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1、2022高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專題 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)學(xué)案 魯科版
【本講教育信息】
一. 教學(xué)內(nèi)容:
高考第一輪復(fù)習(xí) 《化學(xué)選修4》
第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
1、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱
2、化學(xué)反應(yīng)的焓變
3、反應(yīng)焓變的計算
二. 教學(xué)目的:
1、掌握化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
2、掌握反應(yīng)熱和焓的概念。
3、掌握熱化學(xué)方程式的書寫。
4、掌握蓋斯定律并用之進(jìn)行相關(guān)計算。
三. 重點(diǎn)和難點(diǎn):
1、反應(yīng)熱概念的含義。
2、熱化學(xué)方程式的書寫。
3、反應(yīng)焓變的計算。
四. 考點(diǎn)分析:
本節(jié)內(nèi)容在高考
2、中的主要考查點(diǎn)是:
1、熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷。
2、有關(guān)反應(yīng)焓變的計算、比較焓變的大小。
3、燃燒熱、中和熱的概念及計算。
五. 知識要點(diǎn)
1、反應(yīng)熱 焓變
(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)過程中的熱量變化,可以把化學(xué)反應(yīng)分為___________反應(yīng)和___________反應(yīng)。
(2)化學(xué)反應(yīng)過程中_____________叫做反應(yīng)熱,又稱為_____________,符號用___________表示,單位常采用_____________。許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以通過___________測量。
(3)任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于在化學(xué)反應(yīng)過程中,當(dāng)反應(yīng)物分子內(nèi)的化
3、學(xué)鍵斷裂時,需要克服_____________間的_____________,這需要_____________能量;當(dāng)原子重新結(jié)合成生成物分子,即新_____________形成時,又要_____________能量。生成物釋放的總能量比反應(yīng)物吸收的總能量大時為_____________反應(yīng);反之為_____________反應(yīng)。
(4)對于放熱反應(yīng),由于反應(yīng)后放出熱量而使反應(yīng)體系的能量___________,因此△H為_____________或△H_____________0;對于吸熱反應(yīng),由于反應(yīng)通過加熱、光照等吸收能量而使體系的能量升高,因此吸熱反應(yīng)的△H為_____________
4、或△H_____________0。
2、熱化學(xué)方程式
(1)定義
能表示參加反應(yīng)_____________和____________關(guān)系的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。
(2)特點(diǎn)(與化學(xué)方程式比較)
①指明了反應(yīng)時的_____________和_____________,如在_____________下進(jìn)行的反應(yīng),可不注明。
②在化學(xué)方程式右邊注明△H的_____________、_____________和_____________。
③所有反應(yīng)物和產(chǎn)物都用括號注明了它們在反應(yīng)時的_____________。
④化學(xué)計量數(shù)只表示_____________,而不表示分子數(shù)或
5、原子數(shù),因此可以為__________整數(shù)。
⑤化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)熱的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小____________倍數(shù)。
3、蓋斯定律
不管化學(xué)反應(yīng)是一步或____________完成,其反應(yīng)熱是____________的。或者說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的____________和____________有關(guān),而與反應(yīng)的____________無關(guān)。
4、燃燒熱
(1)根據(jù)___________的情況不同,反應(yīng)熱可分多種,例如燃燒熱、___________熱、___________熱等,其中以跟燃料品質(zhì)相關(guān)的___________熱實(shí)際應(yīng)用較廣。
(2)燃燒熱是指______
6、_____時,___________純物質(zhì)___________燃燒生成___________的化合物時所放出的熱量。
(3)燃燒熱的單位是___________,燃燒熱通常可利用___________由___________測得。
(4)選擇燃料應(yīng)從物質(zhì)的燃燒熱、燃料的___________、___________、___________、___________、___________、對___________的影響等方面綜合考慮。
[注意]
1、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化。對化學(xué)反應(yīng),以反應(yīng)過程中放熱或吸熱為標(biāo)準(zhǔn)劃分,分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
7、兩種類型。有熱量放出的反應(yīng)叫放熱反應(yīng),需要吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫吸熱反應(yīng)。
常見的放熱反應(yīng)有:
(1)活潑金屬與或酸的反應(yīng)。如
(2)酸堿中和反應(yīng)。如
(3)燃燒反應(yīng)。如
(4)多數(shù)化合反應(yīng)。如
常見的吸熱反應(yīng)有:
(1)多數(shù)的分解反應(yīng),如
(2)
(3)
(4)
2、理解△H的“+”與“-”
可以認(rèn)為△H就是物質(zhì)所具有的能量在反應(yīng)前后的變化量,如圖所示。
若為吸熱反應(yīng),則變化后的物質(zhì)所具有的能量(增加)升高,用“+”表示,;
若為放熱反應(yīng),則變化后的物質(zhì)所具有的能量(減少)降低,用“-”表示,。
3、與普通化學(xué)方程式相比,書寫熱化學(xué)方程
8、式除了要遵循書寫化學(xué)方程式的要求外還應(yīng)注意以下四點(diǎn):
(1)△H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊。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。
(2)注意反應(yīng)熱△H與測定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明△H的測定條件。絕大多數(shù)△H是在25℃、101325Pa下測定的,可不注明溫度和壓強(qiáng)。
(3)注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)。
(4)注意反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱△H不同。因此,必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完
9、整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”,液體用“l(fā)”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。
4、如何進(jìn)行反應(yīng)熱的計算
(1)熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以移項(xiàng)同時改變正、負(fù)號;各項(xiàng)的系數(shù)包括△H的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。
(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△H相加或相減,得到一個新的熱化學(xué)方程式。
(3)可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱。
5、進(jìn)行反應(yīng)熱計算應(yīng)注意什么
(1)反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計量數(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
10、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。
6、進(jìn)行反應(yīng)熱計算的方法有哪些
(1)列方程或方程組法。
(2)平均值法。
(3)極限分析法。
(4)十字交叉法。
(5)估算法(僅適于選擇題)。
【典型例題】
例1. 下列說法正確的是( )
A. 需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B. 放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生
C. 反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小
D. 吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生
分析:化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放
11、熱或吸熱。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定的條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時需要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)開始加熱,反應(yīng)后需不斷加熱才能使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行下去;放熱反應(yīng)開始加熱,反應(yīng)后會放出一定的熱量,如果此熱量足夠大可使反應(yīng)維持下去,則反應(yīng)過程不需要再加熱,如煤的燃燒,一旦加熱使煤燃燒起來后就可繼續(xù)燃燒下去,不需外界再加熱。
答案:CD
例2. 在相同溫度和壓強(qiáng)下,將32g硫分別在純氧氣中和空氣中完全燃燒,令前者放出熱量為,后者放出熱量為,則關(guān)于的相對大小正確的判斷是( )
A. B. C
12、. D. 無法判斷
分析:根據(jù)硫的性質(zhì)可知:硫在純氧氣中燃燒比在空氣中旺、反應(yīng)劇烈,結(jié)果是放出熱量集中,產(chǎn)生溫度較高,于是,得到結(jié)論B,這是把溫度與熱量混淆的結(jié)果。再仔細(xì)一些發(fā)現(xiàn),硫是相同質(zhì)量、相同狀態(tài),氧氣也是相同質(zhì)量及相同狀態(tài),只是反應(yīng)時劇烈程度不同,放熱時間不同,產(chǎn)生溫度不同,放熱數(shù)值應(yīng)是相同的,于是得到結(jié)論A。事實(shí)是相同的反應(yīng)物具有相同的能量,相同的生成物具有相同的能量,兩種環(huán)境下反應(yīng)時,反應(yīng)物與生成物之間能量差別也是相同的。但能量是守恒的,這些能量并不一定完全以熱量形式放出,第一種情況下反應(yīng)劇烈,產(chǎn)生的“明亮的藍(lán)紫色火焰”較第二種情況下產(chǎn)生的“微弱的淡藍(lán)色火焰”相比較以光能形式
13、釋放的能量要多。所以以熱量形式放出的能量就應(yīng)較在空氣中放出的熱量少些。
答案:C
例3. 已知在條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ的熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是( )
分析:熱化學(xué)方程式的書寫要求與普通方程式的區(qū)別有三:①一定要標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài),B選項(xiàng)中水為液態(tài),排除。②計量系數(shù)可用分?jǐn)?shù)表示其實(shí)際物質(zhì)的量,且與熱量成正比。③用△H表示時,吸熱,其值為正;放熱,其值為負(fù)。反應(yīng)生成水蒸氣是放熱反應(yīng),△H應(yīng)為負(fù)值,而其逆反應(yīng)△H則為正值。故排除C、D,而選A。
答案:A
例4. 已知:。推測含1mol HCl的稀溶液與含的稀溶液反應(yīng)放出的熱量(
14、)
A. 大于57.3kJ B. 等于57.3kJ
C. 小于57.3kJ D. 無法確定
分析:本題考查的是中和熱的概念。是弱堿,反應(yīng)中電離要吸熱,使得此時放出的熱量小于中和熱。
答案:C
例5. 已知下列兩個熱化學(xué)方程式:
實(shí)驗(yàn)測得氫氣和丙烷的混合氣體共5mol,完全燃燒時放熱3847kJ,則混合氣體中氫氣 和丙烷的體積比是( );兩者放出的熱量之比約為( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D. 5:13
分析:該題為計算型選擇題,可采用以下兩種方法巧解。
方法一:十字交叉法:
的平均燃燒熱
兩
15、者放出的熱量之比
方法二:估算排除法:
因的燃燒熱為,而兩者燃燒共放熱3874kJ,故的體積比一定大于1:1,而四個選項(xiàng)中惟有B選項(xiàng)3:1>1:1符合題意。
兩者放出的熱量之比也只需列出解法一中的計算式,再估算并對照選項(xiàng)便可選定D選項(xiàng)為答案。
答案:BD
例6. 已知火箭發(fā)射時可用肼()作燃料,二氧化氮作氧化劑,這兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵狻?
且
請計算1mol氣態(tài)肼和完全反應(yīng)時放出的熱量為___________kJ,并寫出肼與反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
分析:根據(jù)題意,要求下列反應(yīng)的反應(yīng)熱△H的值:根據(jù)蓋斯定律,一個反應(yīng)僅與其始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與其過程無關(guān),有②-①÷2=③,即。
答案:567.85;
例7. 25℃,101kPa下,碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是,則下列熱化學(xué)方程式正確的是( )
分析:根據(jù)燃燒熱的定義,燃燒產(chǎn)物應(yīng)是二氧化碳;氫氣燃燒是放熱反應(yīng)();甲烷的燃燒產(chǎn)物是氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水。
答案:D