2018年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 化學(xué)反應(yīng)與能量變化學(xué)案 蘇教版.doc
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化學(xué)反應(yīng)與能量變化【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容: 化學(xué)反應(yīng)與能量變化二、教學(xué)目標(biāo)了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因,能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式;了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念,并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算;了解熱化學(xué)方程式的含義,并能正確判斷熱化學(xué)方程式的正誤;了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用;能應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念,并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算;熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷;應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。四、教學(xué)過(guò)程:(一)放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)和反應(yīng)熱任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是不相等的,在產(chǎn)生新物質(zhì)的同時(shí)總是伴隨著能量的變化。化學(xué)反應(yīng)中能量變化形式較多,通常表現(xiàn)為熱量的變化 放熱反應(yīng):即有熱量放出的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。如:燃料的燃燒、中和反應(yīng)、生石灰與水化合等都是放熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng):即吸收熱量的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量。如:H2還原CuO的反應(yīng),灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng),Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)熱:在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所放出或吸收的熱量。通常用DH表示:DH0時(shí)為放熱反應(yīng),DH0時(shí)為吸熱反應(yīng)。常見(jiàn)的兩種能量變化:燃燒熱:101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱,DH0中和熱:在稀溶液中,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)所放出的熱,DH0說(shuō)明:1、任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí),需要克服原子間的相互作用力,這需要吸收能量;而當(dāng)原子間重新結(jié)合形成新的化合物分子時(shí),即新的化學(xué)鍵形成時(shí),又需要放出能量。當(dāng)吸收和放出的能量不等時(shí),就有能量變化。因此,放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)還可以從化學(xué)鍵的斷裂與形成角度分析:反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量大于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量吸熱反應(yīng)反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量放熱反應(yīng)但要注意,化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量并不是指反應(yīng)物的總能量,同樣,化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量也不是生成物分子的總能量,因此在用不同的方法判斷放熱還是吸熱反應(yīng)時(shí),要注意比較。2、常見(jiàn)的放熱反應(yīng):所有燃燒反應(yīng);中和反應(yīng);大多數(shù)化合反應(yīng);金屬跟酸反應(yīng)等。常見(jiàn)的吸熱反應(yīng):大多數(shù)分解反應(yīng);(2)CCO2、CH2O、H2CuO、Ba(OH)2晶體與NH4Cl的反應(yīng)等。3、反應(yīng)熱指反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量??捎昧繜嵊?jì)直接測(cè)量。DH是物質(zhì)所具有的能量在反應(yīng)前后的變化量,若為吸熱反應(yīng),則變化后的物質(zhì)所具有的能量增大,用“”表示,即DH0;若為放熱反應(yīng),則變化后的物質(zhì)所具有的能量減小,用“”表示,即DH0。DH的單位為:kJ/mol4、燃燒熱是指在常溫常壓下,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的能量,燃燒熱的值是正值,單位也是kJ/mol。一般情況下,C燃燒生成的穩(wěn)定的氧化物為CO2、硫?yàn)镾O2、氫為液態(tài)水。5、中和熱:在稀溶液中,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)所放出的熱。特指在常溫常壓下,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液,完全中和生成1mol水,且反應(yīng)過(guò)程中無(wú)沉淀生成時(shí)所放出的熱量。對(duì)于弱酸、弱堿,由于電離過(guò)程需要吸收熱量,因此放出的熱量偏小;而酸或堿的濃溶液,由于溶解或稀釋時(shí)放出熱量,因此,使得中和熱的數(shù)值偏大。在同一條件下,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水時(shí)的中和熱的值均約為57.4kJ/mol6、測(cè)定中和熱的儀器主要有:大、小燒杯、環(huán)形玻璃棒、溫度計(jì)、泡沫塑料、硬紙板、量筒等。中和熱的測(cè)定的關(guān)鍵是保溫隔熱,以免熱量散失,操作時(shí)應(yīng)確保熱量盡可能不減少,實(shí)驗(yàn)時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,減少實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)時(shí),為了使酸堿中和完全,一般常采用堿稍過(guò)量的方法測(cè)量。(二)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)表明化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式稱(chēng)為熱化學(xué)方程式說(shuō)明: 1、書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的幾點(diǎn):(1)要注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng),在化學(xué)方程式的右端注明反應(yīng)熱,DH0時(shí)為放熱反應(yīng),DH0時(shí)為吸熱反應(yīng),DH的符號(hào)(“”和“”)和單位(kJ/mol)。由于絕大多數(shù)反應(yīng)的DH是在常溫常壓下測(cè)定的,因此,可不注明溫度和壓強(qiáng)。(2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài),因?yàn)闋顟B(tài)不同,物質(zhì)所具有的能量不同,反應(yīng)熱DH也不同。熱化學(xué)方程式中不用“”“”。 (3)熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的計(jì)量數(shù)不表示粒子個(gè)數(shù),只表示物質(zhì)的量,因此它可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù),計(jì)量數(shù)不相同,反應(yīng)熱數(shù)據(jù)也不同。2、反應(yīng)熱大小的比較:(1)同一反應(yīng)生成物狀態(tài)不同時(shí):如:2H2(g)O2(g)2H2O(1);DH1 2H2(g)O2(g)2H2O(g);DH2 因?yàn)闅怏w變液體會(huì)放熱,故:DH1DH2 (2)同一反應(yīng)反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí):如:S(g)O2(g)SO2(g);DH1S(s)O2(g)SO2(g);DH2因?yàn)楣腆w變氣體會(huì)吸熱,故:DH1DH2 (3)兩個(gè)相聯(lián)系的不同反應(yīng)比較:如:C(s)O2(g)CO2(g);DH1C(s)1/2O2(g)CO(g);DH2可以設(shè)計(jì)成:C(s)CO(g)CO2(g)故DH1DH23、進(jìn)行反應(yīng)熱計(jì)算時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí),其反應(yīng)熱的數(shù)值應(yīng)同時(shí)做相同倍數(shù)的改變;熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱;單位始終為kJ/mol;正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相反。(三)蓋斯定律:一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的,它只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān)。這就是蓋斯定律的內(nèi)容。根據(jù)蓋斯定律,將化學(xué)方程式可以像代數(shù)式那樣相加或相減,相應(yīng)的反應(yīng)熱也相加或相減。對(duì)解決未知反應(yīng)的熱效應(yīng)非常有用。解答有關(guān)蓋斯定律的題目關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)途徑,適當(dāng)加減已知方程式的反應(yīng)熱,進(jìn)行求算。在進(jìn)行熱化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí),要注意反應(yīng)熱的符號(hào)以及反應(yīng)熱與方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比例關(guān)系。說(shuō)明:1、熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以移項(xiàng)同時(shí)改變正負(fù)號(hào),各項(xiàng)的系數(shù)包括DH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù);2、根據(jù)蓋斯定律可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其DH相加或相減,得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式;3、可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量可燃物的物質(zhì)的量其燃燒熱?!镜湫屠}】例1已知化學(xué)鍵的鍵能是指形成1mol化學(xué)鍵放出的能量或斷裂1mol化學(xué)鍵吸收的能量.P-P的鍵能198kJ/mol,氧氣分子的鍵能498kJ/mol,P-O的鍵能360kJ/mol,已知P4O6的結(jié)構(gòu)如圖。P4(g)3O2(g)P4O6(g);試求H . A. 1638kJ/mol B. 1638kJ/molC. 126kJ/mol D. 126kJ/mol解析:比較反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量與生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量的相對(duì)大小,可分析得出反應(yīng)是放熱還是吸熱。若吸收的總能量大于釋放的總能量,則為吸熱反應(yīng);若釋放的總能量大于吸收的總能量,則為放熱反應(yīng)。白磷分子為正四面體,分子中有6個(gè)P-P鍵,與氧氣作用形成P4O6,是在每個(gè)PP鍵中間插一個(gè)氧原子,形成12個(gè)PO鍵。則每個(gè)反應(yīng)中吸收的總能量為:619834982682,放出的總能量為:123604320,說(shuō)明釋放的能量大于吸收的能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),H1638kJ/mol答案:B例2下列說(shuō)法或表示法正確的是: A. 若將等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出的熱量多。 B. 由“C(石墨)C(金剛石);DH119kJ/mol”可知,金剛石比石墨穩(wěn)定 。 C. 在稀溶液中:HOHH2O;DH57.3kJ/mol,若將含0.5mol的濃硫酸與含1mol NaOH 的溶液混合,放出的熱量大于57.3kJ D. 在101kPa時(shí),2g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為:2H2(g)O2(g)2H2O(l);DH285.8kJ/mol 解析:A中由于硫固體變?yōu)榱蛘魵庑枰諢崃浚虼?,硫燃燒所放出的能量有部分用于物態(tài)之間的轉(zhuǎn)變,故硫蒸氣燃燒放出的熱量大于硫固體燃燒放出的熱量;B中石墨的能量小于金剛石,根據(jù)能量最低原理:能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定,因此,石墨比金剛石穩(wěn)定;C中中和熱的測(cè)定必須是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全中和生成1mol水時(shí)所放出的能量,若為濃酸或強(qiáng)堿固體,由于在溶解時(shí)放熱,因此,實(shí)際放出的能量要大于中和熱,故C正確;D中燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的能量,而D中描述的是2mol可燃物完全燃燒時(shí)所放出的能量,因此其反應(yīng)熱可在燃燒熱的基礎(chǔ)上乘以方程式前的系數(shù),即:DH285.8 kJ/mol2571.6 kJ/mol,故D不正確。答案:C例3分析右面的能量變化示意圖,下列熱化學(xué)方程式正確的是:A. 2A(g)B(g)2C(g);DHa(a0)B. 2A(g)B(g)2C(g);DHa(a0C. 2AB2C;DHa(a0D. 2C2AB; DHa(a0)解析:本題同樣考查的是反應(yīng)熱的判斷。若2A(g)B(g)為反應(yīng)物,則為放熱反應(yīng),DH0;若2A(g)B(g)為生成物,則為吸熱反應(yīng),DH0。同時(shí)在書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)還要注意反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。綜上所述,本題的答案為:B答案 :B 例4阿伏加德羅常數(shù)值記為NA,則關(guān)于C2H2(氣)5/2O2(氣)2CO2(氣)H2O(液); DH1300kJ/mol的下列說(shuō)法中,正確的是:A. 有10NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),吸收1300kJ的能量B. 有8NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成時(shí),放出1300kJ能量C. 有NA個(gè)水分子生成且為液體時(shí),吸收1300kJ能量D. 有2NA個(gè)碳氧雙鍵生成時(shí),放出1300kJ的能量 解析:本題將氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的量與微粒數(shù)、反應(yīng)熱結(jié)合起來(lái)考查。反應(yīng):C2H2(氣)O2(氣)2CO2(氣)H2O(液);DH1300kJ/mol,為放熱反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)。每摩乙炔參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為10NA,放出1300kJ熱量,有8NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成,由于CO2的結(jié)構(gòu)為:OCO,故有4 NA個(gè)碳氧雙鍵生成時(shí),放出1300kJ的能量。綜上所述,本題的答案為B答案:B 例5已知:NH3(g)HCl(g)NH4Cl(s) DH1176kJ/mol NH3(g)H2O(l)NH3H2O(aq) DH235.1kJ/mol HCl(g)HCl(aq) DH372.3kJ/mol NH3H2O (aq)HCl(aq)NH4Cl(aq)H2O(l) DH452.3kJ/mol NH4Cl(s)NH4Cl(aq) DH5QkJ/mol 則第個(gè)方程式中的反應(yīng)熱是。解析:本題檢查的是蓋斯定律:反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān)。本題是由氯化銨固體溶于水形成氯化銨的反應(yīng)熱。始態(tài)為氯化銨固體,終態(tài)為氯化銨溶液,其余均為中間產(chǎn)物,在分析過(guò)程中要相互抵消。則由關(guān)系式:可得:DH552.372.335.1kJ/mol(176)kJ/mol16.3 kJ/mol,則第步反應(yīng)的反應(yīng)熱為DH516.3kJ/mol 答案:16.3kJ/mol例6已知下列熱化學(xué)方程式:(1)Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g); DH25kJ/mol (2)3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g);DH47kJ/mol 試寫(xiě)出:Fe3O4被CO還原為Fe和CO2的熱化學(xué)方程式解析:本題檢查的是蓋斯定律和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。始態(tài)為:Fe3O4和CO,終態(tài)為Fe和CO2,其余物質(zhì)如:Fe2O3(s)為中間產(chǎn)物。則根據(jù)分析,可得如下關(guān)系式:(1)3(2)可得:2Fe3O4(s)8CO(g)6Fe8CO2(g);DH28kJ/mol,化簡(jiǎn)后可得:Fe3O4(s)4CO(g)3Fe4CO2(g); DH14kJ/mol答案:Fe3O4(s)4CO(g)3Fe4CO2(g); DH14kJ/mol- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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