2022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

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1、2022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(huì)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(huì)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H的符號(hào)、數(shù)值和單位(H與最后一種生成物之間留一空格)：(2)H與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)、因此應(yīng)注明H的測(cè)定條件。絕大多數(shù)H是在25 、101 kPa下測(cè)定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。(3)反應(yīng)熱與物質(zhì)的

2、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(hào)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)H是一個(gè)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H相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則H也隨之加倍，當(dāng)反應(yīng)方向變化時(shí)，H的值也隨之變號(hào)。(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

3、程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.0 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1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H_；C的燃燒熱H_。(3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水，放出的熱量為_。(4)CO的燃燒熱H_，其熱化學(xué)方程式為_。2常見錯(cuò)誤要回避(1)漏寫物質(zhì)的聚集狀態(tài)(漏一種就全錯(cuò))；(2)H的符號(hào)“”、“”標(biāo)示錯(cuò)誤；(3)H的值與各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)不對(duì)應(yīng)；(4)H后不帶單位或單位寫錯(cuò)(寫成kJ、k

4、Jmol等)。3正誤判斷方法判斷熱化學(xué)方程式的正誤時(shí)要從以下幾個(gè)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H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(duì)應(yīng)；(4)反應(yīng)熱H的符號(hào)是否正確，放熱反應(yīng)的H為“”，吸熱反應(yīng)的H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()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H50 kJmol1BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJC2C2H25O2=4CO22H2OH2 600 kJD2C2H2(g

5、)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 600 kJmol1二蓋斯定律及其應(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HH1H2H3H4H5。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

6、)20CaSiO3(s)30CO(g)SiF4(g)H已知相同條件下：4Ca5(PO4)3F(s)3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)2CaSiO3(s)SiF4(g)H12Ca3(PO4)2(s)10C(s)=P4(g)6CaO(s)10CO(g)H2SiO2(s)CaO(s)=CaSiO3(s)H3則H_(用H1、H2、H3表示)。(2)已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H846.3 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.8 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1反應(yīng)CO2(g)CH4(g)=2

7、CO(g)2H2(g)的H_。例4已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1870.3 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1則反應(yīng)2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的H為()A488.3 kJmol1 B191 kJmol1C476.8 kJmol1 D1 549.6 kJmol1三反應(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

8、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(shí)，其反應(yīng)熱數(shù)值需同時(shí)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(shí)的反應(yīng)熱。(3)正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。2根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其H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(gè)數(shù)時(shí)，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(shí)，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(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，H的“”、“”號(hào)必須隨之改變

9、。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，HE反E生(E表示鍵能)。如反應(yīng)3H2(g)N2(g)2NH3(g)H3E(HH)E(NN)6E(NH)。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：第一步反應(yīng)是_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，判斷依據(jù)是_。1 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)H1；4P(紅磷，s)5O2(g)=2P2O5(s)H2

10、；H1和H2的關(guān)系是H1_H2(填“”“”或“”)。(3)在298 K、101 kPa時(shí)，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1；Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H2；2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3則H3與H1和H2之間的關(guān)系正確的是_。AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2(4)已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s)O2(g)H226 kJmol1則CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出509 kJ熱量時(shí)，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為_。(5)已知H2(g)Br2

11、(l)=2HBr(g)H72 kJmol1，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(shí)需要吸收的能量(kJ)436200a則表中a_。答案精析例1(1)(2)285.0 kJmol1393.5 kJmol1(3)1 425.0 kJ(4)283.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1解析(1)已知四個(gè)熱化學(xué)方程式的H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(shí)放出的熱量，故H2的燃燒熱H285.0 kJmol1；C的

12、燃燒熱是指1 mol碳完全燃燒生成CO2時(shí)放出的熱量，故C的燃燒熱H393.5 kJmol1。(3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為285.0 kJmol11 425.0 kJ。(4)將已知熱化學(xué)方程式可得：CO(g)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1(110.5 kJmol1)283.0 kJmol1，故CO的燃燒熱H283.0 kJmol1，CO燃燒的熱化學(xué)方程式為CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1。例2D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(shí)，H只能寫在化學(xué)方程式的右邊，若為放熱反應(yīng)，則H為“”；若為吸熱反應(yīng)，則

13、H為“”，其單位一般為kJmol1，故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)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(hào)注明反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)時(shí)的聚集狀態(tài)(s、l、g)，H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(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則H也要加倍。例3(1)H13H218H3(2)291.3 kJmol1解析(1)根據(jù)蓋斯定律：由183可得目標(biāo)反應(yīng)，故HH13H218H3。(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H846.3 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.8 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H56

14、6.0 kJmol1根據(jù)蓋斯定律，由22得：CO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g)H(846.32.82566.02) kJmol1291.3 kJmol1。例4A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)2反應(yīng)2反應(yīng)，即所求的反應(yīng)熱HH22H32H1393.52(285.8)2(870.3) kJmol1488.3 kJmol1。例5(1)放熱H0(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量)NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H346 kJmol1(2)(3)A(4)2 mol(或1.2041024，或2NA)(5)3

15、69解析(1)由圖可知：NH(aq)O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H273 kJmol1，NO(aq)O2(g)=NO(aq)H73 kJmol1，2個(gè)熱化學(xué)方程式相加即可得第問答案。(2)將2個(gè)熱化學(xué)方程式相減得P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)HH1H2，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)，H0，所以H1H2。(3)將題中3個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、，則2，所以H3H12H2。(4)(2)得：CO(g)Na2O2(s)=Na2CO3(s)H509 kJmol1，即該反應(yīng)放出590 kJ熱量時(shí)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)H102 kJmol1，則4362002a102，a369。