高中化學選修四：化學反應中的熱效應復習教案

1、選修4專題1第一單元化學反應中的熱效應復習教案知識點講解課標解讀:課標要求學習目標1 .知道鍵的斷裂和形成是化學反應中能 量變化的主要原因。2 .通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能 與熱能的相互轉(zhuǎn)化。3 .能舉例說明化學能與熱能的相互轉(zhuǎn) 化，4 . 了解反應熱和始變的含義，能用蓋斯 定律進行有關反應熱的簡單計算。1 .化學反應中物質(zhì)變化和能量變化的實質(zhì)學會從 微觀角度認識化學反應的反應熱及焰變。2 .熱化學方程式及其書寫、燃燒熱及中和熱的定 義。3 .掌握蓋斯定律及始變的簡單計算。課時安排：2課時知識再現(xiàn)知識點1、化學變化中的物質(zhì)變化與能量變化物質(zhì)變化的實質(zhì)：舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成。能量

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

3、和放熱反應：吸熱反應：其特征是大多數(shù)反應過程需要持續(xù)加熱，如C aCO3分解等大多數(shù)分解反應,H2和12、S、P等不活潑的非金屬化合，Ba(OH)28H2O和NH4C1固體反應，CO2和C的反應。放熱反應：燃燒、中和、金屬和酸的反應、鋁熱反應等。說明：吸熱反應有的不需要加熱如：B a(OH)2 8H2O和NH4C1固體反應，多數(shù)需要加熱，放熱 反應有的開始時需要加熱以使反應啟動。即反應的吸、放熱與反應條件無關。4 .燃燒熱：25 C、101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量 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，因為溫度、壓強不定反應熱的數(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準。所謂完全燃燒，是指 物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)化成對應的物質(zhì)：C-CO2 , H - H2O , S-SO2等。5 .中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生反應時生成1molH2O,這時的反應熱叫做中和熱。提示：(1)必須是酸和堿的稀溶液，因為濃酸和濃堿在相互稀釋的時候會放熱；(2)強酸和強堿的稀溶液反應才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿在中和反應中電離吸收熱量，其中和熱小于57.3kJ/mol;(3)以1mol水為基準，所以

5、在寫化學方程式的時候應該以生成1mol水為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)。即 H2O的系數(shù)為1。知識點2、化學反應的始變概念：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 .化學反應的始變：化學反應過程中反應物總能量與生成物總能量的變化叫做反應的烙 變。熱化學研究表明，對于在等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質(zhì)的能量變化全部 轉(zhuǎn)化為熱能(同時可能伴隨著反應體系體積的改變)，而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應的反應熱就等于反應前后物質(zhì)的燃的變化。表達為：Qp=A H其中：Qp表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱。 H = H (反應產(chǎn)物)H (反應物)

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

7、可以是分數(shù)。相同物質(zhì)的化學反應，當化學計量數(shù)改變時，其4H也同等倍數(shù)的改變。(4) AH的表示：在熱化學方程式中H的?！?，”一定要注明，?！贝砦鼰?，代表放熱。 H的單位是：kJ/mol或J/mol。知識點4、始變的計算一一蓋斯定律及其應用1 .蓋斯定律：化學反應不管是一步完成還是幾步完成，其反應熱是相同的，也就是說， 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，而與具體的反應 進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱和該反應一步完成 的反應熱相同，這就是蓋斯定律。2 .蓋斯定律的應用蓋斯定律在科學研究中具有重要意義。因為有些反應進行的很慢，有些反

8、應不容易直接 發(fā)生，有些反應的產(chǎn)品不純(有副反應發(fā)生) ，這給測定反應熱造成了困難。此時如果應用蓋 斯定律，就可以間接的把它們的反應熱計算出來。例如：C(s)+0.5O2(g)=CO(g)上述反應在 O2供應充分時，可燃燒生成 CO2、O2供應不充分時，雖可生成 CO,但同時 還部分生成CO2。因此該反應的 H無法直接測得。但是下述兩個反應的 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，就可以計算出欲求反應的Ho分析上述反應的關系，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，蓋斯定律的實用性很強。3 .反應熱計算(1)根據(jù)熱化學方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計算一些反應的反應熱。反應熱、燃燒熱的簡單計算都是以它們的定義為基礎的，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)關于熱化學方程式的簡單計算的依據(jù)a熱化學方程式中化學計量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量之比；還等于反應熱之比。b熱化學方程式之間可以進行加減運算。典型例題例1、下列說法正確的是A.物質(zhì)發(fā)生化學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、是化學變化C.在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同D.在一個確定的化學反應關系中，反應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反應中能量變化的理解與應用。物質(zhì)發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化，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。在一個確定的化學反應 中反應物的總能量(設為x)與生成物的總能量(設為y)之間的關系為：x>y,化學反應為放熱反應；x<y ,化學反應為吸熱反應； xWy。答案：AC例 2、已知化學反應 2c(s )+O2(g)=2CO(g)、2CO(g) + O2(g

11、)=2 CO2(g)都是放熱反應據(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時放出的熱量多解析放出熱量的化學反應，反應物的總能量一定高于生成物的總能量。C 和 CO 的燃燒反應都是放熱反應因此，B、 C 兩項的說法正確。12g 并不是全部的反應物，所以A 項的說法不正確。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 項說法正確。本題考察的主要是化學反應中的能量變化及其原理的理解和應用。答案： A例 3、 1g 炭與適量的水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，吸收10。 94kJ 的熱量，相應的熱化學方程式為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解析熱化學方程式的書寫應注意：需表明反應

13、物、生成物的狀態(tài)；放熱與吸熱，熱量數(shù)值與反應物的量有關。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，放出 445kJ 的熱量，則下列熱化學方程式中正確的是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時放出445kJ熱量，即1mo1 CH4完全燃燒 生成C02和H20時，放出890kJ的熱量。根據(jù)熱化學方程式的有關規(guī)定，要標明聚集狀態(tài)， 要標出熱效應，故符合題意的是C 項。答案： C例4、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式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解析應根據(jù)熱化學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;其次分析化學計量數(shù)的影響，例如：D中Qi=2 Q2；再分析不同物質(zhì)在反應中相互關系及反應熱的影響。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)反應生成 ZnS O4（s）的反應熱，即Zn（s）+S （斜方）+ 2 O2=ZnSO4（s）的 H解析雖然這個反應不能直接發(fā)生，但是將已知的兩個反應式相加：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）的反應熱 H = 982.8kJ/mol變形題：已知熱化學方程式：（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 的熱化學方程 式。解析依據(jù)