2019-2020年人教版高中化學(xué)選修四 第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 章末復(fù)習(xí) 教案2.doc

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2019-2020年人教版高中化學(xué)選修四 第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 章末復(fù)習(xí) 教案2 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.會書寫熱化學(xué)方程式并能判斷其正誤。 2.正確理解蓋斯定律并學(xué)會其應(yīng)用。 3.掌握反應(yīng)熱的四種計(jì)算方法。 一　熱化學(xué)方程式的書寫方法與正誤判斷 熱化學(xué)方程式是表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。它不僅能表明化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，而且也能表明化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 1．書寫方法要求 (1)必須在化學(xué)方程式的右邊標(biāo)明反應(yīng)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(qiáng)等)有關(guān)、因此應(yīng)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(qiáng)。 (3)反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，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(biāo)明“aq”?；瘜W(xué)式相同的同素異形體除標(biāo)明狀態(tài)外還需標(biāo)明其名稱[如C(金剛石，s)]。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)“↑”和“↓”，不在等號或箭頭上寫“點(diǎn)燃、△、高溫、催化劑”等條件。 (4)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)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(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。 特別提示　(1)ΔH是一個宏觀量，它與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比，所以方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也隨之加倍，當(dāng)反應(yīng)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(xué)方程式，要符合燃燒熱、中和熱的定義。 例1　已知下列熱化學(xué)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(yīng)中屬于放熱反應(yīng)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(xué)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(biāo)示錯誤； (3)ΔH的值與各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)不對應(yīng)； (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(xué)方程式的正誤時要從以下幾個方面進(jìn)行檢查： (1)熱化學(xué)方程式是否已配平，是否符合客觀事實(shí)； (2)各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否標(biāo)明； (3)反應(yīng)熱ΔH的數(shù)值與該熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對應(yīng)； (4)反應(yīng)熱ΔH的符號是否正確，放熱反應(yīng)的ΔH為“－”，吸熱反應(yīng)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(xué)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(yīng)用 1．蓋斯定律的實(shí)質(zhì) 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 2．蓋斯定律的應(yīng)用 根據(jù)蓋斯定律，通過計(jì)算反應(yīng)熱，可以書寫新的熱化學(xué)方程式；比較反應(yīng)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(yùn)用蓋斯定律分析解題的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)出合理的反應(yīng)過程，利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訙p等“運(yùn)算”。 例3　(1)氟磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學(xué)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(yīng)CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝__________________。 例4　已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)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(yīng)熱的四種計(jì)算方法 1．利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)量的求解，可先寫出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與物質(zhì)間、物質(zhì)與反應(yīng)熱間的關(guān)系直接或間接求算物質(zhì)的質(zhì)量或反應(yīng)熱。其注意的事項(xiàng)有： (1)反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時，其反應(yīng)熱數(shù)值需同時做相同倍數(shù)的改變。 (2)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時的反應(yīng)熱。 (3)正、逆反應(yīng)的反應(yīng)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(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到新的熱化學(xué)方程式，可進(jìn)行反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。其注意的事項(xiàng)有： (1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。 (2)熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減。 (3)將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，ΔH的“＋”、“－”號必須隨之改變。 3．根據(jù)燃燒熱計(jì)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(jì)算：反應(yīng)熱(焓變)等于反應(yīng)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(yīng)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(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下： ①第一步反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，判斷依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 ②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學(xué)方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)已知紅磷比白磷穩(wěn)定，則反應(yīng)P4(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1；4P(紅磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH2；ΔH1和ΔH2的關(guān)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(guān)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(yīng)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(guān)數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化學(xué)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(xué)方程式的ΔH皆小于0，故都是放熱反應(yīng)。 (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(xué)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(xué)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(xué)方程式的書寫規(guī)則來具體分析。書寫熱化學(xué)方程式時，ΔH只能寫在化學(xué)方程式的右邊，若為放熱反應(yīng)，則ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，則ΔH為“＋”，其單位一般為kJmol－1，故A、B、C項(xiàng)錯誤；并且反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱的數(shù)值可能不同，因此必須在反應(yīng)方程式中用括號注明反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)時的聚集狀態(tài)(s、l、g)，ΔH必須與反應(yīng)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)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(biāo)反應(yīng)，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　② 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(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)實(shí)質(zhì)上是反應(yīng)②2＋反應(yīng)③2－反應(yīng)①，即所求的反應(yīng)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(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)　②NH(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(xué)方程式相加即可得第②問答案。 (2)將2個熱化學(xué)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(yīng)，ΔH<0，所以ΔH1<ΔH2。 (3)將題中3個熱化學(xué)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(yīng)放出590 kJ熱量時轉(zhuǎn)移2 mol e－。 (5)由題中熱化學(xué)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。