選修四第一章化學反應與能量.ppt

成才之路 化學 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 選修4 化學反應與能量 第一章 章末專題復習 第一章 1 反應熱反應熱是化學反應過程中放出或吸收的熱量 用 H表示 單位kJ mol 1 對于放熱反應 用 表示反應體系能量降低 即 H0 比較反應熱的大小 是指 H的相對大小 即包含有 或 號 若比較不同反應放出或吸收的熱量 是指 H的數(shù)值大小 即不包含 或 號 例如 H1 260kJ mol 1 H2 300kJ mol 1 比較反應熱 H1 H2 比較放出的熱量 H1 H2 易混概念比較 專題歸納 H的單位 kJ mol 1 并不是指每摩具體物質反應時伴隨的能量變化是多少千焦 而是指給定形式的具體反應 以各物質的化學計量數(shù)來計量其物質的量時伴隨的能量變化 因此當熱化學方程式化學計量數(shù)發(fā)生變化時 H的值也隨之發(fā)生變化 2 燃燒熱燃燒熱是指在25 101kPa時1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時放出的熱量 燃燒反應的反應熱并不一定就是燃燒熱 而是要滿足上述限定條件 不同的物質燃燒熱不同 3 中和熱中和熱是指強酸 強堿的稀溶液發(fā)生反應生成1mol水時放出的熱量 中和反應的反應熱也應滿足上述限定條件時 才表示中和熱 不同的中和反應其反應熱可能不同 但中和熱的數(shù)值不變 H 57 3kJ mol 例1 2014 河南洛陽統(tǒng)考 下列熱化學方程式書寫正確的是 H的絕對值均正確 A C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0kJ mol 1 燃燒熱 B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 1 中和熱 C 2NO2 O2 2NO H 116 2kJ mol 1 反應熱 D S s O2 g SO2 g H 296 8kJ mol 1 反應熱 典例透析 解析 本題考查熱化學方程式的書寫 意在考查考生對有關概念及化學用語的掌握情況 燃燒熱必須是可燃物生成穩(wěn)定的化合物對應的熱效應 而氣態(tài)水不是穩(wěn)定的化合物 故A錯誤 中和反應是放熱反應 H 0 故B錯誤 書寫熱化學方程式時必須標明物質的狀態(tài) C錯誤 答案 D 變式訓練 下列結論正確的是 A 碳的燃燒熱大于110 5kJ mol 1B 濃硫酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水 放出57 3kJ熱量C 氫氣的燃燒熱為241 8kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O l 的反應熱為 H 571 6kJ mol 1 答案 A 1 書寫熱化學方程式應明確熱化學方程式有別于普通化學方程式的地方 1 要注明反應物和生成物的狀態(tài) 2 要理順反應焓變與反應物物質的量關系 3 要注明反應發(fā)生的條件 物質在溶液中進行反應 當溶劑不同或溶劑相同但溶質的濃度不同時 反應焓變也不相同 因此對在溶液中發(fā)生的反應 應標明溶劑的種類和溶質的濃度 熱化學方程式的書寫及正誤判斷 專題歸納 4 要注明反應焓變的數(shù)值和單位 對于一個確定的化學反應 當條件和物質用量一定時 反應的焓變是一個定值 因此在突出 熱 的熱化學方程式中 要標明反應的焓變及單位 5 特殊反應熱 書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時 可燃物的化學計量數(shù)為1 產(chǎn)物應為完全燃燒生成的穩(wěn)定的化合物 如C完全燃燒應生成CO2 而不是CO H2燃燒生成的是H2O l 而不是H2O g 等 書寫表示中和熱的熱化學方程式時 H2O l 的化學計量數(shù)為1 并以此配平其余物質的化學計量數(shù) 2 熱化學方程式的正誤判斷熱化學方程式是表示參加反應的物質的量與反應熱的關系的化學方程式 熱化學方程式的書寫除了遵循書寫化學方程式的要求外 應側重從以下幾個方面予以考慮 1 檢查 H符號的正誤放熱反應的 H為 吸熱反應的 H為 單位是kJ mol 1 逆反應的 H與正反應的 H數(shù)值相同 符號相反 2 檢查是否注明物質的聚集狀態(tài)必須注明每種反應物和生成物的聚集狀態(tài) 同一個化學反應 物質的聚集狀態(tài)不同 H數(shù)值不同 3 檢查 H的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應 H的大小與反應物的物質的量的多少有關 相同的反應 化學計量數(shù)不同時 H數(shù)值也不同 例2 2014 石家莊高二檢測 沼氣是一種能源 它的主要成分是CH4 常溫下0 5molCH4完全燃燒生成CO2和水時 放出445kJ熱量 則下列熱化學方程式中正確的是 A 2CH4 g 4O2 g 2CO2 g 4H2O l H 890kJ mol 1B CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1 解析 0 5molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時 放出445kJ熱量 即1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時 放出890kJ熱量 答案 C 解析 選項A中的熱化學方程式未注明物質的狀態(tài) 選項C中 H的單位錯誤 選項D是放熱反應 H應小于0 答案 B 變式訓練 化學反應的反應熱只與反應的始態(tài) 各反應物 和終態(tài) 各生成物 有關 而與反應的途徑無關 如果一個反應可以分步進行 則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的 溫馨提示 求總反應的反應熱 不能不假思索地將各步反應的反應熱簡單相加 不論一步進行還是分步進行 始態(tài)和終態(tài)完全一致 蓋斯定律才成立 某些物質只是在分步反應中暫時出現(xiàn) 最后應該恰好消耗完 關于蓋斯定律在反應熱計算中的應用 專題歸納 典例透析 答案 FeO s CO g Fe s CO2 g H 11kJ mol 1 點評 利用已知焓變求未知焓變的方法 確定待求的反應方程式 找出待求方程式中各物質出現(xiàn)在已知方程式的什么位置 根據(jù)未知方程式中各物質計量數(shù)和位置的需要對已知方程式進行處理 或調(diào)整化學計量數(shù) 或調(diào)整反應方向 實施疊加并檢驗上述分析的正確與否 3 1840年 瑞士科學家蓋斯提出了化學反應的熱效應僅與反應物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關 而與其中間步驟無關 按此規(guī)律 結合下述反應方程式 回答問題 已知火箭發(fā)射時可用肼 N2H4 做燃料 用NO2做氧化劑 這兩者反應生成氮氣和水蒸氣 已知如下熱化學方程式 N2 g 2O2 g 2NO2 g H 67kJ mol N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H 534kJ mol 變式訓練 計算1mol氣態(tài)肼和NO2完全反應時放出熱量為 kJ 寫出肼與NO2反應的熱化學方程式 1 關于反應熱大小的比較問題比較反應熱的大小 一般從以下幾個方面考慮 1 比較反應熱或 H的大小時 必須帶 號 比較 燃燒熱 中和熱 時 只需比較數(shù)值大小即可 2 參加反應的物質的量不同 則反應熱的數(shù)值也會發(fā)生相應的變化 如1molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放出285 8kJ的熱量 2molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放出571 6kJ的熱量 關于反應熱大小的比較及反應熱的計算 專題歸納 4 同一反應中物質的聚集狀態(tài)不同 反應熱數(shù)值大小也不同 例如 S g O2 g SO2 g H1 Q1 S s O2 g SO2 g H2 Q2 可以理解成固態(tài)硫變成氣態(tài)硫后再發(fā)生變化 而由固態(tài)到氣態(tài)是需要吸收能量的 所以Q1 Q2 H1 H2 故當同一反應中只由于聚集狀態(tài)不同比較反應熱的大小時 反應物為固態(tài)時放出的熱量少 當生成物為固態(tài)時放出的熱量多 5 中和熱為稀溶液中酸和堿生成1molH2O時的反應熱 但當酸為濃硫酸時 由于濃硫酸溶解放熱 此時生成1molH2O時放出的熱量大于57 3kJ 2 反應熱的計算主要包括 1 應用蓋斯定律由已知反應的反應熱求未知反應的反應熱 根據(jù)蓋斯定律 一個反應過程無論一步完成還是分成幾步完成 其總反應熱不變 因此我們可將所求化學反應分解成幾步和已知反應相關的反應過程 然后通過已知反應的反應熱加合得到所求反應的反應熱 2 由反應物的量求反應熱或由反應熱求反應物的量 此類計算主要依據(jù)熱化學方程式中反應物的量與反應熱之間的對應關系 另外還有反應熱計算與化學方程式計算 反應熱計算與物理知識 比熱等 相結合的綜合題型 典例透析 解析 在 中前者是完全燃燒 而后者是不完全燃燒 熱效應是前者大于后者 但 H1 H2均為負數(shù) 故 H1 H4 所以 對 中反應放熱 后一反應中反應物的化學計量數(shù)為前一反應中對應物質的2倍 故 H5 H6 所以 對 中前一反應吸熱 后一反應放熱 故 H7 H8