苏教版高二化学选修4全册导学案及答案解析_中学教育-中考

苏教版高二化学选修 4 全册导学案及答案解析 专题 1 化学反应与能量变化 第 1 课时 化学反应的焓变 目标要求 1了解反应热的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系2知道反应热与化学键的关系3知道反应热与反应物生成物总能量的关系 焓变 反应热 在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化 1焓和焓变 焓是与物质内能有关的物理量单位 kJmol1 符号 H 焓变是在恒压条件下反应的热效应单位 kJmol1 符号H 2化学反应中能量变化的原因 化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程 任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释放能量 H 反应物分子的总键能生成物分子的总键能 3放热反应与吸热反应 当反应完成时生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应 1 当H为或H 0 时为放热反应反应体系能量降低 2 当H为或H 0 时为吸热反应反应体系能量升高 4反应热思维模型 1 放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 2 反应热的本质 以 H2 g Cl2 g 2HCl g H 186 kJ mol1 为例 E1E HH E ClCl E22E HCl H E1E2 知识点一 反应热 1下列说法不正确的是 A需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 B放热反应在常温下一定很容易发生 C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D吸热反应在一定条件下也能发生 答案 B 解析 化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生反应开始时需加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应吸热反应开始加热反应后需不的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应断加热才能使反应继续进行下去放热反应开始加热反应后会放出一定的热量如果此热量足够大可使反应维持下去则反应过程不需要再加热如煤的燃烧一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去不需外界再加热 2已知在相同状况下要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量下列说法正确的是 A电解熔融的 Al2O3 可以制得金属铝和氧气该反应是一个放出能量的反应 B水分解产生氢气和氧气时放出能量 C相同状况下反应 2SO2O2 2SO3是一个放热反应则反应2SO3 2SO2 O2是一个吸热反应 D氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 答案 C 解析 由题意可以推测如果一个反应过程放出能量那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量所以 C 正确另外氢气和氧气反应氢气和氯气反应铝和氧气反应都是放出能量的反应与它们相反的反应水氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应故 ABD错误 知识点二 反应热与化学键键能的关系 3通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能现给出化学键的键能 见下表 化学键 HH ClCl ClH 键能 kJ mol1 436 243 431 请计算 H2 g Cl2 g 2HCl g 的反应热 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应A862 kJ mol1 B 679 kJ mol1 C183 kJ mol1 D 183 kJ mol1 答案 C 解析 拆开 1 mol H2 和 1 mol Cl2中的化学键所吸收的能量是436 kJ mol1243 kJ mol1679 kJ mol1 形成 2 mol HCl所放出的能量是 431 kJmol12862 kJmol1 所以该反应的反应热是 679 kJ mol1862 kJ mol1183 kJ mol1 4已知 HH键键能 断裂时吸收或生成时释放的能量 为 436 kJmol1HN键键能为 391 kJ mol1 根据热化学方程式 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 924 kJ mol1 则 NN键的键能是 A431 kJ mol1 B 946 kJ mol1 C649 kJ mol1 D 896 kJ mol1 答案 B 解析 本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化H 生成物键能总和反应物键能总和 6 ENH 3 EHHENN 得 ENN 6ENH 3EHH H 6391 kJmol13436 kJmol1924 kJ mol1946 kJ mol1 故正确答案为 B 5 白磷的化学式为 P4 分子的空间构型是正四面体 如图 白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷 P4O10 在十氧化四磷分子里只存在 PO和 P O两种共价键 已知几种共价键的键能 PO 360 kJ mol1 P O 585 kJmol1PP 198 kJ mol1 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应O O 498 kJmol1 请问在 P4 s 5O2 g P4O10 s 中H _ 答案 2 982 kJ mol1 解析 由P4的分子结构和P45O2P4O10的物质变化在P4O10分子中只存在 PO和 P O 两种共价键 P4O10中 P显5 价 O显2 价等事实可知在 P4 分子结构的基础上每 2 个 P 原子之间插入 1 个 O原子形成 2 个 PO键每个 P 原子再结合 1 个 O原子形成 P O键就构成了P4O10的分子结构这样在1个P4O10分子中共有12个PO键4个P O键 H反应物键能总和生成物键能总和6198 kJ mol15498 kJmol1 12 360 kJmol14585 kJ mol1 2 982 kJ mol1 知识点三 反应热与反应物生成物总能量的关系 6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 H 3935 kJ mol1 C 金刚石 O2 g CO2 g H 3954 kJ mol1 据此判断下列说法正确的是 A由石墨制备金刚石是吸热反应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石墨的能量比金刚石的高 答案 A 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应解析 有两种方法判断方法一反应中放出的热量反应物的总能量生成物的总能量方法二由得C 石墨 C 金刚石 H 19 kJ mol1 该反应为吸热反应石墨的能量比金刚石的能量低石墨更稳定故正确答案为 A 7 由右图分析有关叙述正确的是 AABC和 BCA两个反应吸收或放出的能量不等 BABC是放热反应 CA具有的能量高于 B和 C具有的能量总和 DABC是吸热反应则 BCA必然是放热反应 答案 D 解析 本题考查化学反应中的能量变化由图可知 BC 的能量高于A的能量则反应BCA一定是放热反应反之ABC则是吸热反应根据能量守恒定律两反应的反应热在数值上相等符号相反 练基础落实 1下列反应既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是 A铝片和稀盐酸的反应 BBa OH 28H2O与 NH4Cl的反应 C灼热的碳与二氧化碳的反应 D甲烷在氧气中的燃烧 答案 C 解析 注意知识的积累记住常见的吸热反应 BC属于吸热反应再从化合价变化角度来分析知答案为 C 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应2下列说法不正确的是 A任何化学反应都伴随着能量变化 B化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C反应物的总能量高于生成物的总能量时发生放热反应 D反应物的总能量低于生成物的总能量时发生吸热反应 答案 B 解析 任何化学反应都伴随着能量变化但能量变化不一定表现为热量变化还可能以光能等其他形式的能量放出 E 反应物 E 生成物 反应放热 E 反应物 E 生成物 反应吸热 3下列过程一定释放出能量的是 A化合反应 B 分解反应 C分子拆成原子 D 原子组成分子 答案 D 解析 形成化学键释放能量原子结合成分子放出能量化合分解反应有可能是放热反应也有可能是吸热反应 4已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰在反应过程中破坏1 mol 氢气中的化学键消耗的能量为 Q1 kJ 破坏 1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为 Q2 kJ 形成 1 mol 氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ 下列关系式正确的是 AQ1Q2 Q3 B Q1Q2 2Q3CQ1Q2 Q3 D Q1Q2 2Q3 答案 D 解析 根据能量守恒原理破坏化学键吸收的能量形成新化学的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应键放出的能量反应热对于该放热反应H 0 则 Q1Q22Q3 0 故 Q1Q2 2Q3 CO g 与 H2O g 反应过程的能量变化如图所示有关两者反应的说法中正确的是 A该反应为吸热反应 BCO g 和 H2O g 所具有的总能量大于 CO2 g 和 H2 g 所具有的总能量 C反应的热化学方程式 CO g H2O g CO2 g H2 g H 41 kJ mol1 D1 mol CO2 g 和 1 mol H2 g 反应生成 1 mol CO g 和 H2O g 要放出 41 kJ 的热量 答案 B 解析 从图中数据可以看出该反应的H 0 为放热反应 CO g 和H2O g 所具有的总能量大于 CO2 g 和 H2 g 所具有的总能量反应的热化学方程式为 CO g H2O g CO2 g H2 g H 41 kJmol1 练方法技巧 6下列说法正确的是 A反应热就是反应中放出的能量 B在 101 kPa 时 1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 C由 C 石墨 C 金刚石 H 19 kJmol1 可知金刚石比石墨稳定 D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧前者放出的热量多 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应答案 D 解析 反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热因此 A 错在101 kPa 时 1 mol 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 B 选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳是错误的由 C 石墨 C 金刚石 H 19 kJ mol1 可知金刚石能量高不稳定因为硫固体变为硫蒸气要吸热所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧前者放出的热量多是正确的 相同条件下同一物质在气态时具有的能量最多液态时次之固态时最少反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量因为生成物是一样的所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多 已知 H2 g O2 g H2O g 反应过程中能量变化如图问 abc 分别代表什么意义该反应是放热反应还是吸热反应H大于零还是小于零 答案 a 代表旧键断裂吸收的能量 b 代表新键生成释放的能量 c代表反应热该反应为放热反应H 0 解析 H2 g 和 O2 g 与 2H g 和 O g 之间的能量差是 H2 g 2H g 和 O2 g O g 过程中断开 HH键和 O O 键吸收的能量故 a代表旧键断裂吸收的能量 b 代表 2H g O g 结合成 H2O g 过程中化学键所放出的能量 c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量故该反应为放热反应H 0 练综合拓展 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应8已知 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ 且氧气中 1 mol O O键完全断裂时吸收热量 496 kJ 水蒸气中 1 mol HO 键形成时放出热量 463 kJ则氢气中 1 mol HH 键断裂时吸收热量是_ 答案 436 kJ 解析 因为 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ 所以 1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成 1 mol 水蒸气时放出热量 242 kJ而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量发生上述反应 H2 g O2 g H2O g H 242 kJmol1 时所发生键的变化为断裂 1 mol HH 键和 mol O O键形成 2 mol OH键因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为496 kJE HH 形成新键释放的能量为 2463 kJ 926 kJ 此反应为放热反应所以有 926 kJ 496 kJ E HH 242 kJ 解得 E HH 436 kJ 下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量 kJ 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量 kJ 243 193 151 432 366 298 436 根据上述数据回答 1 5 题 1 下列物质本身具有的能量最低的是 AH2 BCl2 C Br2 D I2 2 下列氢化物中最稳定的是 AHCl B HBr C HI 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应 3 X2H2 2HX X代表 ClBrI 的反应是吸热反应还是放热反应答_ 4 相同条件下 X2 X 代表 ClBrI 分别与氢气反应当消耗等物质的量的氢气时放出或吸收的热量最多的是_ 5 若无上表中的数据你能正确回答出问题 4 吗 答_你的根据是_ _ 答案 1 A 2 A 3 放热反应 4 Cl2 5 能 元素的非金属性越强生成的氢化物越稳定反应放出的能量就越多 解析 破坏1 mol 物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成 1 mol 该物质放出的能量相等放出的能量越多物质本身具有的能量越低分子越稳定 1 生成 1 mol H2时放出的能量最多为 436 kJ 2 在氢化物中生成 1 mol HCl时放出的能量最多为 432 kJ 3 分别计算出三个反应放出的热量依次为 185 kJ103 kJ和 9 kJ第 2 课时 热化学方程式 目标要求 1 知道热化学方程式的意义 2 会书写热化学方程式3 能熟练判断热化学方程式的正误 一热化学方程式 1概念 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式 2表示意义 1 热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化也表明了化学反应中的热量变化 2 热化学方程式中物质的化学计量数表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量 3 热化学方程式中的反应热与反应物生成物的物质的量相对应 3书写热化学方程式的注意事项 1 注明物质的聚集状态 2 标出对应的反应热 3 标明反应所处的外界条件 常温常压时可不注明 知识点一 热化学方程式的概念 1下列说法正确的是 A书写热化学方程式时只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可 B凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 C表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 D氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是 2H2 g O2 g 2H2O l H 4836 kJ 答案 C 解析 A项热化学方程式还应注明各物质的聚集状态 B项放热反的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应应有时在点燃或加热时才能发生 D项H的单位错误 2热化学方程式 C s H2O g CO g H2 g H 1313 kJmol1 表示 A碳和水反应吸收 1313 kJ 能量 B1 mol 碳和 1 mol 水反应生成 1 mol 一氧化碳和 1 mol 氢气并吸收 1313 kJ 热量 C1 mol 固态碳和 1 mol 水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和 1 mol 氢气并吸收 1313 kJ 热量 D1 个固态碳原子和 1 分子水蒸气反应吸热 1313 kJ 答案 C 解析 依据反应热的概念表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量单位是 kJmol1 该热化学方程式表示 1 mol 固态碳和 1 mol 水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和 1 mol氢气并吸收 1313 kJ 的热量特别要指明水的状态 知识点二 热化学方程式及其书写的正误判断 3氢气是人类最理想的能源已知在 25 101 kPa 下 1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量1429 kJ 则下列热化学方程式书写正确的是 A2H2 O2 2H2O H 1429 kJ mol1 B2H2 g O2 g 2H2O l H 1429 kJ mol1 C2H2 g O2 g 2H2O l H 5716 kJ mol1 D2H2 g O2 g 2H2O l H 5716 kJ mol1 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应答案 C 解析 书写热化学方程式时要注意反应热的数值与反应物的物质的量和所处的聚集状态有关 A 中既没有换算反应热数值又没写物质的聚集状态反应放热应用表示B中未换算反应热数值D中反应热数值正确符号写反了 4已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成 1 mol 二氧化碳气体和液态水并放出热量 b kJ 则下列乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是 A2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4b kJ mol1 BC2H2 g O2 g 2CO2 g H2O l H 2b kJ mol1 C2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2b kJ mol1 D2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H b kJ mol1 答案 A 解析 乙炔燃烧是放热反应H 0 则排除 BD两选项又因反应生成 1 mol 二氧化碳气体时放出热量为 b kJ 则生成 4 mol CO2 g 应放出热量 4b kJ 故 A正确 C不正确 5下列热化学方程式书写正确的是 A2SO2O22SO3 H 1966 kJ mol1 BH2 g O2 g H2O l H 2858 kJ mol1 C2H2 g O2 g 2H2O l H 5716 kJ mol1 DC s O2 g CO2 g H 3935 kJ mol1 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应答案 B 解析 书写热化学方程式必须注意以下几点要注明反应物和生成物的聚集状态 A错放热反应H为一吸热反应H为D错H的单位为 kJmol1C错 603 mol 的气态高能燃料乙硼烷 B2H6 在氧气中燃烧生成固态的三氧化二硼和液态水放出 6495 kJ 热量其热化学方程式为_ 又已知 H2O l H2O g H 44 kJ mol1 则 112 L 标准状况 乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ 答案 B2H6 g 3O2 g B2O3 s 3H2O l H 2 165 kJ mol1 1 0165 解析 1 mol B2H6 燃烧放出热量2 165 kJ05 mol B2H6燃烧生成液态水 15 mol 放出热量为2 165 kJ15 mol H2O l 变为 15 mol H2O g 需吸收热量为 66 kJ 所以 05 mol B2H6 燃烧生成气态水时放出热量为2 165 kJ 1544 kJ 1 0165 kJ 练基础落实 1已知 H2 g F2 g 2HF g H 270 kJ mol1 下列说法正确的是 A2 L 氟化氢气体分解成 1 L 氢气与 1 L 氟气吸收 270 kJ 热量 B1 mol 氢气与 1 mol 氟气反应生成 2 mol 液态氟化氢放出的热量小于 270 kJ 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应C在相同条件下 1 mol 氢气与 1 mol 氟气的能量总和大于 2 mol氟化氢气体的能量 D1 个氢气分子与 1 个氟气分子反应生成 2 个氟化氢气体分子放出 270 kJ 热量 答案 C 解析 A项中用 L做单位是错误的因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量 B 项中放出的热量小于 270 kJ 是错误的应大于 270 kJD 项中说几个分子间反应是错误的 C项正确 2已知在 101105 Pa298 K 条件下 2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484 kJ 热量下列热化学方程式正确的是 AH2O g H2 g O2 g H 242 kJ mol1 B2H2 g O2 g 2H2O l H 484 kJ mol1 CH2 g O2 g H2O g H 242 kJ mol1 D2H2 g O2 g 2H2O g H 484 kJ mol1 答案 A 解析 氢气燃烧是放热反应其H应为负值故 CD错误 2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484 kJ 热量而 B是生成液态水所以 B也是错误的反应逆向进行H符号相反因此 A是正确的 3已知 30 g 乙烷完全燃烧在常温下放出的热量为 15598 kJ 则下列关于乙烷燃烧热的热化学方程式书写正确的是 A2C2H6 g 7O2 g 4CO2 g 6H2O l H 3 1196 kJmol1 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应BC2H6 g O2 g 2CO g 3H2O g H 1 5598 kJ mol1 CC2H6 g O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1 5598 kJmol1 DC2H6 g O2 g 2CO2 g 3H2O l H 1 5598 kJmol1 答案 D 解析 A中化学方程式若作为一般的热化学方程式没有问题但由于燃烧热的热化学方程式应以1 mol 物质为基准书写故不正确另外也可能会因审题时未注意常温而错选了 C 项而 B 中燃烧产物 CO不是C2H6完全燃烧后的产物 C项错故正确答案为 D 4已知 2H2 g O2 g 2H2O l H 5716 kJ mol1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 kJ mol1 现有 H2与 CH4的混合气体 112 L 标准状况 使其完全燃烧生成CO2和 H2O l 若实验测得反应放热 3 695 kJ则原混合气体中 H2与CH4的物质的量之比是 A11 B 13C14 D 23 答案 B 解析 设 112 L即 5 mol 混合气体中 H2的物质的量为 x 则 2858x890 5 x 3 695 解得 x125 mol 则 n H2 n CH4 125 mol 375 mol 13 5已知热化学方程式 2H2 g O2 g 2H2O l H1 5716 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应kJmol1 则关于热化学方程式 2H2O l 2H2 g O2 g H2的说法中正确的是 A热化学方程式中化学计量数表示分子数 B该反应H2大于零 C该反应的H2 5716 kJ mol1 D该反应可表示 36 g 水分解时的热效应 答案 B 解析 H2与H1符号相反数值相等故H2 5716 kJ mol1D选项没有指明 36 g 水的状态故 D项错误 练方法技巧 6已知 1 H2 g O2 g H2O g H1 a kJ mol1 2 2H2 g O2 g 2H2O g H2 b kJ mol1 3 H2 g O2 g H2O l H3 c kJ mol1 4 2H2 g O2 g 2H2O l H4 d kJ mol1 下列关系式中正确的是 Aa c 0 Bb d 0C 2ab 0 D 2cd 0 答案 C 解析 抓比较的关键该反应是放热反应H 0 1 与 2 是生成H2O的状态一样但物质的计量数是 2 倍关系 2ab 同理比较 3 4 得 2cd 由于 H2O g H2O l 是放热反应H 0 故 c ad b综合考虑仅 C选项符合题意 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应7工业生产硫酸过程中 SO2在接触室中被催化氧化为 SO3气体已知该反应为放热反应现将 2 mol SO21 mol O2充入一密闭容器充分反应后放出热量 983 kJ 此时测得 SO2的转化率为 50 则下列热化学方程式正确的是 A2SO2 g O2 g 2SO3 g H 1966 kJ mol1 B2SO2 g O2 g 2SO3 g H 983 kJ mol1 CSO2 g O2 g SO3 g H 983 kJ mol1 DSO2 g O2 g SO3 g H 1966 kJ mol1 答案 A 练综合拓展 8写出下列反应的热化学方程式 1 1 mol N2 气态 与适量 H2 气态 反应生成 NH3 气态 放出 922 kJ 的热量_ 2 1 mol N2 气态 与适量 O2 气态 反应生成 NO 气态 需吸收68 kJ 的热量_ 3 1 mol Cu 固态 与适量 O2 气态 反应生成 CuO 固态 放出 157 kJ 的热量_ 4 1 mol C 固态 与适量 H2O 气态 反应生成 CO 气态 和 H2 气态 需要吸收 1313 kJ 的热量_ 5 卫星发射时可用肼 N2H4 为燃料 1 mol N2H4 气态 在 O2 气态 中燃烧生成 N2 气态 和 H2O 气态 放出 534 kJ 的热量_ 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应答案 1 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 922 kJ mol1 2 N2 g O2 g 2NO g H 68 kJ mol1 3 Cu s O2 g CuO s H 157 kJ mol1 4 C s H2O g CO g H2 g H 1313 kJ mol1 5 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H534 kJ mol1 9已知 2H2 g O2 g 2H2O l H 5716 kJ mol1 CO g O2 g CO2 g H 283 kJ mol1 某 H2和 CO的混合气体完全燃烧时放出 11376 kJ 热量同时生成36 g 液态水则原混合气体中 H2 和 CO 的物质的量分别为_ 答案 02 mol02 mol 解析 由题意知反应生成 36 g H2O l 故 H2的物质的量为02 mol02 mol H2 完全燃烧放出的热量为02 mol 5716 kJ 故 CO完全燃烧放出的热量为 11376 kJ 5716 kJ 566 kJ 所以 CO的物质的量为02 mol 101 mol CH4 气体完全燃烧生成 CO2和液态水时放出 890 kJ热量不完全燃烧生成 CO和液态水时放出 519 kJ 热量如果 1 mol CH4在一定量的氧气中燃烧生成 COCO2 和液态水并放出 79725 kJ 热量则氧气的质量为_ 答案 60 g 解析 先绘出思维模型图 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应分清图中各H的意义和量关系 H 890 kJ mol1 H1 519 kJ mol1 H2 890 kJ mol1519 kJ mol1471 kJ mol1 表示 CO完全燃烧产生的反应热H3 79725 kJ mol1 实际反应热H4 H H3 9275 kJ mol1 表示混和气中的 CO若再燃烧产生的反应热因此即为混和气中的比因为 n CH4 1 mol 故 n CO 1 mol 025 mol 混和气中 n CO2 1 mol 025 mol 075 mol 混和气中 n H2O 2n CH4 2 mol 根据元素守恒消耗的 n O2 n CO n CO2 n H2O 025 mol075 mol 2 mol 1875 mol m O2 32 g mol11875 mol 60 g 第 3 课时 反应热的测量与计算 目标要求 1 掌握中和热的测量及计量方法 2 理解盖斯定律的含义 一中和热的测定 1实验原理 在稀溶液中强酸跟强碱发生中和反应生成 1_mol_H2O 这时的反应热叫做中和热本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化来计算反应过程中所放出的热量并由此求得中和热 2实验仪器及试剂 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应仪器大烧杯 500 mL 小烧杯 100 mL 环形玻璃搅拌棒温度计量筒 50_mL 两个碎泡沫塑料或纸条泡沫塑料板或硬纸板 中心有两个小孔 药品盐酸 050 mol L1 氢氧化钠溶液 055 mol L1 3实验步骤 1 制作简易的量热器 如图所示 2 用量筒准确量取反应溶液准确测量温度 精确到 01 3 将溶液混合反应记录终止温度 4 重复实验步骤 2 3 三次 实验 次数 起始温度 t1 终止温度 t2 温度差 t2 t1 HCl NaOH 平均值 1 2 3 4实验数据的处理 H 其中 Qcm t 二盖斯定律 1内容 不管化学反应是一步完成或分几步完成其总的热效应是完全相同的或者说化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关而与反应的途径无关 2解释 能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的二者密不可分的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应但以物质为主 3应用 对于进行得很慢的反应不容易直接发生的反应产品不纯 即有副反应发生 的反应测定反应热有困难如果应用盖斯定律就可以间接地把它们的反应热计算出来 例如 C s O2 g CO g 上述反应在 O2供应充分时可燃烧生成 CO2O2供应不充分时虽可生成 CO但同时还部分生成 CO2因此该反应的H无法测定但是下述两个反应的H却可以直接测得 1 C s O2 g CO2 g H1 3935 kJ mol1 2 CO g O2 g CO2 g H2 2830 kJ mol1 根据盖斯定律就可以计算出欲求反应的H 分析上述两个反应的关系即知H H1 H2 则 C s 与 O2 g 生成 CO g 的热化学方程式为 C s O2 g CO g H 1105 kJ mol1 三反应热的计算 1反应热计算的主要依据是 热化学方程式盖斯定律及反应过程的焓变等数据 2反应热的计算方法 1 热化学方程式与数学上的方程式相似可以移项同时改变正负号各项的系数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数 2 根据盖斯定律可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应H相加或相减得到一个新的热化学方程式 知识点一 中和热的测定 1在一800 mL的大烧杯中放入碎纸屑把盛有 50 mL 050 molL1 盐酸的 200 mL 烧杯放到大烧杯中两只烧杯间填满碎纸屑用泡沫塑料板做成大烧杯盖通过盖子插入一根玻璃搅拌棒 末端呈半圆环的玻璃棒 和一只温度计测定溶液的温度迅速往盐酸溶液中加入 50 mL 055 mol L1 烧碱溶液盖好搅拌溶液观察温度的变化当温度保持稳定时记录读数取出装反应液的烧杯倒出溶液清洗干净保持内外杯壁干燥重复进行三次实验用这一实验可以粗略测定中和热 1 烧杯间填满碎纸屑的作用是_ 2 要重复进行三次实验的目的是_ 3 烧杯如果不盖泡沫塑料板所求得的中和热数值将_ 填偏大偏小或无影响 4 实验中若改用 60 mL 050 molL1 盐酸和 50 mL 055 molL1 烧碱溶液进行上述反应与上述实验相比所放出的热量_ 填相等或不相等 所求中和热_ 填相等或不相等 理由是_ 的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学键形成时又要释吸收的总能量的相对大小决定化学反应是吸热反应还是放热反应当为或时为放热反应反应体系能量降低当为或时为吸热反应反应体系能量升高反应热思维模型放热反应和吸热反应放热反应吸热反应反应热的本质以为例知识点一反应_ 5 三次平行操作测得的数据中起始时盐酸与烧碱溶液温度相同而终止温度与起始温度之差 t2 t1 分别为23 24 29 则最终代入计算式的温度差的平均值为_ 答案 1 保温隔热减少实验过程中热量的损失 2 减少实验过程中的误差 3 偏小 4 不相等 相等 因为 60 mL 050 molL1 盐酸和 50 mL 055 molL1 烧碱溶液反应能生成 0027 5 mol H2O而 50 mL 050 molL1 盐酸与 50 mL 055 molL1 烧碱溶液反应只能生成 0025 mol H2O因此所放出的热量不同但中和热是指酸与碱发生中和反应生成 1 mol H2O时所放出的热量与酸碱的用量无关因此所求中和热相等 5 235 解析 解答本题首先要明确实验的原理量热器的组成以及造成实验误差的原因然后按实验步骤进行分析和判断 1 碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失 2 重复实验的目的是减少实验误差 3 不盖泡沫塑料板会损失部分热量故所测结果将偏小 4 由中和热概念可知中和热是以生成 1 mol 水为标准的而与酸碱的用量无关 5 所测温度 29 显然是错误的代入计算式的温度应是与的概念知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系知道反应热与化学键的关系知道反应热与反应物生成物总能量的关系在化学反应过程中不仅有物质的变化同时还伴有能量变化焓变反应热焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量单化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程任何化学反应都有反应热这是由于在化学反应过程中当反应物分子间的化学键断裂时需要克服原子间的相互作用这需要吸收能量当原子重新结合成生成物分子即新化学