【精品课件】人教版高中化学选修4第一章,化学反应及能量的变化复习课（共2课时）

思考 化学反应中的两大变化 两大守恒是什么 能量转化形式有什么 化学反应中的两大变化 物质变化和能量变化 化学反应中的两大守恒 质量守恒和能量守恒 化学反应中的能量转化形式 热能 光能 电能等 通常主要表现为热量的变化 选修四 化学反应原理 第一章化学反应与能量复习课 一 焓变与反应热 热化学方程式 燃烧热和中和热 盖斯定律 反应热的计算 知识点一 知识点二 知识点三 知识点四 知识点五 反应热 三要素 1 符号 2 单位 3 正 负号 什么是反应热 什么是焓变 化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热 在恒压的条件下 化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变 H H 0为放热反应 H 0为吸热反应 知识点一焓变与反应热 kJ mol 化学反应是放热还是吸热取决于 反应物总能量与生成物总能量的相对大小 H 生成物的总能量 反应物的总能量 宏观角度 从物质内能上认识 1 金刚石和石墨是碳元素的两种同素异形体 在100kPa时 1mol石墨转化为金刚石 要吸收1 895kJ的热量 试判断在100kPa压强下 下列结论正确的是 A 石墨比金刚石稳定B 金刚石比石墨稳定C 1mol石墨比1mol金刚石的总能量高D 石墨转化为金刚石是物理变化 A 练一练 放热反应 吸热反应 H 0或 H为 H 0或 H为 放热 H 0 请画出放热反应和吸热反应化学反应过程中的能量变化示意图 吸热 H 0 a表示断裂旧化学键 的热量 也可以表示反应的 b表示生成新化学键 的热量 也可以表示活化分子结合成生成物所 的能量 图中c表示反应的数值 吸收 活化能 放出 释放 想一想 反应热 化学反应是放热还是吸热取决于 反应物断裂旧键吸收的总能量与生成物形成新键放出的总能量的相对大小 微观角度 从化学反应本质上认识 H 反应物总键能 生成物总键能 H E 旧键断裂吸收的总能量 E 新键形成释放的总能量 2 我国科学家使用双功能催化剂 能吸附不同粒子 催化水煤气变换反应 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 在低温下获得高转化率与高反应速率 反应过程示意图如下 下列说法正确的是 A 图示显示 起始时的2个H2O最终都参与了反应B 过程 过程 均为放热过程C 过程 只生成了极性共价键D 使用催化剂降低了水煤气变换反应的 H 根据反应过程示意图 过程 中1个水分子中的化学键断裂 过程 另一个水分子中的化学键断裂的过程 过程 中形成了新的水分子 因此起始时的2个H2O最终都参与了反应 A项正确 过程 中水分子中的化学键断裂的过程 为吸热过程 B项错误 H2中的化学键为非极性键 催化剂不能改变反应的 H D项错误 A 练一练 3 已知反应2HI g H2 g I2 g 的 H 11kJ mol 1 1molH2 g 1molI2 g 分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ 151kJ的能量 则1molHI g 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ 设HI的键能为x 则有2x 436kJ mol 1 151kJ mol 1 11kJ mol 1 解得x 299kJ mol 1 299 练一练 热化学方程式的书写 注明 H H应包括 或 数字和单位kJ mol 注明反应条件 反应热与测定条件 温度 压强等 有关 绝大多数反应是在25 101kPa下进行的 可不注明 注明物质状态 常用s l g aq分别表示固体 液体 气体 溶液 注意 H与化学计量数相对应 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示微粒数目 只表示物质的量 它可以是整数也可以是分数 若化学方程式中各物质的系数加倍 则 H的数值也加倍 若反应逆向进行 则 H改变符号 但绝对值不变 知识点二热化学方程式 1 NaBH4 s 与H2O l 反应生成NaBO2 s 和H2 g 在25 101kPa下 已知每消耗3 8gNaBH4 s 放热21 6kJ 书写该反应的热化学方程式 相对原子质量Na 23B 11H 1 2 根据1molNO2 g 和1molCO g 完全反应生成CO2 g 和NO g 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 NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g H 216 0kJ mol 1 NO2 g CO g CO2 g NO g H 234kJ mol 1 深入理解热化学方程式 热化学方程式中 H的单位为kJ mol 它是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化 式中的 mol 不能理解为每摩尔反应物或生成物 可以理解为 每摩尔反应 反应热是反应物完全反应后放出或吸收的热量 不是达到平衡时反应放出或吸收的热量 无论反应是否可逆 热化学方程式中的反应热 H表示进行到底 完全转化 时的能量转化 已知450 时 2SO2 g O2 g 2SO3 g H Q1kJ mol 1在相同条件下 向一密闭容器中通入1molSO2和0 5molO2 达到平衡时放出的热量为Q2 则Q1 Q2满足的关系是 A Q2 Q1 2B Q2Q1 2D 不能确定 B 知识点二热化学方程式 想一想 判断热化学方程式正误的 五审 二审反应热的单位是否为kJ mol 1 三审各物质的聚集状态 四审反应热的数值与化学计量数是否对应 五审是否符合概念例如燃烧热 中和热的热化学方程式 知识点二热化学方程式 一审 H的 燃烧热的热化学方程式 与 燃烧的热化学方程式 的书写不同 写燃烧热的热化学方程式时可燃物必须为1mol 燃烧的热化学方程式不强调可燃物的物质的量 可为任意值 中和热的热化学方程式 与 中和反应的热化学方程式 的书写不同 书写中和热的热化学方程式时生成的水必须为1mol 书写中和反应的热化学方程式时生成的水的量可为任意值 知识点二热化学方程式 4 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A 若2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 则H2燃烧热为241 8kJ mol 1B 已知丙烷的燃烧热 H 2215kJ mol 1 若一定量的丙烷完全燃烧后生成0 4mol液态水 则放出的热量约为221 5kJC 已知NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 4kJ mol 1 则20 0gNaOH固体与稀盐酸完全中和 放出28 7kJ的热量D 已知2C s 2O2 g 2CO2 g H1 2C s O2 g 2CO g H2 则 H1 H2 B 练一练 燃烧热与中和热的比较分析 放热反应 都属于反应热 H 0 单位kJ mol 可能是1mol也可以是0 5mol 反应物的量不限 不限量 1mol反应物完全燃烧时放出的热量 不同的物质燃烧热不同 酸碱中和生成1molH2O时放出的热量 强酸强碱间的中和反应中和热大致相同 均约57 3kJ mol 101kPa 25 在稀溶液中 可燃物一定是1mol 但O2的量不限 H2O一定是1mol 知识点三燃烧热和中和热 5 下列说法正确的是 A C s O2 g CO2 g H 0 则12gC s 和32g g O2具有的能量高于44gCO2 g 具有的能量B 已知2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 1 则C的燃烧热为110 5kJ molC 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D 已知中和热 H 57 3kJ mol 1 故将含0 5molH2SO4的浓H2SO4与含1molNaOH的NaOH溶液混合 放出的热量为57 3kJ A 练一练 1 实验 测定中和反应的反应热 需要测定哪些数据 2 怎样计算反应热 3 怎样才能使测得的结果更准确 回忆中和热的测定实验想一想 知识点三燃烧热和中和热 初中物理 Q m c t其中 m是反应后溶液的总质量 c是反应后溶液的比热容 t是反应前后溶液温度的变化差 中和热为生成1molH2O放出的热量 酸碱中和反应 Q m酸 m碱 c t 所以中和热 H Q n H2O 实验中和热的测定 一 实验原理 根据强酸与强碱溶液反应前后溶液温度的变化 计算出生成1molH2O放出的热量 二 实验步骤 1 保温装置的装备 2 量取盐酸倒入小烧杯并测量其温度 3 另取一量筒量取NaOH溶液并测其温度 4 将量筒中NaOH溶液一次倒入盛盐酸的小烧杯中 用玻璃棒轻轻搅动溶液 记录混合溶液的最高温度 5 重复实验步骤2至4次 取测量所得数据的平均值进行计算 环形玻璃搅拌棒 温度计 50mL0 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应 通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热 回答下列问题 1 从实验装置上看 图中尚缺少的仪器是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的反应热数值 量取盐酸溶液的体积时仰视读数 求得的反应热数值 偏大 偏小 无影响 搅拌器 减少实验过程中的热量损失 想一想 写一写 偏小 偏大 知识点三燃烧热和中和热 选修四 化学反应原理 第一章化学反应与能量复习课 二 焓变与反应热 热化学方程式 燃烧热和中和热 盖斯定律 反应热的计算 知识点一 知识点二 知识点三 知识点四 知识点五 盖斯定律内容 对于一个化学反应 无论是一步完成还是分几步完成 其反应焓变都是一样的 即 化学反应的反应热只与反应体系的 有关 而与 无关 始态和终态 反应的途径 本质 盖斯定律的本质是 定律 能量守恒 知识点四盖斯定律 A B 问 从不同途径由A点到B点的高度有什么关系 上山的高度与上山的途径无关 只与起点和终点的海拔有关 思考 由起点A到终点B有多少条途径 海拔100米 海拔400米 对盖斯定律的理解 图示 1 丙烷燃烧可以通过以下两种途径 a b c d均为正值 途径 C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H akJ mol 1途径 C3H8 g C3H6 g H2 g H bkJ mol 1 2C3H6 g 9O2 g 6CO2 g 6H2O l H ckJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H dkJ mol 1 1 判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量 途径 放出的热量 填 大于 等于 或 小于 途径 放出的热量 2 b与a c d的数学关系式是 等于 b c 2 d 2 a 练一练 解析 1 根据盖斯定律 燃烧不管是一步完成还是分两步完成 反应物和产物的焓值是一定的 所以两途径的焓变相同 放出的热量相等 2 根据盖斯定律 2 2 即b c 2 d 2 a 全国理综II 26 红磷P s 和Cl2 g 发生反应生成PCl3 g 和PCl5 g 反应过程和能量关系如图所示 图中的 H表示生成lmol产物的数据 回答问题 1 P和CI2反应生成PC13的热化学方程式是 2 PC15分解成PC13和Cl2的热化学方程式是 3 P和C12分两步反应生成1molPC15的 H3 一步反应生成1molPC15的 H4 H3 填 大于 小于 或 等于 4 工业上制备PC15通常分两步进行 先将P和C12反应生成中间产物PC13 然后降温 再和Cl2反应生成PCl5 原因是 5 PC15与足量水充分反应 最终生成两种酸 其化学方程式是 1 2P s 3Cl2 g 2PCl3 g H 612kJ mol 1 2 PCl5 g PCl3 g Cl2 g H 93kJ mol 1 3 399kJ mol 1等于 4 两步反应都是放热反应 降温有利于提高产率 防止产物分解 5 PCl5 4H2O H3PO4 5HCl 盖斯定律应用 有些很难直接测得这些反应的反应热 可通过盖斯定律间接地计算出它们的反应热 根据盖斯定律计算反应热 四则运算 叠加法 知识点四盖斯定律 1 已知 Al2O3 s 3C s 2Al s 3CO g H1 1344 1kJ mol 12AlCl3 g 2Al s 3Cl2 g H2 1169 2kJ mol 1由Al2O3 C和Cl2反应生成AlCl3的