高中化學(xué)選修四：化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)復(fù)習(xí)教案

1、選修4專題1第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)復(fù)習(xí)教案知識(shí)點(diǎn)講解課標(biāo)解讀:課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)1 .知道鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能 量變化的主要原因。2 .通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能 與熱能的相互轉(zhuǎn)化。3 .能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn) 化，4 . 了解反應(yīng)熱和始變的含義，能用蓋斯 定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算。1 .化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的實(shí)質(zhì)學(xué)會(huì)從 微觀角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱及焰變。2 .熱化學(xué)方程式及其書寫、燃燒熱及中和熱的定 義。3 .掌握蓋斯定律及始變的簡單計(jì)算。課時(shí)安排：2課時(shí)知識(shí)再現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)1、化學(xué)變化中的物質(zhì)變化與能量變化物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)：舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成。能量

2、變化的實(shí)質(zhì)：破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵需要放出能量，化學(xué)反應(yīng) 過成中，在發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)必然伴隨著能量變化。如下圖：反應(yīng)物總渡能 > 主成翱總真靠t t腦壞臼化學(xué)鍵 形成新化學(xué)犍所吸.收的能量 所取出的能霞I I反應(yīng)物總堂能 < 生成物總鍍能也可以從物質(zhì)能量的角度來理解:反應(yīng)物總能量生成物總能量生成物總能量 z 吸熱 反應(yīng)ZX反應(yīng)物總能量概念：（或換算成相應(yīng)的熱量）1 .反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量 來表示，叫反應(yīng)熱。2 .放熱反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中釋放能量的反應(yīng)叫放熱反應(yīng)。3 .吸熱反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中吸收能量的反應(yīng)叫吸熱反應(yīng)。常見的吸熱反應(yīng)

3、和放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：其特征是大多數(shù)反應(yīng)過程需要持續(xù)加熱，如C aCO3分解等大多數(shù)分解反應(yīng),H2和12、S、P等不活潑的非金屬化合，Ba(OH)28H2O和NH4C1固體反應(yīng)，CO2和C的反應(yīng)。放熱反應(yīng)：燃燒、中和、金屬和酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。說明：吸熱反應(yīng)有的不需要加熱如：B a(OH)2 8H2O和NH4C1固體反應(yīng)，多數(shù)需要加熱，放熱 反應(yīng)有的開始時(shí)需要加熱以使反應(yīng)啟動(dòng)。即反應(yīng)的吸、放熱與反應(yīng)條件無關(guān)。4 .燃燒熱：25 C、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量 叫做該物質(zhì)的燃燒熱。單位：kJ/mol或J/mol。提示：(1)規(guī)定要在 25°C

4、, 101kPa下測出熱量，因?yàn)闇囟取簭?qiáng)不定反應(yīng)熱的數(shù)值也 不相同。(2)規(guī)定可燃物的物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)。所謂完全燃燒，是指 物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的物質(zhì)：C-CO2 , H - H2O , S-SO2等。5 .中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成1molH2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。提示：(1)必須是酸和堿的稀溶液，因?yàn)闈馑岷蜐鈮A在相互稀釋的時(shí)候會(huì)放熱；(2)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中電離吸收熱量，其中和熱小于57.3kJ/mol;(3)以1mol水為基準(zhǔn)，所以

5、在寫化學(xué)方程式的時(shí)候應(yīng)該以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。即 H2O的系數(shù)為1。知識(shí)點(diǎn)2、化學(xué)反應(yīng)的始變概念：1 .崎：用于表示物質(zhì)所具有的能量的這一固有性質(zhì)的物理量，叫做烙。2 .化學(xué)反應(yīng)的始變：化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的變化叫做反應(yīng)的烙 變。熱化學(xué)研究表明，對于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部 轉(zhuǎn)化為熱能(同時(shí)可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變)，而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的燃的變化。表達(dá)為：Qp=A H其中：Qp表示在壓強(qiáng)不變的條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。 H = H (反應(yīng)產(chǎn)物)H (反應(yīng)物)

6、H為反應(yīng)產(chǎn)物的總?cè)寂c反應(yīng)物的總始之差，稱為化學(xué)反應(yīng)的始變。知識(shí)點(diǎn)3、熱化學(xué)方程式及其書寫概念：熱化學(xué)方程式：能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱之間的關(guān)系的化學(xué)方程式。意義：既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。書寫注意事項(xiàng)：(1)要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(若為同素異形體、要注明名稱)，因?yàn)槲镔|(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，即反應(yīng)物的物質(zhì)相同，狀態(tài)不同，4H也不同。(2)要注明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。因?yàn)镠的大小和反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，如不注明，即表示在101kPa和25O(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，故化學(xué)計(jì)量數(shù) 可以是整數(shù)，也

7、可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其4H也同等倍數(shù)的改變。(4) AH的表示：在熱化學(xué)方程式中H的牛“，”一定要注明，?！贝砦鼰幔矸艧?。 H的單位是：kJ/mol或J/mol。知識(shí)點(diǎn)4、始變的計(jì)算一一蓋斯定律及其應(yīng)用1 .蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，也就是說， 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體的反應(yīng) 進(jìn)行的途徑無關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱和該反應(yīng)一步完成 的反應(yīng)熱相同，這就是蓋斯定律。2 .蓋斯定律的應(yīng)用蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義。因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行的很慢，有些反

8、應(yīng)不容易直接 發(fā)生，有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生) ，這給測定反應(yīng)熱造成了困難。此時(shí)如果應(yīng)用蓋 斯定律，就可以間接的把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。例如：C(s)+0.5O2(g)=CO(g)上述反應(yīng)在 O2供應(yīng)充分時(shí)，可燃燒生成 CO2、O2供應(yīng)不充分時(shí)，雖可生成 CO,但同時(shí) 還部分生成CO2。因此該反應(yīng)的 H無法直接測得。但是下述兩個(gè)反應(yīng)的 H卻可以直接測得：C(s) + O2(g)=CO2(g) ； Hi=-393.5kJ/molCO(g) + 0.5 O2(g)=CO 2(g) ； H2 = - 283.0kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，就可以計(jì)算出欲求反應(yīng)的Ho分析上述反應(yīng)的關(guān)系，即知 Hi

9、 = A H2+A H3 H3=A Hi-A H2=- 393.5kJ/mol ( 283.0kJ/mol) = 110.5kJ/mol由以上可知，蓋斯定律的實(shí)用性很強(qiáng)。3 .反應(yīng)熱計(jì)算(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算一些反應(yīng)的反應(yīng)熱。反應(yīng)熱、燃燒熱的簡單計(jì)算都是以它們的定義為基礎(chǔ)的，只要掌握了它們的定義的內(nèi)涵，注 意單位的轉(zhuǎn)化即可。(2)關(guān)于熱化學(xué)方程式的簡單計(jì)算的依據(jù)a熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量之比；還等于反應(yīng)熱之比。b熱化學(xué)方程式之間可以進(jìn)行加減運(yùn)算。典型例題例1、下列說法正確的是A.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴隨著能量變化B.伴有能量變化的物質(zhì)變化都

10、是化學(xué)變化C.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同D.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)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(xué)反應(yīng)中能量變化的理解與應(yīng)用。物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，伴有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)變化，物 質(zhì)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(gè)確定的化學(xué)反應(yīng) 中反應(yīng)物的總能量(設(shè)為x)與生成物的總能量(設(shè)為y)之間的關(guān)系為：x>y,化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；x<y ,化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)； xWy。答案：AC例 2、已知化學(xué)反應(yīng) 2c(s )+O2(g)=2CO(g)、2CO(g) + O2(g

11、)=2 CO2(g)都是放熱反應(yīng)據(jù)此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同)A 12gc 所具有的能量一定高于28gcO 所具有的能量B. 56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C. 12gC和32gO2所具有的總能量大于 44g CO2所具有的總能量D.將一定量的C燃燒、生成CO2比生成CO時(shí)放出的熱量多解析放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量。C 和 CO 的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)因此，B、 C 兩項(xiàng)的說法正確。12g 并不是全部的反應(yīng)物，所以A 項(xiàng)的說法不正確。由于 C-CO放熱、CO-CO2放熱，根據(jù)蓋斯定律得C-CO2比C-CO放熱多，即

12、 D 項(xiàng)說法正確。本題考察的主要是化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及其原理的理解和應(yīng)用。答案： A例 3、 1g 炭與適量的水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，吸收10。 94kJ 的熱量，相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為A. C+H2O=CO+H2； H = +10.94kJ/molB. C(s)+H2O(g)=CO(g) +H2(g); H = +10.94kJ/molC. C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2(g) ； AH = + 131.3kJ/molD. 0.5C(s)+0.5H2O(g)=0.5CO(g) +0.5H2(g)； H = 65.65kJ/mol解析熱化學(xué)方程式的書寫應(yīng)注意：需表明反應(yīng)

13、物、生成物的狀態(tài)；放熱與吸熱，熱量數(shù)值與反應(yīng)物的量有關(guān)。答案： C變形題：沼氣是一種能源，它主要是CH4。0.5mol CH4完全燃燒生成 CO2和H2O時(shí)，放出 445kJ 的熱量，則下列熱化學(xué)方程式中正確的是A. 2 CH 4(g)+4O2(g)=2CO 2(g)+4H 20(1) ； H=+890kJ/molB. CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2H 20(1) ; H=+890kJ/mo1C. CH4(g)+2O2(g)=CO 2(g)+2H 20(1) ; H= 890kJ/mo1D. 0.5CH4(g)+O2(g)=0.5CO2(g)+H2O(1) ； H= 890

14、kJ/mo1解析0.5mo1 CH 4完全燃燒生成 C02和H20時(shí)放出445kJ熱量，即1mo1 CH4完全燃燒 生成C02和H20時(shí)，放出890kJ的熱量。根據(jù)熱化學(xué)方程式的有關(guān)規(guī)定，要標(biāo)明聚集狀態(tài)， 要標(biāo)出熱效應(yīng)，故符合題意的是C 項(xiàng)。答案： C例4、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式Q2>Qi的是A. 2H2(g) + O2(g)=2H 20(g); H = - Qi2H2(g)+ O2(g)=2H 20(1) ； AH = -Q2B. S(g)+ 0 2(g)=S0 2(g)； AH = -QiS(s)+ 02(g)=S0 2(g); H = Q2C. C(s)+0.502(g

15、)=C0(g) ; H = QiC(s) + 02(g)=C0 2(g)； H = - Q2D. H2(g) + C12(g)=2HC1(g) ; H=- Qi0.5H2(g) + 0.5C12(g)=HC1(g) ; H = - Q2解析應(yīng)根據(jù)熱化學(xué)方程式特性來分析此問題。首先分析同一物質(zhì)不同狀態(tài)轉(zhuǎn)化的 能量變化。例如：A中因H20(g)f H20(1)放熱、故Q 2>Qi; B中S(s)-S(g)吸熱，而且S在燃燒時(shí)必須由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)才能燃燒。故Q2<Qi;其次分析化學(xué)計(jì)量數(shù)的影響，例如：D中Qi=2 Q2；再分析不同物質(zhì)在反應(yīng)中相互關(guān)系及反應(yīng)熱的影響。例如：C中碳不完全燃燒生

16、成CO,而CO還可以燃燒放出熱量，故Q2>Q1。答案：A C變形題：已知：Zn（s） + S （斜方）=ZnS（s） ; AHi = - 206.0kJ/molZnS（s） + 2 O2=ZnSO4（s）； H2 = 776.8kJ/mol試求由單質(zhì)反應(yīng)生成 ZnS O4（s）的反應(yīng)熱，即Zn（s）+S （斜方）+ 2 O2=ZnSO4（s）的 H解析雖然這個(gè)反應(yīng)不能直接發(fā)生，但是將已知的兩個(gè)反應(yīng)式相加：即得：Zn（s） + S （斜方）+ 2 O2（g）=ZnSO 4（s）根據(jù)蓋斯定律： H = A Hi + A H2=- 206.0kJ/mol + （ 776.8kJ/mol） =- 982.8kJ/mol答案：由單質(zhì)生成 ZnS O4（s）的反應(yīng)熱 H = 982.8kJ/mol變形題：已知熱化學(xué)方程式：（1） Fe2O3（s）+ 3CO（g）=2Fe（s） + 3CO2（g） ； H = 25kJ/mol（2） 3Fe2O3（s）+CO（g）=2 Fe3O4（s）+CO2（g）; H = - 47kJ/mol（3） Fe3O4（s）+CO（g）=4 FeO（s） +CO2（g）； H = +19kJ/mol寫出 FeO（s）被 CO 還原成 Fe 和 CO2 的熱化學(xué)方程 式。解析依據(jù)