同步導學案系列叢書 高中學化學選修四導學案：第一章 化學反應與能量

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1、 1 1 1 1 第1節(jié) 化學反應與能量的變化（第1課時） 【學習目標】 1.了解反應熱和焓變的含義。 2.從能量轉(zhuǎn)化的原因分析吸熱反應和放熱反應。 3.從化學鍵的角度分析能量轉(zhuǎn)化的原因。 【重點難點】 1.化學反應中的能量變化，熱化學方程式的書寫。 2.△H的“+”與“-”。 【知識梳理】 一、反應熱 焓變 1. 定義:化學反應過程中所 或 的能量，叫反應熱，又稱為 ，符號用 表示，其單位常采用 。許多化學反應的反應熱可以通過

2、直接測量。 2. 化學反應中能量變化的原因 (1)化學反應的本質(zhì)是 。 (2)任何化學反應都有反應熱，這是由于在化學反應過程中，當反應物分子間的化學鍵 時，需要 的相互作用，需要 能量；當 ，即新化學鍵 時，又要 能量。 (3)如果反應完成時，生成物釋放的總能量比反應物吸收的總能量 ，這是放熱反應。對于放熱反應，由于反應后放出能量（釋放給環(huán)境）而使反應體系的能量 。因此，規(guī)定放熱反應的ΔH為“ ”。反之，

3、對于吸熱反應，由于反應通過 、 等吸收能量（能量來自環(huán)境）而使反應體系的能量 。因此，規(guī)定吸熱反應的ΔH為“ ”。 ①當ΔH為“ ”或ΔH 0時，為放熱反應。 ②當ΔH為“ ”或ΔH 0時，為吸熱反應。 3.根據(jù)教材提供的鍵能數(shù)據(jù)計算H2與Cl2反應的反應熱ΔH= kJmol-1。 二、熱化學方程式 1. 化學方程式，叫做熱化學方程式。熱化學方程式不僅表明了化學反應中的 變化，也表明了化學反應中的 變化

4、。 2. H2(g)+O2(g)=H2O(l)；ΔH=-285．8 kJmol-1,表示在 ℃, Pa, mol H2與 mol O2完全反應生成 態(tài)水時 的熱量是285.8 kJ。 3. 熱化學方程式各物質(zhì)前的化學計量數(shù)只表示 不表示 ，因此，它可以是 數(shù)，也可以是 數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應，當化學計量數(shù)不同時，其ΔH 。 書寫熱化學方程式的注意事項: (1)標聚集狀態(tài)（s.l.g） (2)右端標熱量數(shù)值和符號， △H:吸熱用“

5、 ”，放熱用：“ ”。 (3)系數(shù)單位是“ ”，而不是“ ”。 (4)系數(shù)可用分數(shù)，但熱量值要相應變化。如： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=-571.6kJ/mol H2(g)+O2(g)=H2O(l)；△H= kJ/mol 【合作探究】 一、反應熱和焓變 1. 對于放熱反應:能量如何轉(zhuǎn)換的？能量從哪里轉(zhuǎn)移到哪里？ (1)體系的能量如何變化？升高還是降低？ (2)環(huán)境的能量如何變化？升高還是降低？ (3)規(guī)定放熱反應的ΔH為“-”，是站在誰的

6、角度？體系還是環(huán)境？ 2. 由課本P2 中H2+Cl2=2HCl反應熱的計算總結(jié)出用物質(zhì)的鍵能計算反應熱的數(shù)學表達式△H= 。 3. △H＜0時反應 熱,△H＞0時反應 熱。 4. 如何理解課本P3中△H=-184.6kJ/mol中的“/mol”。 5. 由課本P3 中圖1-2總結(jié)出用物質(zhì)的能量計算反應熱的數(shù)學表達式。 二、熱化學方程式 1. 概念:閱讀教材相關內(nèi)容，思考.討論.回答問題：①什么是熱化學方程式，②有何意義？③書寫步驟？ 2. 熱化學方程式的書寫注意事項:對比以下熱化

7、學方程式 H2(g)+O2(g)=H2O(g)；△H=-241.8kJ/mol……② 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H=-483.6kJ/mol……③ 3. 思考:(1)與化學方程式相比，熱化學方程式有哪些不同？ (2)正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？ (3)反應物和生成物前的系數(shù)它代表什么？在方程式中?H它表示什么意義？?H與它的值與什么有關系？ 【課堂鞏固】 1. 下列說法正確的是（ ） A. 需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B. 放熱

8、的反應在常溫下一定很易發(fā)生 C. 反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D. 吸熱反應在一定的條件下也能發(fā)生 2. 已知在25 ℃.101 kPa下，1 g C8H18(辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.4 kJ的熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是（ ） 3. 在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中，ΔH1＞ΔH2的是（ ） 4. 在25℃.101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ,下列熱化學方程式正確的（ ） 5. 1g炭與適量水蒸氣反應生成一氧化

9、碳和氫氣，需吸收10.94kJ的熱量，相應的熱化學方程式( ) A.C+H2O=CO+H2；ΔH=+10.9 kJ/mol B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；ΔH=+10.94 kJ/mol C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；ΔH=+131.28 kJ/mol D.C(s)+ H2O(g)= CO(g)+ H2(g)；ΔH=+65.64kJ/mol 6. 已知1mol白磷轉(zhuǎn)化成1mol紅磷，放出18.39kJ熱量，又知：P4(白，s)+5O2=2P2O5(s)；ΔH1, 4P(紅，s)+5O2=2P2O5(s)

10、；ΔH2,則ΔH1和ΔH2的關系正確的是( ) A.ΔH1＞ΔH2 B.ΔH1＜ΔH2 C.ΔH1=ΔH2 D.無法確定 【課后反思】 第1節(jié) 化學反應與能量的變化（第2課時） 【學習目標】 1. 了解中和熱的概念。 2. 通過中和反應反應熱的測定，初步學習測定化學反應反應熱的實驗方法。 【重點難點】 掌握中和熱測定的原理 實驗步驟 誤差分析。 【知識梳理】 一、中和反應反應熱的測定 1. 中和熱概念:在 溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成 mol H2

11、O時所釋放的熱量稱為中和熱。 2. 表示方法:強酸與強堿反應生成可溶性鹽的熱化學方程式為 。 3. 中和熱測定 (1)主要儀器:大燒杯（500 mL）、小燒杯（100 mL）、 、量筒（50 mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、 。 (2)實驗步驟: 。 (3)計算反應熱:數(shù)據(jù)處理上，以三次測量所得數(shù)據(jù)的 為計算依據(jù)。取鹽酸

12、和NaOH溶液的密度為1 gcm-3。忽略實驗裝置的比熱容。取鹽酸質(zhì)量為m1.NaOH溶液質(zhì)量為m2，反應后溶液比熱容c=4.18 Jg-1℃-1，則實驗中反應放出的熱量為 ，生成1 mol H2O時的ΔH= 。 【合作探究】 一、中和反應反應熱的測定 1. 按P5頁的實驗步驟進行實驗，并將結(jié)果填在下表中: 2. 實驗數(shù)據(jù)處理：取三次實驗所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算的依據(jù) 3. 計算反應熱： 由于是稀溶液，則將溶液的比熱容.密度都近似地取水的比熱容和密度，并忽略實驗裝置的比熱容。 (

13、1)50ml 0.50mol/L鹽酸的質(zhì)量m1= 克，50ml 0.55mol/LNaOH的質(zhì)量m2= 克 (2)中和后生成的溶液的比熱容c=4.18J/(g℃), 50ml 0.50mol/L鹽酸與50ml 0.55mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應時放出的熱量為 生成1 molH2O時的反應熱:ΔH= 。 4. 問題探究： (1)大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？ (2)填碎泡沫塑料（或碎紙條）的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？ (3)環(huán)形玻璃攪拌棒的作用？為什么不用環(huán)形鐵攪拌棒？

14、 (4)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填“偏大”.“偏小”或“無影響”） (5)溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？ (6)酸.堿混合時，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？ (7)中和熱和中和反應的反應熱一樣嗎？ (8)如果用同樣的方法測定氫氧化鈉溶液與硝酸反應的反應熱，請預測其反應熱是否相同？ (9)若把50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？ (10)改用6.94

15、 mL15 mol/L硫酸溶液與60 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進行反應，中和熱是否會有變化？ 【課堂鞏固】 1.下列說法正確的是(　　) A. 中和熱一定是強酸跟強堿反應放出的熱量 B. 1 mol酸與1 mol堿完全反應放出的熱量是中和熱 C. 在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O(l)時的反應熱叫做中和熱 D. 表示中和熱的離子方程式為：H++OH-=H2O；ΔH=-57. 3 kJ/mol 2. 含有11. 2 g KOH的稀溶液與1 L 0. 1 mol/L的H2SO4溶液反應，放出11. 46 kJ的熱量，表示該反應中和熱的化學方程式為(

16、　　) A. KOH(aq)+ H2SO4(aq)= K2SO4(aq)+H2O(l)；ΔH=-11. 46 kJ/mol B. 2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)；ΔH=-11. 46 kJ/mol C. 2KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+2H2O(l)；ΔH=-114. 6 kJ/mol D. KOH(aq)+ H2SO4(aq)= K2SO4(aq)+H2O(l)；ΔH=-57.3 kJ/mol 3. 用0.5 molL-1 NaOH溶液分別與0.5 molL-1的鹽酸.醋酸溶液反應，且所取的溶液體積均相等，測出的中

17、和熱數(shù)值分別為ΔH1和ΔH2，則ΔH1和ΔH2兩者的關系正確的是(　　) A.ΔH1＞ΔH2 B.ΔH1=ΔH2 C.ΔH1＜ΔH2 D.無法比較 4. 已知反應:①101kPa時，2C(s)+O2(g)=2CO(g)；△H=-221kJ/mol ②稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)；△H=-57. 3kJ/mol，下列結(jié)論正確的是(　　) A. 碳的燃燒熱大于110. 5kJ/mol B. ①的反應熱為221kJ/mol C. 稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為-57. 3kJ/mo

18、l D. 濃硫酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57. 3kJ熱量 5. 下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是(　　) A. 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)為放熱反應，則SO2的能量一定高于SO3的能量 B. 已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)；ΔH＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 C. 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；ΔH=-57. 3 kJ/mol，則任何酸堿中和反應的熱效應均為57. 3 kJ D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)；ΔH1，2C(s)+O2(g)=2CO(g)；ΔH2，則ΔH1＜ΔH2 6.

19、1.00 L 1.00 molL-1 H2SO4溶液與2.00 L 1.00 molL-1 NaOH溶液完全反應，放出114.6 kJ的熱量， 該反應的中和熱為 ，表示其中和熱的熱化學方程式為 。 【課后反思】 第2節(jié) 燃燒熱 能源 【學習目標】 1.理解燃燒熱的概念。 2.認識能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎，了解化學在解決能源危機中的重要作用。 3.知道節(jié)約能源.提高能量利用效率的實際意義。 【重點難點】 1.燃燒熱的概念。

20、 2.化學在解決能源危機中的重要作用。 【知識梳理】 1.反應熱可分為 、 、 等。 時， mol純 物質(zhì)完全燃燒生成 的化合 物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。單位為 。 2.能源包括 以及柴草等?；剂习? 。 新能源包括 。它們的特點是

21、。 【合作探究】 一、燃燒熱 閱讀教材，找出燃燒熱的概念，并把它填寫在下面的空格中。 1. 定義： 。 問題：解釋H2的燃燒熱為285.8kJ/mol所表示的含義？ 2. 如何理解燃燒熱的定義？ (1)條件 。 (2)燃燒的物質(zhì)一定為 mol。 (3)生成的物質(zhì)一定要生成 ，如C完全燃燒應生成 ， H2燃燒生成

22、 ，S生成 。 (4)單位： 。 (5)書寫燃燒熱的熱化學方程式時，以1mol可燃物為標準配平其余物質(zhì)的計量數(shù)，可以是分數(shù)。 (6)已知充分燃燒ag乙炔(C2H2)氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是（ ） A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH=-2bkJ/mol B.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)；ΔH=+2bkJ/mol C.2C2H2(g)+

23、5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH=-4bkJ/mol D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH=+bkJ/mol 二、能源 閱讀課文，討論下列問題： 1. 能源就是能提供 的自然資源，包括 等。 2. 我國目前使用的主要能源是 ，是不能

24、 。 3. 解決能源的辦法是 ，即開發(fā) 和節(jié)約 ，提高能源的 。 4. 現(xiàn)在探索開發(fā)的新能源有 等，新能源的主要優(yōu)勢是 。 5. 能源可分為一級能源. 二級能源下列屬于一級能源的是 屬于二級能源的是 。 A. 風能 B. 電能 C. 氫能 D. 陽光 E. 天然氣 【課堂鞏固】 1. 下列熱化學方程式中，△H能正確表示物

25、質(zhì)的燃燒熱的是（ ） A. CO(g)+ O2(g)=CO2(g)；△H=-283. 0 kJ/mol B. C(s)+ O2(g)=CO(g)；△H=-110. 5 kJ/mol C. H2(g)+ O2(g)=H2O(g)；△H=-241. 8 kJ/mol D. 2C8H18(l) +25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)；△H=-11036kJ/mol 2. 在一定條件下，CO和CH4燃燒的熱化學方程式分別為： 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H=-566 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+

26、2H2O(l)；△H=-890 kJ/mol 由1molCO和3molCH4組成的混和氣在上述條件下完全燃燒時，釋放的熱量為( ) A. 2912kJ B. 2953kJ C. 3236kJ D. 3867kJ 3. 在101kPa時，H2在1. 00molO2中完全燃燒生成2. 00mol液態(tài)H2O。放出571. 6kJ的熱量， 則H2的燃燒熱 ，表示H2燃燒熱的熱化學方程式 。 4. 有人預言：H2是21世紀最理想的能源，其根據(jù)不正確的是 ( ) A. 生產(chǎn)

27、H2的原料來源廣闊 B. 在等質(zhì)量的可燃氣體中，H2燃燒時放出的熱量多 C. H2易液化，攜帶方便 D. 燃燒時無污染 5. 能源與人類的生活和社會的發(fā)展密切相關，下列關于能源的開發(fā)和利用的說法不正確的是（ ） A. 用酒精代替汽油作汽車燃料 B. 隨著科技的發(fā)展，氫氣將會成為主要能源

28、 C. 在農(nóng)村提倡利用沼氣作生活原料 D. 人類利用的能量都是通過化學反應獲得的 6. 下列敘述正確的是( ) A. 電能是二級能源 B.水力是二級能源 C.天然氣是一級能源 D.焦爐氣是一級能源 【課后反思】 第3節(jié) 化學反應熱的計算 【學習目標】 1. 從能量守恒的角度理解并掌握蓋斯定律?！?

29、 2. 能正確運用蓋斯定律解決具體問題。 3. 掌握化學反應熱的有關計算。 【重點難點】 蓋斯定律的應用和反應熱的計算。 【知識梳理】 一、蓋斯定律 閱讀教材，回答下列問題： 1. 內(nèi)容:不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是 的?；蛘哒f，化學反應的反應熱只與反應體系的 有關，而與 無關。 2. 從能量守恒定律角度理解： 從S→L，ΔH1＜0，體系 ；從L→S，ΔH2＞0，體系 ；根據(jù)能量守恒，ΔH1+ΔH2=0。 3.應用:因為有些反應進行得很慢，有些反應不容易直接發(fā)生，有些

30、反應的產(chǎn)品不純，這給測定反應熱造成了困難。應用蓋斯定律，就可以 地把它們的反應熱計算出來。如求C(s)+ O2(g)=CO(g)的反應熱： 根據(jù)蓋斯定律，ΔH1= 　ΔH3= 這樣就可以求出C(s)+ O2(g)=CO(g)的反應熱ΔH3。 【合作探究】 一、蓋斯定律 1. 蓋斯定律的內(nèi)容:不管化學反應是一步完成或分幾步完成,其反應熱 。換句話說,化學反應的反應熱 只與反應體系的 和 有關,而與反應的途徑 。 如圖所示: ①由A直接變成D，反應熱為△H； ②由A經(jīng)

31、過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為△H1.△H2.△H3 ,則有△H= 。 2. 應用:通過蓋斯定律可以計算出一些不能直接測量的反應的反應熱。 例如:已知 ①C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H1=-393.5kJ/mol ②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ；△H3= 。 ③CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g)；△H2=-283.0kJ/mol 二、反應熱的計算 1. 利用熱化學方程式求解 例1:由H2和O2反應生成H2O(g)4.

32、 5g放出60. 45 kJ的熱量,則反應:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH(　)　　　　　　　　　　　　　　 A. -483. 6 kJmol-1 B. -241. 8 kJmol-1 C. -120. 6 kJmol-1 D. +241. 8 kJmol-1 2. 利用燃燒熱求解 例2:甲烷的燃燒熱ΔH=-890. 3 kJmol-1，1 kg CH4在25℃，101 kPa時充分燃燒生成液態(tài)水放出的熱量約為(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. -5. 56104 kJmol-

33、1 B. 5. 56104 kJmol-1 C. 5. 56104 kJ D. -5. 56104 kJ 3. 運用蓋斯定律求解 例3:已知下列熱化學方程式： ①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)；ΔH1=-26.7 kJmol-1 ②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)；ΔH2=-50.75 kJmol-1 ③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)；ΔH3=-36.5 kJmol-1 則反應FeO(s)+CO(g)

34、=Fe(s)+CO2(g)的ΔH(　　) A.+7.28 kJmol-1 B.-7.28 kJmol-1 C.+43.68 kJmol-1 D.-43.68 kJmol-1 【課堂鞏固】 1.已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s)；ΔH=-348.3 kJmol-1 (2)2Ag(s)+1/2O2(g)=Ag2O(s)；ΔH=-31.0 kJmol-1 則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于(　　) A.-317.3 kJmol-1

35、 B.-379.3 kJmol-1 C.-332.8 kJmol-1 D.+317.3 kJmol-1 2.已知25℃.101 kPa條件下：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)；ΔH=-2834.9 kJmol-1 4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3(s)；ΔH=-3119.1 kJmol-1 由此得出的正確結(jié)論是(　　) A.等質(zhì)量的O2比O3能量低，由O2變?yōu)镺3為吸熱反應 B.等質(zhì)量的O2比O3能量低，由O2變?yōu)镺3為放熱反應 C.O3比O2穩(wěn)定，由O2

36、變?yōu)镺3為吸熱反應 D.O2比O3穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3為放熱反應 3.能源問題是人類社會面臨的重大課題，H2.CO.CH3OH都是重要的能源物質(zhì)，它們的燃燒熱依次為-285.8 kJmol-1.-282.5 kJmol-1.-726.7 kJmol-1。已知CO和H2在一定條件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)。則CO與H2反應合成甲醇的熱化學方程式為(　　) A.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)；ΔH=-127.4 kJmol-1 B.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)；ΔH=+127.4 kJmol-1 C.CO(g)+

37、2H2(g)=CH3OH(g)；ΔH=-127.4 kJmol-1 D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)；ΔH=+127.4 kJmol-1 4. 在298 K.100 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間的關系正確的是(　　) A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2

38、 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 5. 100 g碳燃燒所得氣體中，CO占體積，CO2占體積，且C(s)+O2(g)=CO(g)；ΔH=-110. 35 kJmol-1， CO(g)+O2(g)=CO2(g)；ΔH=-282. 57 kJmol-1。與這些碳完全燃燒相比較，損失的熱量是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. 392. 92 kJ B. 2489. 44 kJ C. 784. 92 kJ D. 3274. 3 kJ 【課后反思】 15