2019-2020年人教版高中化學選修四 第一章化學反應與能量 章末復習 教案2.doc

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2019-2020年人教版高中化學選修四 第一章化學反應與能量 章末復習 教案2 【學習目標】 1.會書寫熱化學方程式并能判斷其正誤。 2.正確理解蓋斯定律并學會其應用。 3.掌握反應熱的四種計算方法。 一　熱化學方程式的書寫方法與正誤判斷 熱化學方程式是表明反應所放出或吸收熱量的化學方程式。它不僅能表明化學反應中的物質(zhì)變化，而且也能表明化學反應中的能量變化。 1．書寫方法要求 (1)必須在化學方程式的右邊標明反應熱ΔH的符號、數(shù)值和單位(ΔH與最后一種生成物之間留一空格)： (2)ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關、因此應注明ΔH的測定條件。絕大多數(shù)ΔH是在25 ℃、101 kPa下測定的，此時可不注明溫度和壓強。 (3)反應熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關，因此必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s，l，g)，溶液中的溶質(zhì)標明“aq”?；瘜W式相同的同素異形體除標明狀態(tài)外還需標明其名稱[如C(金剛石，s)]。熱化學方程式中不標“↑”和“↓”，不在等號或箭頭上寫“點燃、△、高溫、催化劑”等條件。 (4)熱化學方程式中的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量而不表示分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。 特別提示　(1)ΔH是一個宏觀量，它與反應物的物質(zhì)的量成正比，所以方程式中的化學計量數(shù)必須與ΔH相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也隨之加倍，當反應方向變化時，ΔH的值也隨之變號。 (2)根據(jù)燃燒熱、中和熱書寫的熱化學方程式，要符合燃燒熱、中和熱的定義。 例1　已知下列熱化學方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.0 kJmol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJmol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJmol－1 ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1 回答下列各問題： (1)上述反應中屬于放熱反應的是_____________________________________。 (2)H2的燃燒熱ΔH＝____________；C的燃燒熱ΔH＝____________。 (3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水，放出的熱量為________。 (4)CO的燃燒熱ΔH＝___________，其熱化學方程式為____________________。 2．常見錯誤要回避 (1)漏寫物質(zhì)的聚集狀態(tài)(漏一種就全錯)； (2)ΔH的符號“＋”、“－”標示錯誤； (3)ΔH的值與各物質(zhì)化學計量數(shù)不對應； (4)ΔH后不帶單位或單位寫錯(寫成kJ、kJmol等)。 3．正誤判斷方法 判斷熱化學方程式的正誤時要從以下幾個方面進行檢查： (1)熱化學方程式是否已配平，是否符合客觀事實； (2)各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否標明； (3)反應熱ΔH的數(shù)值與該熱化學方程式的化學計量數(shù)是否對應； (4)反應熱ΔH的符號是否正確，放熱反應的ΔH為“－”，吸熱反應的ΔH為“＋”。 例2　燃燒1 g乙炔生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量50 kJ，則下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋50 kJmol－1 B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ C．2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O ΔH＝－2 600 kJ D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 600 kJmol－1 二　蓋斯定律及其應用 1．蓋斯定律的實質(zhì) 不管化學反應是一步完成或是分幾步完成，其反應熱是相同的。即化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．蓋斯定律的應用 根據(jù)蓋斯定律，通過計算反應熱，可以書寫新的熱化學方程式；比較反應熱的大小，判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性(同素異形體穩(wěn)定性比較)。運用蓋斯定律分析解題的關鍵，設計出合理的反應過程，利用熱化學方程式進行適當?shù)募訙p等“運算”。 例3　(1)氟磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學方程式為 4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)　ΔH 已知相同條件下：①4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)　ΔH1 ②2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)　ΔH2 ③SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)　ΔH3 則ΔH＝________________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。 (2)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－846.3 kJmol－1 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋2.8 kJmol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJmol－1 反應CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝__________________。 例4　已知下列反應的熱化學方程式為 ①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJmol－1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝－285.8 kJmol－1 則反應2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH為(　　) A．－488.3 kJmol－1 B．－191 kJmol－1 C．－476.8 kJmol－1 D．－1 549.6 kJmol－1 三　反應熱的四種計算方法 1．利用熱化學方程式進行相關量的求解，可先寫出熱化學方程式，再根據(jù)熱化學方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與物質(zhì)間、物質(zhì)與反應熱間的關系直接或間接求算物質(zhì)的質(zhì)量或反應熱。其注意的事項有： (1)反應熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學計量數(shù)成正比，因此熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)改變時，其反應熱數(shù)值需同時做相同倍數(shù)的改變。 (2)熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱。 (3)正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。 2．根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到新的熱化學方程式，可進行反應熱的有關計算。其注意的事項有： (1)熱化學方程式同乘以某一個數(shù)時，反應熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。 (2)熱化學方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應熱也隨之相加減。 (3)將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“＋”、“－”號必須隨之改變。 3．根據(jù)燃燒熱計算：可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量燃燒熱。 4．根據(jù)鍵能計算：反應熱(焓變)等于反應物中的鍵能總和減去生成物中的鍵能總和，ΔH＝∑E反－∑E生(E表示鍵能)。如反應3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。 例5　(1)在微生物作用的條件下，NH經(jīng)過兩步反應被氧化成NO。兩步反應的能量變化示意圖如下： ①第一步反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應，判斷依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 ②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)已知紅磷比白磷穩(wěn)定，則反應P4(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1；4P(紅磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH2；ΔH1和ΔH2的關系是ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“＝”)。 (3)在298 K、101 kPa時，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1；Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2； 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 則ΔH3與ΔH1和ΔH2之間的關系正確的是________。 A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 (4)已知： 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJmol－1① Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－226 kJmol－1② 則CO(g)與Na2O2(s)反應放出509 kJ熱量時，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為________________。 (5)已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJmol－1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ，其他相關數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化學鍵斷 裂時需要吸收的能量(kJ) 436 200 a 則表中a＝________。 答案精析 例1　(1)①②③④ (2)－285.0 kJmol－1?。?93.5 kJmol－1 (3)1 425.0 kJ　(4)－283.0 kJmol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1 解析　(1)已知四個熱化學方程式的ΔH皆小于0，故都是放熱反應。 (2)H2的燃燒熱是指1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量，故H2的燃燒熱ΔH＝－285.0 kJmol－1；C的燃燒熱是指1 mol碳完全燃燒生成CO2時放出的熱量，故C的燃燒熱ΔH＝－393.5 kJmol－1。 (3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水時放出的熱量為285.0 kJmol－1＝1 425.0 kJ。 (4)將已知熱化學方程式④－③可得： CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1－(－110.5 kJmol－1)＝－283.0 kJmol－1，故CO的燃燒熱ΔH＝－283.0 kJmol－1，CO燃燒的熱化學方程式為CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1。 例2　D　[本題可結(jié)合熱化學方程式的書寫規(guī)則來具體分析。書寫熱化學方程式時，ΔH只能寫在化學方程式的右邊，若為放熱反應，則ΔH為“－”；若為吸熱反應，則ΔH為“＋”，其單位一般為kJmol－1，故A、B、C項錯誤；并且反應物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應熱的數(shù)值可能不同，因此必須在反應方程式中用括號注明反應物和生成物在反應時的聚集狀態(tài)(s、l、g)，ΔH必須與反應方程式中化學式前面的化學計量數(shù)相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。] 例3　(1)ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3　(2)＋291.3 kJmol－1 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律：由①＋③18＋②3可得目標反應，故ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3。 (2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－846.3 kJmol－1?、? CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋2.8 kJmol－1?、? 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJmol－1?、? 根據(jù)蓋斯定律，由①＋②2－③2得： CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝(－846.3＋2.82＋566.02) kJmol－1＝＋291.3 kJmol－1。 例4　A　[根據(jù)蓋斯定律，反應2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)實質(zhì)上是反應②2＋反應③2－反應①，即所求的反應熱ΔH＝ΔH22＋ΔH32－ΔH1＝[－393.52＋(－285.8)2－(－870.3)] kJmol－1＝ －488.3 kJmol－1。] 例5　(1)①放熱　ΔH<0(或反應物的總能量大于生成物的總能量)?、贜H(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJmol－1　(2)<　(3)A　(4)2 mol(或1.2041024，或2NA)　(5)369 解析　(1)由圖可知：NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－273 kJmol－1，NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH＝－73 kJmol－1，2個熱化學方程式相加即可得第②問答案。 (2)將2個熱化學方程式相減得P4(白磷，s)===4P(紅磷，s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由紅磷比白磷穩(wěn)定可知白磷的能量高，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應，ΔH<0，所以ΔH1<ΔH2。 (3)將題中3個熱化學方程式依次編號為①、②、③，則③＝①＋②2，所以ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。 (4)(①＋②2)得：CO(g)＋Na2O2(s)===Na2CO3(s) ΔH＝－509 kJmol－1，即該反應放出590 kJ熱量時轉(zhuǎn)移2 mol e－。 (5)由題中熱化學方程式及蒸發(fā)1 mol Br2(l)吸熱30 kJ可得：H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－102 kJmol－1，則436＋200－2a＝－102，a＝369。