化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

1、.高三化學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí)教案化學(xué)反應(yīng)中的能量變化羅宗林 楊圣群(湖南省瀘溪縣第一中學(xué) 416100)【教學(xué)目標(biāo)】(一)知識(shí)目標(biāo)：1、使學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、理解燃燒熱和中和熱。2、使學(xué)生掌握熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及應(yīng)用和有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。3、初步了解新能源的開(kāi)發(fā)和利用(二)能力目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的技能。2、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。(三)情感目標(biāo)：加強(qiáng)化學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會(huì)的情感?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1、理解燃燒熱和中和熱的概念.2、掌握熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及應(yīng)用和掌握有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算；2、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)?！窘虒W(xué)方法】歸納、討論、講解、練

2、習(xí)等?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】多媒體課件【教學(xué)過(guò)程】(一)導(dǎo)入高中新教材將化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化聯(lián)系在一起學(xué)習(xí)，有利于我們從“質(zhì)”“能”兩方面加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的理解，從能量變化的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，是高中新教材強(qiáng)調(diào)的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，在近年的高考中的到了很好的體現(xiàn)，其命題的主要方向有：(1)有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算；(2)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷；(3)新能源的開(kāi)發(fā)和合理利用等。(二)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：熱化學(xué)方程式幾種重要的熱效應(yīng)吸熱反應(yīng)H0放熱反應(yīng)H0常規(guī)能源新能源中和熱燃燒熱充分燃燒不完全燃燒化學(xué)反應(yīng)中的能量變化燃燒表示一定是(三)高考?？碱?lèi)型：一、考查反應(yīng)中的能量變化和反應(yīng)熱的計(jì)算1、反應(yīng)熱：在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程

3、中放出或吸收的熱量。符號(hào)：H；單位：kJ/mol2、吸熱反應(yīng)：吸收熱量的反應(yīng)。E反應(yīng)物E生成物，H03、放熱反應(yīng)：放出熱量的反應(yīng)。E反應(yīng)物E生成物，H04、燃燒熱：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。一般以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)。燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物，如：CCO2、H2H2O(l)等。5、中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱。稀溶液指溶質(zhì)溶于大量水。中和熱以生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)的電離吸熱所傳遞的熱效應(yīng)。例1(2006年上海)下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是

4、( A )。A、碳酸鈣受熱分解 B、乙醇燃燒C、鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D、氧化鈣溶于水例2(2007年上海)已知：CH3CH2CH2CH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)2878kJ；(CH3)2CHCH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)2869kJ，下列說(shuō)法正確的是( A )。A 正丁烷分子儲(chǔ)存的能量大于異丁烷分子B 正丁烷的穩(wěn)定性大于異丁烷C 異丁烷轉(zhuǎn)化為正丁烷的過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程D 異丁烷分子中的碳?xì)滏I比正丁烷的多例3(2004年湖南)已知：(1) H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；HakJ/mol(2) 2H2(g) + O2(g)

5、 = 2H2O(g)；HbkJ/mol(3) H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；HckJ/mol(4) 2H2O(g) + O2(g) = 2H2O(g)；HdkJ/mol下列關(guān)系式中正確的是( C )。A、ac0B、bd0C、2a=b0D、2c=d0例4(2006年天津)已知反應(yīng)： 101KPa時(shí)，2C(s) + O2(g) = 2CO(g)；H221kJ/mol 稀溶液中，H+(aq) + OH(aq) = H2O(l)；H57.3kJ/mol下列結(jié)論正確的是( A )A、碳的燃燒熱大于110.5kJ/molB、的反應(yīng)熱為221kJ/molC、稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的

6、中和熱為57.3kJ/molD、稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量二、考查反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)等于反應(yīng)物化學(xué)鍵的鍵能之和與生成物化學(xué)鍵的鍵能之和的差，即HE(反應(yīng)物)E(生成物)。例5(2007年全國(guó))已知：1mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436kJ的能量；1mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243kJ的能量；由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時(shí)釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是( C )A氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g)Cl2(g)2HCl(g)B氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H

7、183kJ/molC氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H183kJ/molD氫氣和氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體，反應(yīng)的H183kJ/mol例6(2005年江蘇)通常人們把拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)，化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。化學(xué)鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能/kJ·mol1460360436431176347請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填“”或“”)SiC Si；SiCl4 SiO2(2)

8、右圖立方體中心的“”表示硅晶體中的一個(gè)原子，請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“”表示出與之緊鄰的硅原子。(3)工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g) + 2H2(g) Si(s) + 4 HCl(g)該反應(yīng)的反應(yīng)熱H = kJ/mol.解析：(1) (2)如圖：(3)1 molSi 中含有2mol SiSi鍵，故H(4×360 kJ·mol1 + 2×436kJ·mol1)(2×176 kJ·mol1 + 4×431kJ·mol1)+236kJ·mol1三、考查熱化學(xué)方程式的的書(shū)寫(xiě)和正誤判斷：1、熱化學(xué)方程式

9、：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。2、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)除了遵循普通化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要求外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：H只能寫(xiě)在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“；”隔開(kāi)。若為放熱反應(yīng)，H為“”；若為吸熱反應(yīng)，H為“”。H的單位一般為kJ/mol。必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g)，不用“”和“”。反應(yīng)熱H與測(cè)定條件(溫度和壓強(qiáng))有關(guān)，如不注明則是25和101325Pa 下測(cè)定的。熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子和原子，可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍則H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆向進(jìn)行時(shí)，其反映

10、熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。例7(2005年全國(guó))已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的化學(xué)方程式正確的是( A)。A、2C2H2(g) + 5O2 = 4CO2 + 2H2O(l)；H4bkJ/molB、C2H2(g) +5/2O2 = 2CO2 + H2O(l)；H2bkJ/mol C、2C2H2 (g) + 5O2 = 4CO2 + 2H2O(l)；H2bkJ/molD、2C2H2(g) + 5O2 = 4CO2 + 2H2O(l)；HbkJ/mol例8(2005年北京)CO、CH4均為常見(jiàn)的可燃性氣體。(1)略。(2)已知在

11、101kPa時(shí)，CO的燃燒熱為283kJ/mol相同條件下，若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為1molCO完全燃燒放出熱量的6.30倍，CH4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_。解析：熱化學(xué)方程式有多種寫(xiě)法，一般情況下寫(xiě)出化學(xué)計(jì)量數(shù)為整數(shù)的熱化學(xué)方程式：CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)；H891kJ/mol四、考查蓋斯定律的應(yīng)用：1840年蓋斯根據(jù)一系列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出規(guī)律：“若一個(gè)反應(yīng)可以分布進(jìn)行，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生的反應(yīng)熱相同。”也就是說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。蓋斯定律說(shuō)明熱化

12、學(xué)方程式可以象代數(shù)方程式一樣進(jìn)行運(yùn)算，但要注意化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，反應(yīng)熱要相應(yīng)變化，運(yùn)算過(guò)程中還要注意反應(yīng)熱的符號(hào)不要弄錯(cuò)。例9(2004全國(guó))已知25101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：C(石墨) + O2(g) = CO2(g)；H393.55kJ/molC(金剛石) + O2(g) = CO2(g)；H395.41kJ/mol據(jù)此判斷，下列說(shuō)法正確的是( A )A、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低。B、由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高。C、由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的低。D、由石墨制備金

13、剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時(shí)，石墨的能量比金剛石的高。五、考查以新能源為背景的綜合知識(shí)應(yīng)用新能源是指以新技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用的能源，包括太陽(yáng)能、生物能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮艿?。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，且有些可以再生，為再生能源，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染或污染少。能源問(wèn)題成了當(dāng)今世界的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，以新能源為背景的試題也就成了高考化學(xué)中的熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)于這些問(wèn)題，我們除了要弄清課本知識(shí)，還要廣泛閱讀有關(guān)資料，關(guān)注生活、社會(huì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。例10(2002年上海)下列選項(xiàng)中說(shuō)明乙醇作燃料的優(yōu)點(diǎn)的是：( D )燃燒時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境乙醇是一種再生能源燃燒時(shí)放出大量熱量A、B、C、 D、例11(2007年江蘇)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是( D )CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g)+3H2(g)；H= +49.0 kJ·mol1能量反應(yīng)過(guò)程 HCH3OH(g)H2O(g) CO