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2019-2020年高中化學(xué) 《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》教案6 新人教選修4 一、基本化學(xué)反應(yīng)模型理論 1、有效碰撞模型： 分子間的磁撞并不一定就能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有具有一定能量的微粒間的碰撞才可能是有效碰撞。 2、活化分子與活化能： E2 E1 反應(yīng)熱 〖基礎(chǔ)要點(diǎn)1〗其中活化能就是 ，活化能大小決定了一個(gè)微粒成活化分子的難易程度。反應(yīng)熱= 。 〖思考1〗能否舉例活化能=0的化學(xué)反應(yīng)呢？ 3、催化劑 〖交流1〗催化劑的作用： 1、降低活化能；原因是： 2、增多活化分子；原因是： 3、有效碰撞機(jī)率增大；原因是： 二、質(zhì)能不滅定律 〖基礎(chǔ)要點(diǎn)2〗 1、質(zhì)量守恒定律： 2、能量守恒定律： 在化學(xué)反應(yīng)中常伴有能量的變化如以 形式表現(xiàn)出來，按熱量劃分，化學(xué)反應(yīng)可分為 熱反應(yīng)和 熱反應(yīng)。 質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，但目前未發(fā)現(xiàn)能量直接轉(zhuǎn)化為質(zhì)量的事例。 3、蓋斯定律 〖基礎(chǔ)要點(diǎn)3〗對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓（熱量）變是 。 三、反應(yīng)熱（焓變） 〖基礎(chǔ)要點(diǎn)4〗反應(yīng)熱 的定義： 單位： 反應(yīng)熱用 表示， 為吸熱反應(yīng)， 為放熱反應(yīng)。 〖交流2〗用鍵能來解釋化學(xué)反應(yīng)中的能量問題 〖思考2〗已知H2的化學(xué)鍵能為：436KJ/mol Cl2的化學(xué)鍵鍵能為：243KJ/mol HCl的化學(xué)鍵鍵能為 431KJ/mol，通過計(jì)算回答氫氣和氯氣生成氯化氫是吸熱還是放熱反應(yīng)？ 〖思考3〗為何氫氣和氯氣反應(yīng)條件是加熱？ 四、熱化學(xué)方程式 〖基礎(chǔ)知識(shí)5〗區(qū)分以下四個(gè)概念 適用范圍 數(shù)字表示的意義 遵循的守恒定律 化學(xué)方程式 離子方程式 電離方程式 熱化學(xué)方程式 〖思考5〗在200℃、101KPa時(shí)，氫氣和氧氣生成1mol水，生成氣態(tài)水時(shí) ⊿H=-241.8KJ/mol，生成液態(tài)水時(shí)⊿H=-285.8KJ/mol，寫出二者的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。 〖思考6〗在200℃、101KPa時(shí)，1molH2與碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng)，文獻(xiàn)上表示反應(yīng)熱是-14.9KJ/mol，請(qǐng)書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式？ 〖交流3〗已知298K時(shí)，由H2和N2合成1molNH3氣，放熱46.11KJ，將下列方程式改成熱化學(xué)方程式： 3/2 H2+1/2N2=NH3 3H2+N2=2NH3 NH3=3/2H2+1/2N2 〖?xì)w納〗熱化學(xué)方程式書寫的注意事項(xiàng)？ 1、 2、 3、 4、 【練習(xí)】 1、 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： （1）1mol N2(g)與適量的H2(g)起反應(yīng)，生成NH3(g)，放出92.2KJ熱量。 （2）1mol N2(g)與適量的O2(g)起反應(yīng)，生成NO2(g)，吸收68KJ熱量。 （3）1mol Cu(s)與適量的O2(g)起反應(yīng)，生成CuO(g)，放出157KJ熱量。 （4）1mol N2H4(g)在O2中燃燒，生成N2和H2O(g)，放出622KJ熱量。 （5）1mol C(s)與適量的H2O(g)起反應(yīng)，生成NH3(g)，吸收131.3KJ熱量。 （6）1mol C8H18(l)與在O2中燃燒，生成CO2和H2O(g)，放出5518KJ熱量 五、化學(xué)反應(yīng)熱的重要考點(diǎn)： 1、 化學(xué)反應(yīng)熱的概念、中和熱、燃燒熱、活化能的概念、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng) 例：下列各圖中，表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的圖是( )。 2、 熱化學(xué)方程式的判斷正誤 例：1克氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ熱，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是( )。 A．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)； △H =-142.9 kJ B．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)； △H =-285.8 kJ C．2H2 + O2 = 2H2O； △H =-571.6 kJ D．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；△H = -285.8kJ 練習(xí)：已知：CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(l) + CO2(g)；△H =-890.3kJ，1克氫氣和1克甲烷分別燃燒后，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 3、 熱化學(xué)方程式的計(jì)算、反應(yīng)熱大小判斷： 例：已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；△H =-571.6kJ C3H8(g) +5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)；△H =-2220.0kJ 實(shí)驗(yàn)測(cè)得氫氣和丙烷的混和氣體共5mol完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則混和氣體中氫氣與丙烷的體積比是( )。 A．1:3 B．3:1 C．1:4 D．1:1 練習(xí)：已知（l）＝H2O（g） △H1＝a kJ （2）＝2H2O（g） △H2＝b kJ （3）＝H2O（l） △H3＝c kJ （4）＝2H2O（l） △H4＝d kJ 下列關(guān)系式中正確的是（ ） （A）a＜c＜0 （B）b＞d＞0 （C）2a＝b＜0 （D）2c＝d＞0 4、 化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定性的判斷 例：已知C（石墨）=C（金剛石）⊿H<0，下列判斷不正確的是（ ） A、此反應(yīng)為放熱反應(yīng) B、斷裂石墨的化學(xué)鍵需要能量大于生成金剛石化學(xué)鍵的能量 C、石墨比金剛石穩(wěn)定 D、此變化為物理變化 5、 能源問題： 例：根據(jù)以下敘述，回答第5—7題 能源可劃分為一級(jí)能源和二級(jí)能源。自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級(jí)能源；需依靠其它能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級(jí)能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取： 2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)；△H =+571.6kJ （1）．下列敘述正確的是( )。 A．電能是二級(jí)能源 B．水力是二級(jí)能源 C．天然氣是一級(jí)能源 D．焦?fàn)t氣是一級(jí)能源 （2）．已知：CH4(g) + 2O2(g) = 2H2O(l) + CO2(g)；△H =-890.3kJ，1克氫氣和1克甲烷分別燃燒后，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 （3）．關(guān)于用水制取二級(jí)能源氫氣，以下研究方向不正確的是( )。 A．構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級(jí)能源 B．設(shè)法將太陽光聚集，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣 C．尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時(shí)釋放能量 D．尋找特殊化學(xué)物質(zhì)，用于開發(fā)廉價(jià)能源，以分解水制取氫氣 六、化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 （一）、蓋斯定律 〖基礎(chǔ)要點(diǎn)1〗蓋斯定律：　 　　　　　　　　　　　　　　　 〖思考1〗對(duì)蓋斯定律的理解： (1) (2) (3) (4) 〖思考2〗　 △H1、△H1、△H1 三種之間的關(guān)系如何？ 圖１ 圖２ Ａ Ｂ Ｃ Ｂ Ａ Ｃ △H1 △H1 △H2 △H2 △H3 △H3 〖基礎(chǔ)要點(diǎn)2〗計(jì)算的步驟？ 2、 找出能量守恒的等量的關(guān)系 圖1 圖2 （1） 找起點(diǎn) A （2） 找終點(diǎn) C （3） 過程 A→B→C A→C （4） 列式 △H1+△H2=△H3 注意配平 在具體實(shí)例中要注意 （5） 求解 〖例題1〗試?yán)?98K時(shí)下列反應(yīng)焓變的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算在此溫度下 C(s)+O2 (g)=CO(g)的反應(yīng)焓變？　　　　　　　　　反應(yīng)３ C(s)+ O2 (g)=CO2(g) △H1=-393.5 KJmol-1　　　　　　反應(yīng)１ CO(g)+ O2 (g)=CO2(g) △H2=-283.0 KJmol-1　　　　　　反應(yīng)２ 方法1：以蓋斯定律原理求解， 以要求的反應(yīng)為基準(zhǔn) （1） 找起點(diǎn)C(s), （2） 終點(diǎn)是CO(g), （3） 總共經(jīng)歷了兩個(gè)反應(yīng) C→CO2→CO。 （4） 也就說C→CO的焓變?yōu)镃→CO2；CO2→CO之和。 注意：CO→CO2 △H2=-283.0 KJmol-1 那 CO2→CO 的焓變就是= —△H2=+283.0 KJmol-1 （5） 求解：△H3=△H1—△H2=-393.5 KJmol-1+283.0 KJmol-1=-110.5 KJmol-1 方法2：以蓋斯定律原理求解， 以要求的反應(yīng)為基準(zhǔn) （1）找起點(diǎn)C(s), （2）終點(diǎn)是CO2(g), （3）總共經(jīng)歷了兩個(gè)反應(yīng) C→CO2；C→CO→CO2。 （4）也就說C→CO2的焓變?yōu)镃→CO；CO→CO2之和。 則△H1=△H3+△H2 （5）求解：C→CO △H3=△H1— △H2=-110.5 KJmol-1 方法3：利用方程組求解 （1） 找出頭尾 同上 （2） 找出中間產(chǎn)物 CO2 （3） 利用方程組消去中間產(chǎn)物　　反應(yīng)１－反應(yīng)２＝反應(yīng)３ （4） 列式：　　　　　　　　　　△H1—△H2=△H3 （5） 求解可得 （二）、反應(yīng)熱的計(jì)算： 〖練習(xí)1〗298K，101KPa時(shí)，將1.0 g鈉與足量的氯氣反應(yīng)，生成氯化鈉晶體并放出17.87 KJ的熱量，求生成1mol 氯化鈉的反應(yīng)熱？ 〖練習(xí)2〗乙醇的燃燒熱是△H=-1366.8KJ/mol，在此溫度下，1Kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量？ 〖練習(xí)3〗已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為： (1)CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-870.3KJ/mol (2)C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5KJ/mol (3) H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=—285.8KJ/mol 試計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： 2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) 〖分層練習(xí)〗 1、下列熱化學(xué)方程式中，△H能正確表示物質(zhì)的燃燒熱的是 （ ） A．CO(g) +1/2O2(g) ==CO2(g); △H＝-283.0 kJ/mol A. C(s) +1/2O2(g) ==CO(g); △H＝-110.5 kJ/mol B. H2(g) +1/2O2(g)==H2O(g); △H＝-241.8 kJ/mol C. 2C8H18(l) +25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l); △H＝-11036 kJ/mol 2、已知常溫時(shí)紅磷比白磷穩(wěn)定，在下列反應(yīng)中： 4P（白磷，s）+5O2(g)====2P2O5(s)；△H=== -a kJ/mol 4P（紅磷，s）+5O2(g)====2P2O5(s)；△H=== -b kJ/mol 若a、b均大于零，則a和b的關(guān)系為 （ ） A．a(chǎn)＜b B．ａ＝ｂ Ｃ．ａ＞ｂ　 D．無法確定　　 3、已知： H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)； △H＝-57.3 kJmol-1。現(xiàn)將一定量的稀鹽酸、濃硫酸、稀醋酸分別和1L 1molL-1的NaOH溶液恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為△H1、△H2、△H3，,則△H1、△H2和△H3的大小關(guān)系為 ( ) A. △H1==△H2＞△H3 B. △H3＞△H2＞△H1 C. △H3＞△H1＞△H2 D. △H2＞△H1＞△H3 4、已知25℃、101 kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 C（石墨）+O2(g) ＝ CO2(g) ； △H＝-393.51 kJmol-1 C (金剛石) +O2 (g) ＝ CO2(g) ； △H＝-395.41 kJmol-1 據(jù)此判斷，下列說法正確的是 （ ） A．由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低 B．由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高 C．由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低 D．由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高 5、已知⑴ H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(g) ； △H1＝a kJmol-1 ⑵ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g) ； △H2＝b kJmol-1 ⑶ H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(l) ； △H1＝c kJmol-1 ⑷ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(l) ； △H2＝d kJmol-1 下列關(guān)系式中正確的是（ ） A． a＜b＜0 B．b＞d＞0 C．2a=b＜0 D．2c=d＞0 6、已知在1105 Pa，298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量, 下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) A. H2O(g) == H2(g)＋1/2 O2(g)； △H1＝+242 kJmol-1 B. 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(l)； △H2＝- 484 kJmol-1 C. H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(g) ； △H1＝+242 kJmol-1 D. 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g)； △H2＝+484 kJmol-1 7、已知反應(yīng)X+Y==M+N為放熱反應(yīng),對(duì)該反應(yīng)的下列說法中正確的(　　) 　A．X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N C. X和Y的總能量一定高于M和N的總能量 D. 因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不必加熱就可發(fā)生 8、一定條件下,充分燃燒一定量的丁烷放出熱量為Q kJ(Q＞0),經(jīng)測(cè)定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5molL-1的KOH溶液100ml,恰好生成正鹽,則此條件下反應(yīng): C4H10(g)+13/2O2(g)== 4 CO2 (g)+ 5 H2O(g)的△H為 A. +8Q kJ B. +16Q kJ C. -8Q kJ D. -16Q kJ 9、已知1 molCO氣體完全燃燒生成CO2 氣體放出283 kJ熱量；1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ熱量； 1 molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出 890 kJ熱量。 （1） 寫出氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式 。 （2） 若 1 molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出熱量 為 890 kJ（ 填“＞”、 “＜”、“＝ ”）。 （3） 若將a molCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，生成 CO2氣體和液態(tài)水時(shí)，則放出熱量（Q）的取值范圍是 。 （4） 若將a molCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，生成 CO2氣體和液態(tài)水，且CO2和水的物質(zhì)的量相等時(shí)，則放出熱量（Q）的的取值范圍是： 。