标准课-高三-化学-选修4-教学教案01秋季标准课 第一讲化学反应与能量复习课

第一讲 化学反应与能量复习课教学目标1了解反应热和焓变的涵义、符号和一般采用的单位。2认识能量的释放或吸收的本质，热化学方程式的意义。3理解燃烧热的概念，理解中和热的测定方法。4了解盖斯定律的涵义，能够利用盖斯定律进行有关反应热的计算。知识梳理知识点一、反应热及计算、热化学方程式1焓变：化学反应过程中所 放出 或 吸收 的能量，符号：H，单位：kJ/mol2两个角度计算反应热分析反应物与生成物总能量相对大小（关注反应前后的状态） H = 生成物 总能量 反应物 总能量 画出吸热反应与放热反应能量图吸 热反应 H0 放 热反应 H0拓展：物质三态间的能量大小从成断键角度分析反应过程、图像，计算反应热（1）化学反应在本质上来说也就是旧键的断裂和新键的形成过程（2）H=反应物总键能生成物总键能。画出吸热反应与放热反应能量图，并标出键能断裂和形成时的变化问：图中各段表示的意义：E 1为旧键断裂 吸收 能量，E2 为新键形成 放出 能量，能量差E2E1表示 反应热 ，哪段为活化能。3常见吸放热反应 （1）放热反应 ：4种，让学生自己写（2）吸热反应 ：4中，让学生自己写注：反应的热效应与 反应条件 无关 4反应热大小比较（1）同一反应生成物的状态不同时：A(g)十B(g)=C(g)；H10 A(g)+B(g)=C(1)；H20 H2H1因为C(g)=C(1)；H30（2）同一反应反应物状态不同时：S(g)+O2(g)=SO2(g)；H10 S(s)+O2(g)=SO2(g)；H20 H lH2因为S(g)=S(s)；H30（3）两个有联系的不同反应相比C(s)+O2(g)=CO2(g)；H10 C(s)+ 12 O2(g)=CO (g)；H20 定有H l 57.3 kJ 在写中和热的热化学方程式时，一般以生成1 mol液态H2O为标准来配平其余物质的化学计量数。3.中和热测定实验实验仪器：烧杯 、环形玻璃棒 、温度计 、 胶头滴管 实验药品：0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液 数据处理： 多次测量取平均值 ，计算公式：注意事项： 小烧杯杯口要与大烧杯杯口 相平 ，这样可以减少热量损失。烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是：保温、隔热、减少实验过程中热量损失 ，环形玻璃搅拌棒 不能 用环形铜丝搅拌棒代替。盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍 大于 盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度 宜小不宜大 ，实验中若用浓酸、碱固体代替稀酸、稀碱，会使测定值 偏高 ，因浓酸稀释、固体溶解都放热；实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，会使测定值偏低，因电离吸热。典型例题1. （2011-2012人大附高二第二学期期末11）强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+（aq）+OH-（aq）H2O；H=-57.3kJ/mol分别向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入：稀醋酸；浓H2SO4；稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H1、H2、H3，它们的关系表示正确的是（ ）AH1H2H3BH1H3H2CH1H2H3DH1H3H2答案：D2.（2014民大附中期中10）下列说法正确的是（ ）A甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJmol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；H=-890.3kJmol-1BH2O(l)= H2O (g)；H=+44 kJmol-1，则2g H2(g)完全燃烧生成液态水比生成气态水多释放 44 kJ的能量C常温下，反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自发进行，则该反应的HQ2Q3 BQ1Q3Q2 CQ3Q2Q1 DQ2Q1Q35.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知HH键的键能为436kJmol1，ClCl键的能为243kJmol，HCl键的键能为432kJmol1，H2(g)Cl2(g)2HCl(g)的反应热(H)等于( )A183 kJmol1B183 kJmol1C862 kJmol1D862 kJmol1答案:A6.已知(1)H2(g)O2(g)H2O(g)；DH1a kJmol1(2)2H2(g)O2(g)2H2O(g)； DH2b kJmol1(3)H2(g)O2(g)H2O(l)； DH3c kJmol1(4)2H2(g)O2(g)2H2O(l)； DH4a kJmol1下列关系式中正确的是( )Aac0Bbd0C2ab0D2cd0答案:A7下列变化属于吸热反应的是( )液态水汽化 将胆矾加热变为白色粉末 浓硫酸稀释 氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反应生成熟石灰ABCD答案:D8在中和热测定的实验时，应使用的仪器正确组合是( )天平 量筒 烧杯 滴定管 温度计 试管 酒精灯ABCD全部答案:B9已知葡萄糖的燃烧热是H2 840 kJmol1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )A26.0 kJ B51.9 kJ C155.8 kJ D467.3 kJ答案:A10已知25、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨)O2(g)CO2(g)；DH393.51 kJ/molC(金刚石)O2(g)CO2(g)；DH395.41 kJ/mol据此推理所得到的下列结论正确的是( )A由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高答案:A11已知下列热化学方程式：Zn(s)O2(g)=ZnO(s) H1351.1 kJ/molHg(l)O2(g)=HgO(s) H290.7 kJ/mol由此可知Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l) H3，其中H3是( D )A441.8 kJ/mol B254.6 kJ/molC438.9 kJ/mol D260.4 kJ/mol12.已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H126.7 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g) H250.75 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H336.5 kJmol1则反应FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)的焓变为( )A7.28 kJmol1 B7.28 kJmol1C43.68 kJmol1 D43.68 kJmol1答案:A13.某化学兴趣小组采用图示装置，用50 mL0.5 molL1盐酸与50 mL0.55 molL1 NaOH溶液在其中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。回答下列问题：(1)在大小烧杯间填满碎泡沫塑料或纸条的作用是防止热量 。 (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 偏小 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)(3)实验时所用盐酸及NaOH溶液的密度均为1 gcm3，生成溶液的比热容c4.18 kJK1kg1，实验起始温度为t1K，终止温度为t2K，试计算生成1 mol水时的反应热：H16.72(t2t1)kJmol1 。14.在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：(1)第一步反应是放热 反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是H273 kJmol10)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗 5 molL1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)的H为( )A8Q kJmol1 B16Q kJmol1C8Q kJmol1 D16Q kJmol1答案:D8100 g碳燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)O2(g)=CO(g) H(25)110.35 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g) H(25)282.57 kJmol1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是( )A392.92 kJ B2 489.44 kJC784.92 kJ D3 274.3 kJ答案:C9已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l) HQ1 kJmol1。室温下，若1 mol无水硫酸铜溶解为溶液放热Q2 kJ，则( A ) AQ1Q2 BQ1Q2 CQ1H2B锡在常温下以灰锡状态存在C灰锡转化为白锡的反应是放热反应D锡制器皿长期处在低于13.2的环境中，会自行毁坏答案:D11根据热化学方程式：S(l)O2(g)=SO2(g) H293.23 kJmol1 ，分析下列说法中正确的是( )AS(s)O2(g)=SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJmol1BS(g)O2(g)=SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJmol1C1 mol SO2(g)的键能的总和大于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和D1 mol SO2(g)的键能的总和小于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和答案:C12(8分)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。(1)写出肼和过氧化氢的结构式：肼_，过氧化氢_。(2)写出反应的热化学方程式：_。(3)已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是_kJ。(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是_。答案:(1)肼的结构式 HOOH(2)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g) H641.625 kJmol1(3)408.8(4)产物是N2和H2O，对环境无污染13. (8分)试回答下列各题：(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H185 kJmol1请填空：共价键HHClClHCl键能/(kJmol1)436247_图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：_。(3)已知：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H25 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g) H47 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H19 kJmol1请写出CO还原FeO的热化学方程式：_。答案:(1)NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g) H234 kJmol1(2)434 H2Se(g)=Se(s)H2(g) H81 kJmol1(3)CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g) H11 kJmol114将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。 煤转化为水煤气的主要化学反应为：C+H2O(g) CO+H2。 C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为： C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5kJmol-1； H2(g)+O2(g)=H2O(g) H2=-242.0kJmol-1； CO(g)+O2(g)=CO2(g) H3=-283.0kJmol-1；请回答：(1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：_。(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量_(填“多”或“少”)。甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：请你写出H1、H2、H3、H4之间存在的关系式_。乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是_(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是_。答案:(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.5 kJmol1(2)多 H1H2H3H4 乙 甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应15红磷P(S)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量关系如图所示(图中的DH表示生成1 mol产物的数据)根据上图回答下列问题(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_；(2)PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式_；(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_；P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_DH1(填“大于”，“小于”或“等于”)答案: (1)2P(s)3Cl2(g)2PCl3(g) H612 kJ/mol(2)PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g) H93kJ/mol(3)399 kJ/mol 等于