3，取n（SO2）、n（O2）相同，總質量也相同的混合氣體（不含SO3）兩等份，分別置于密閉容器A、B內，A、B兩容器均能使其中的溫度保持不變，A還能使其中的壓強不變，B能使其容積保持不變。設A、B中的正反應速率分別為a、b，逆反應速率分別為a’、b’。下列關系中正確的是（ ） A.a＝b B.a＞b C.a’＞b’ D.a’=b’ ［解析］反應從正反應開始，隨著反應時間的延長，氣體物質的量減小，A中溫度不變，壓強不變，容積變小了，B中溫度不變，容積不變，壓強變小了，a＞b正確。該可