高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)-第6章-化學(xué)反應(yīng)與能量教案

第六章化學(xué)反應(yīng)和能量第一部分是化學(xué)能和熱能評審目標(biāo)：1.理解反應(yīng)熱、吸熱和放熱反應(yīng)的概念。2、掌握熱化學(xué)反應(yīng)方程式的概念，能正確寫出熱化學(xué)反應(yīng)方程式。3.了解中和熱和燃燒熱。掌握中和熱的測定方法(實驗)。4、掌握反應(yīng)熱的簡單計算，能靈活運用古斯定律。基礎(chǔ)知識：一、化學(xué)反應(yīng)的焓變化1.定義：化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的能量可以用熱量(或轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的熱量)來表示，稱為焓變化(H)，單位為千焦/摩爾或千焦摩爾-1在化學(xué)反應(yīng)中，舊鍵的斷裂需要能量吸收，而新鍵的形成釋放能量?？偰芰康淖兓Q于上述兩個過程中能量變化的相對大小。在任何化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量和產(chǎn)物的總能量都不相等。新物質(zhì)的產(chǎn)生總是伴隨著能量的變化。筆記(1)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系例如，計算1毫摩爾氫氣和1毫摩爾氯氣反應(yīng)生成2毫摩爾氯化氫的反應(yīng)熱。1毫摩爾氫分子需要436千焦的能量來破壞氫鍵。用1摩爾氯氣分子破壞cl-cl鍵需要吸收243千焦的能量，而用2摩爾氯化氫分子形成2摩爾cl-鍵釋放431千焦-12摩爾=862千焦的能量，因此反應(yīng)H2(g)氯氣(g)=2摩爾氯化氫(g)反應(yīng)熱H=生成分子時釋放的總能量反應(yīng)物分子斷裂時吸收的總能量=862千焦- 436千焦-1-243千焦-1=183kJmol-1由于反應(yīng)后釋放的能量減少了反應(yīng)本身的能量，H=反應(yīng)物的總鍵能-產(chǎn)品的總鍵能。(2)反應(yīng)焓與反應(yīng)條件的關(guān)系焓是科學(xué)家為了計算反應(yīng)熱而定義的物理量。它的價值與物質(zhì)所擁有的能量有關(guān)。對于一定量的純物質(zhì)，在一定的狀態(tài)下(如溫度和壓力)，焓有一定的值。在相同的條件下，不同的物質(zhì)具有不同的能量和焓值。同一物質(zhì)的不同環(huán)境條件(溫度和壓力)以及不同物質(zhì)的聚集狀態(tài)，導(dǎo)致不同的焓值。焓的值與物質(zhì)的量有關(guān)。在同樣的條件下，當(dāng)物質(zhì)的量加倍時，焓的值也加倍。因此，當(dāng)在不同條件下進(jìn)行化學(xué)投影時，特別是當(dāng)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時，反應(yīng)焓變化是不同的。2.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義散發(fā)熱量的化學(xué)反應(yīng)。吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)成因反應(yīng)物的總能量大于產(chǎn)物的總能量。反應(yīng)物的總能量小于產(chǎn)物的總能量。與化學(xué)鍵的關(guān)系當(dāng)合成分子形成鍵時釋放的總能量大于當(dāng)反應(yīng)物分子破壞鍵時吸收的總能量。當(dāng)合成分子結(jié)合時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子破壞結(jié)合時吸收的總能量。表示法H 0H 0接觸H=H(產(chǎn)物)-H(反應(yīng)物)，鍵能越大，材料能量越低，越穩(wěn)定；鍵能越小，材料能量越高，越不穩(wěn)定。圖標(biāo)常見反應(yīng)類型(1)所有燃燒反應(yīng)(2)大多數(shù)化學(xué)組合反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)(4)金屬與酸或水的反應(yīng)(1)大多數(shù)分解反應(yīng)(2)鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離(3) Ba (OH) 28H2O與NH4Cl反應(yīng)碳與H2O或二氧化碳的反應(yīng)筆記(1)化學(xué)反應(yīng)的特征是吸熱或放熱反應(yīng)，這與反應(yīng)開始時是否需要加熱無關(guān)。需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)(如二氧化碳=二氧化碳)，沒有加熱的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)。(2)濃硫酸和氫氧化鈉固體溶于水中放熱；NH4NO3溶于水吸收熱量。因為它不是化學(xué)反應(yīng)，所以它散發(fā)或吸收的熱量不是反應(yīng)熱。反應(yīng)物和產(chǎn)物的相對穩(wěn)定性可以通過放熱或吸熱反應(yīng)來比較。示例13.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的示意圖可以理解如下反應(yīng)物總能量：產(chǎn)物總能量-熱量(吸熱反應(yīng))4.燃料充分燃燒的兩個條件(1)應(yīng)該有足夠的空氣(2)燃料和空氣應(yīng)有足夠大的接觸面。5.燃燒熱和中和熱1)燃燒熱(1)概念：在101千帕?xí)r，1摩爾物質(zhì)完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定氧化物時釋放的熱量稱為該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位通常以千焦/摩爾表示。注：完全燃燒是指下列元素完全轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物質(zhì)：碳二氧化碳、氫H2O、硫二氧化硫等。(2)含義：例如，碳的燃燒熱為393.5千焦/摩爾，這意味著在101千帕下，1摩爾碳完全燃燒釋放出393.5千焦的熱量。2)中和熱(1)概念：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1摩爾水。此時的反應(yīng)熱稱為中和熱。(2)中和熱的表達(dá)式：氫(AQ)氫-(AQ)=H2O(1)；H=-57.3千焦/摩爾.3)使用化石燃料和開發(fā)新能源的利弊可再生能源不可再生能源常規(guī)能源新能源常規(guī)能源新能源原始能量水能、生物能等太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿让?、石油、天然氣等核能等二次能源煤炭產(chǎn)品、石油產(chǎn)品、電能、氫能、甲烷、火藥等。(1)重要的化石燃料：煤、石油和天然氣(2)煤作為燃料的優(yōu)缺點(1)煤是一種重要的化工原料。單純以煤為燃料太糟糕了，應(yīng)該綜合利用。(2)煤直接燃燒時會產(chǎn)生SO2等有毒氣體和煙霧，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。(3)煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率低，熱利用效率低，運輸不便。(4)潔凈煤技術(shù)，如煤液化和氣化、煙氣凈化和脫硫，可以大大減少燃煤造成的環(huán)境污染，提高燃煤的熱利用率。(3)新能源的開發(fā)(1)調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比重，節(jié)約油氣資源，加強科技投入，加快水電、核電和新能源的發(fā)展尤為重要和緊迫。(2)最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能。這些新能源的特點是資源豐富，其中一些可以再生。它們是可再生能源，對環(huán)境沒有或只有很少的污染。理解中和熱時要注意：(1)稀溶液是指溶解在大量水中的離子。(2)中和熱不包括水溶液中離子的生成熱和伴隨電解質(zhì)電離吸熱的熱效應(yīng)。(3)中和反應(yīng)的本質(zhì)是氫和羥基結(jié)合生成H2O。如果在反應(yīng)過程中產(chǎn)生其他物質(zhì)，這部分反應(yīng)熱不包括在中和熱中。示例2第二，反應(yīng)熱和熱化學(xué)方程：1.反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的變化，能量通常以熱能的形式表達(dá)。有些反應(yīng)是放熱的，而有些是吸熱的。反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量稱為反應(yīng)熱。反應(yīng)熱用符號H表示，單位為千焦/摩爾或(千焦-1)。放熱反應(yīng)的H為“-”，吸熱反應(yīng)的H為“”。反應(yīng)熱(H)的測定通常由實驗確定。注：在比較反應(yīng)熱和H時，反應(yīng)熱只比較數(shù)值，沒有正負(fù)差異。當(dāng)H較大時，需要正負(fù)之差。2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； h1=-a kjmol-1反應(yīng)熱：a kjmol-1， h=-a kjmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H2=-bkjmol-1反應(yīng)熱：bkjmol-1， h:-bkjmol-1A和B之間的比較以及H1和H2之間的比較是不同的。2.影響反應(yīng)熱的因素反應(yīng)熱與測量條件(溫度、壓力等)有關(guān)。)。未具體指出，即在25，1.01105帕(101千帕)下測量。中學(xué)熱化學(xué)方程式中的條件(如點火)是反應(yīng)發(fā)生的條件，而不是測量條件。(2)反應(yīng)熱的大小與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)。(3)反應(yīng)熱的大小與被測物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。在反應(yīng)中A.指示反應(yīng)的溫度和壓力(如果在101千帕和298千帕下進(jìn)行，則不指示)，指示H的“”和“-”，放熱反應(yīng)為“-”，吸熱反應(yīng)為“”。B h用“；”寫在等式的右邊分開了。C.必須標(biāo)記物質(zhì)的聚集狀態(tài)(氣體“g”、液體“l(fā)”、固體“s”和溶液“aq”)。如果使用同素異形體，應(yīng)標(biāo)明名稱。D.每種物質(zhì)之前的測量系數(shù)并不意味著分子的數(shù)量只表示物質(zhì)數(shù)量之間的關(guān)系。H與測量值成正比。對于相同的反應(yīng)，測量系數(shù)不同，并且H也不同，例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H=-483.6千焦摩爾-1H2(g)+O2(g)=H2O(g)；H=-241.8千焦摩爾-1對于上述相同物質(zhì)的反應(yīng)，前者的H是后者的兩倍。燃燒熱和中和熱：在101千帕?xí)r，1毫升物質(zhì)完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化物時釋放的熱量稱為該物質(zhì)的燃燒熱。在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成1摩爾液體H2O。此時的反應(yīng)熱稱為中和熱。燃燒熱的熱化學(xué)方程強調(diào)燃燒前的化學(xué)計量數(shù)是1，中和熱強調(diào)熱化學(xué)方程中水之前的化學(xué)計量數(shù)是1。燃燒熱應(yīng)該強調(diào)穩(wěn)定氧化物的形成，如液態(tài)水。例如，H2燃燒熱的熱化學(xué)方程：H2(g)O2(g)=H2O(l)；H=-286千焦摩爾-1中和熱的熱化學(xué)方程；氫氧化鈉+硫酸=硫酸鈉+H2O；H=-57.3千摩爾-1示例34.燃燒熱和中和熱燃燒熱中和熱不隨著要點能量變化放熱反應(yīng)HH0，單位：千焦/摩爾反應(yīng)物的量1摩爾(O2無限量O2)可燃物它可以是1摩爾或0.5摩爾。產(chǎn)品數(shù)量無限制H2O是1摩爾反應(yīng)熱的含義在25和101千帕下，1摩爾純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物。不同的反應(yīng)物有不同的燃燒熱。稀溶液中的酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1摩爾H2O時釋放的熱量；不同反應(yīng)物的中和熱大致相同，均約為57.3千焦/摩爾示例4和53.反應(yīng)焓的計算(1)古斯定律：對于一個化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是幾步完成，反應(yīng)的焓(熱)都是相同的。當(dāng)使用古斯定律時，H的計算必須伴隨著兩個或更多方程的加減運算。示例6(2)化學(xué)反應(yīng)熱的計算1.基礎(chǔ)(1)熱化學(xué)方程類似于數(shù)學(xué)方程，通過移動項，正負(fù)符號可以同時改變。每一項的系數(shù)(包括H的值)可以同時以相同的倍數(shù)展開或縮小。(2)根據(jù)氣體定律，兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程，包括H，可以相加或相減，得到一個新的熱化學(xué)方程。(3)可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的數(shù)量及其燃燒熱。2.常用方法(1)直接測量和計算儀器測量的溫度變化用于計算，如中和熱測量。實驗室供應(yīng)大燒杯(500毫升)、小燒杯(100毫升)、溫度計、兩個量筒(50毫升)、泡沫塑料或紙、泡沫塑料或紙板(中間有兩個小孔)和環(huán)形玻璃攪拌棒。測量方法和步驟：測量原理：HN=-(m酸m堿)c(t結(jié)束-t開始)(2)操作步驟A.測量50毫升0.50摩爾/升的鹽酸，將其倒入小燒杯中，測量其溫度，將其記錄為四氯化鈦，然后用水沖洗溫度計上的酸(洗液不倒入小燒杯中)。b .用另一個量筒最多取50毫升0.55摩爾/升的氫氧化鈉溶液，測量其溫度，記錄為tNaOH，然后用水沖洗溫度計上的堿。C.首先將溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中，然后將量筒中的NaOH溶液一次性倒入小燒杯中(注意不要濺到外面)，用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪拌溶液，準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，并標(biāo)記為t端。D.重復(fù)上述實驗兩次，取測量數(shù)據(jù)的平均值作為計算數(shù)據(jù)。E.基于實驗數(shù)據(jù)的計算：t start=(如果在實驗過程中保證鹽酸和氫氧化鈉溶液的溫度相同無論反應(yīng)是一步進(jìn)行還是分步進(jìn)行，如果反應(yīng)物和產(chǎn)物的初始和最終狀態(tài)相同，則每一步反應(yīng)的反應(yīng)熱總和與反應(yīng)在一步中完成時的反應(yīng)熱總和相同。3.預(yù)防措施(1)反應(yīng)熱值與每種物質(zhì)的化學(xué)計量成正比，因此當(dāng)熱化學(xué)方程中每種物質(zhì)的化學(xué)計量改變時，反應(yīng)熱值必須同時改變相同的倍數(shù)。(2)熱化學(xué)方程中的反應(yīng)熱是指完全以給定形式進(jìn)行的反應(yīng)熱。(3)正負(fù)反應(yīng)的反應(yīng)熱值相等，符號相反。示例7這是一個很好的例子：例1以下陳述是正確的