高三化學一輪復習-第6章-化學反應與能量教案

第六章化學反應和能量第一部分是化學能和熱能評審目標：1.理解反應熱、吸熱和放熱反應的概念。2、掌握熱化學反應方程式的概念，能正確寫出熱化學反應方程式。3.了解中和熱和燃燒熱。掌握中和熱的測定方法(實驗)。4、掌握反應熱的簡單計算，能靈活運用古斯定律?；A(chǔ)知識：一、化學反應的焓變化1.定義：化學反應過程中釋放或吸收的能量可以用熱量(或轉(zhuǎn)化為相應的熱量)來表示，稱為焓變化(H)，單位為千焦/摩爾或千焦摩爾-1在化學反應中，舊鍵的斷裂需要能量吸收，而新鍵的形成釋放能量。總能量的變化取決于上述兩個過程中能量變化的相對大小。在任何化學反應中，反應物的總能量和產(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毫摩爾氯氣反應生成2毫摩爾氯化氫的反應熱。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H2(g)氯氣(g)=2摩爾氯化氫(g)反應熱H=生成分子時釋放的總能量反應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由于反應后釋放的能量減少了反應本身的能量，H=反應物的總鍵能-產(chǎn)品的總鍵能。(2)反應焓與反應條件的關(guān)系焓是科學家為了計算反應熱而定義的物理量。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，當物質(zhì)的量加倍時，焓的值也加倍。因此，當在不同條件下進行化學投影時，特別是當物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時，反應焓變化是不同的。2.放熱反應和吸熱反應的比較類型比較放熱反應吸熱反應定義散發(fā)熱量的化學反應。吸收熱量的化學反應成因反應物的總能量大于產(chǎn)物的總能量。反應物的總能量小于產(chǎn)物的總能量。與化學鍵的關(guān)系當合成分子形成鍵時釋放的總能量大于當反應物分子破壞鍵時吸收的總能量。當合成分子結(jié)合時釋放的總能量小于反應物分子破壞結(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。圖標常見反應類型(1)所有燃燒反應(2)大多數(shù)化學組合反應酸堿中和反應(4)金屬與酸或水的反應(1)大多數(shù)分解反應(2)鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離(3) Ba (OH) 28H2O與NH4Cl反應碳與H2O或二氧化碳的反應筆記(1)化學反應的特征是吸熱或放熱反應，這與反應開始時是否需要加熱無關(guān)。需要加熱的反應不一定是吸熱反應(如二氧化碳=二氧化碳)，沒有加熱的反應不一定是放熱反應。(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。因為它不是化學反應，所以它散發(fā)或吸收的熱量不是反應熱。反應物和產(chǎn)物的相對穩(wěn)定性可以通過放熱或吸熱反應來比較。示例13.化學反應中能量變化的示意圖可以理解如下反應物總能量：產(chǎn)物總能量-熱量(吸熱反應)4.燃料充分燃燒的兩個條件(1)應該有足夠的空氣(2)燃料和空氣應有足夠大的接觸面。5.燃燒熱和中和熱1)燃燒熱(1)概念：在101千帕時，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)生中和反應生成1摩爾水。此時的反應熱稱為中和熱。(2)中和熱的表達式：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、風能、地熱能等煤、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)境造成嚴重污染。(3)煤作為固體燃料，燃燒反應速率低，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。(3)中和反應的本質(zhì)是氫和羥基結(jié)合生成H2O。如果在反應過程中產(chǎn)生其他物質(zhì)，這部分反應熱不包括在中和熱中。示例2第二，反應熱和熱化學方程：1.反應熱：化學反應伴隨著能量的變化，能量通常以熱能的形式表達。有些反應是放熱的，而有些是吸熱的。反應過程中釋放或吸收的熱量稱為反應熱。反應熱用符號H表示，單位為千焦/摩爾或(千焦-1)。放熱反應的H為“-”，吸熱反應的H為“”。反應熱(H)的測定通常由實驗確定。注：在比較反應熱和H時，反應熱只比較數(shù)值，沒有正負差異。當H較大時，需要正負之差。2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； h1=-a kjmol-1反應熱：a kjmol-1， h=-a kjmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H2=-bkjmol-1反應熱：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.影響反應熱的因素反應熱與測量條件(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。中學熱化學方程式中的條件(如點火)是反應發(fā)生的條件，而不是測量條件。(2)反應熱的大小與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)。(3)反應熱的大小與被測物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。在反應中A.指示反應的溫度和壓力(如果在101千帕和298千帕下進行，則不指示)，指示H的“”和“-”，放熱反應為“-”，吸熱反應為“”。B h用“；”寫在等式的右邊分開了。C.必須標記物質(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，應標明名稱。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，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，前者的H是后者的兩倍。燃燒熱和中和熱：在101千帕時，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，生成1摩爾液體H2O。此時的反應熱稱為中和熱。燃燒熱的熱化學方程強調(diào)燃燒前的化學計量數(shù)是1，中和熱強調(diào)熱化學方程中水之前的化學計量數(shù)是1。燃燒熱應該強調(diào)穩(wěn)定氧化物的形成，如液態(tài)水。例如，H2燃燒熱的熱化學方程：H2(g)O2(g)=H2O(l)；H=-286千焦摩爾-1中和熱的熱化學方程；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HH0，單位：千焦/摩爾反應物的量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。不同的反應物有不同的燃燒熱。稀溶液中的酸和堿發(fā)生中和反應生成1摩爾H2O時釋放的熱量；不同反應物的中和熱大致相同，均約為57.3千焦/摩爾示例4和53.反應焓的計算(1)古斯定律：對于一個化學反應，無論是一步完成還是幾步完成，反應的焓(熱)都是相同的。當使用古斯定律時，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)化學反應熱的計算1.基礎(chǔ)(1)熱化學方程類似于數(shù)學方程，通過移動項，正負符號可以同時改變。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方程，包括H，可以相加或相減，得到一個新的熱化學方程。(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，準確讀取混合溶液的最高溫度，并標記為t端。D.重復上述實驗兩次，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是一步進行還是分步進行，如果反應物和產(chǎn)物的初始和最終狀態(tài)相同，則每一步反應的反應熱總和與反應在一步中完成時的反應熱總和相同。3.預防措施(1)反應熱值與每種物質(zhì)的化學計量成正比，因此當熱化學方程中每種物質(zhì)的化學計量改變時，反應熱值必須同時改變相同的倍數(shù)。(2)熱化學方程中的反應熱是指完全以給定形式進行的反應熱。(3)正負反應的反應熱值相等，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