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1、 化学选修四 化学反应原理 第一章化学反应与能量变化 第一节化学反应与能量变化-基本概念 综述:坏消息是这部分内容,理论方面晦涩难懂,需要列位看官仔细体会;好消息是这部分的题在高考中往往以较为基础的形式出现,各位大可不必害怕;另一个坏消息是如果你不能正确理解下文中的基本概念,错误率会很高;另一个好消息是只要你紧随下文思路,理解还是比较容易的。闲话少说,且看,下文,分,解【课标要求】1了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。2掌握热化学方程式的含义,正确书写热化学方程式。3掌握有关燃烧热的简单计算。4初步了解新能源的开发。【考点 1】化学反应中能量变化的理解
2、1、从化学键角度理解 化合物里的原子或离子之间通过_相结合。化学反应可以理解为旧键的断裂和新键的形成。化学键是原子间一种强烈的相互作用,被打断时,要从外界吸收能量。相应的,新键形成时,要向外界放出能量。若旧键断裂时吸收的能量,大于新键形成时放出的能量,显然该反应为_ 若旧键断裂时吸收的能量,小于新键形成时放出的能量,则该反应为_ 任何化学反应,都伴随能量的变化,这种能量变化包括多种形式,主要以_形式体现。2、从能量守恒角度理解 任何物质有含有一定的能量,若反应物的能量比生物的能量少,根据能量守恒,多的那部分能量只能从外界吸收,反应为吸热反应,反之为放热反应。换句话说,对于一个吸热反应,反应物的
3、能量加上从外界吸收的能量,应该等于生成物的能量,放热反应同理。如:2H2+O2=2H2O(放出 Q kJ 热量)2H2O=2H2+O2 (吸收 Q kJ 热量)从能量守恒的角度来看,2H2+O2 Q=2H2O 2H2O+Q=2H2+O2 整理后如下:2H2+O2=2H2O+Q 2H2O=2H2+O2 Q【思考】在同温、同压下,比较下列反应放出热量 Q1、Q2的大小 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2 S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g)+Q2 C(s)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(s
4、)+O2(g)=CO2(g)+Q2 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2 3、常见放热反应、吸热反应 常见放热反应:大多数化合反应 常见吸热反应:大多数分解反应 所有的燃烧反应 盐类的水解 酸碱中和反应 Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应 金属与酸反应 4、吸热与加热 需要加热的反应不一定是吸热反应,不需要加热的反应也不一定就是放热反应。化学反应时吸热还是放热与是否需要加热无关 5、反应与过程 注意区别反应与过程。我们这里的反应特指化学反应。而过程有很多种,包括物理过程,化学过程(即化学反应)等 如液态水蒸发为水蒸气需要吸
5、热,这是一个物理过程,不是吸热反应【考点 2】反应热 在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫做_ 首先,我们来看一张无所不能百看不厌荡气回肠的图 上图中,E1为反应物所含有的能量,E3为生成物含有的能量 反应时,旧键断裂,物质从外界吸收能量(E2 E1)-即反应物键能之和 新键形成,物质向外界放出能量(E2 E1)-即生成物键能之和 可以看出,这里给出的是一个吸热反应的图像,请大家在其右侧画出放热反应的图像。1、从化学键角度 从化学键角度,反应的能量变化应该等于:“旧键断裂时吸收的能量”与“新键形成时放出的能量”之差,即(E2 E1)(E2 E3)对于任何反应,规定:反应热=反应物键能之和 生成
6、物键能之和 2、从能量守恒角度 从能量守恒角度,反应的能量变化应该等于反应物与生成物能量之差,即 E3 E1 对于任何反应,规定:反应热=生成物的能量 反应物的能量【注意】:虽然两种角度计算方式不同,但结果相同,都是 E3 E1 我们将物质自身含有的能量称为焓(*严格来讲,焓的概念比较复杂,为了理解方便,这里我们暂且这么说也无妨)焓的符号_,单位_,这样,我们就可以将反应热表示为:“H”,【思考】:放热反应,H_0,吸热反应,H_0 例:填写下表 判断依据 放热反应 吸热反应 反应物总能量与生成物总能量的相对大小 E 反应物 _E 生成物 E 反应物_E 生成物 与化学键的关系 生成物分子成键
7、时释放出的总能量_反应物分子断裂时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量_反应物分子断裂时吸收的总能量 H 的符号 H_0(_)H_ 0(_)3、kj/mol 如果说“kj”是能量的单位,好理解,那么这里的“/mol”是什么意思呢?H 既然是反应热(化学反应中能量的变化)的符号,它的单位应该是 kj 才对,为什么要加上“/mol”呢?这里的“/mol”,是指“1mol 反应”。何谓“1mol 反应”?以 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)和 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)为例 对于前者,1mol 反应是指 1molH2和 1molCl2完全反应生成 2mol H
8、Cl 对于后者,1mol 反应是指 1/2 mol H2和 1/2 mol Cl2 完全反应生成 1mol HCl 相信大家都能看出来了,所谓 1mol 反应,简单点说就是方程式中各物质的系数就是各自参加反应的物质的量。上述两个方程式,在以往看来没有什么差别,但在热化学中,代表却是两个不同的情况。【考点 3】燃烧热 什么是燃烧热?是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢?在 25,101 kPa 时,1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。在理解物质燃烧热的定义时,要注意以下几点:研究条件:25,101 kPa 反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。燃烧物的物
9、质的量:1 mol 研究内容:放出的热量。(H 0 表示放热反应,H H2 C.H2=-57.3 kJmol-1 D.|H1|H2|6.(06 年广东惠州)根据热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-297.23 kJmol-1,下列说法正确的是:A1 mol SO2(g)的能量总和大于 1 mo S(s)和 1 mol O2(g)的能量总和 B1 mol SO2(g)的能量总和小于 1 mol S(s)和 1 mol O2(g)的能量总和 CS(g)+O2(g)=SO2(g)H=-Q kJmol-1;Q 的值大于 297.23 DS(g)+O2(g)=SO2(g)H=-Q kJ
10、mol-1;Q 的值等于 297.23 7、(06 年江苏东海)工业由粗硅制取纯硅有以下反应:Si(s)+3 HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g);H=-318 kJmol-l SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3 HCl(g);下列关于上述反应的说法中不正确的是 A反应、均为氧化还原反应 B反应、均为置换反应 C若反应放热,则反应一定吸热 D欲提高 SiHCl3产率,可减压或升温 8、(08 高考重庆)化学反应 N23H2 2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是 A、N2(g)3H2(g)2NH3(l);H 2(abc)kJ/mol B、N2(g)3H2(g)2NH
11、3(g);H 2(ba)kJ/mol C、21N2(g)23H2(g)NH3(l);H (bca)kJ/mol D、21N2(g)23H2(g)NH3(g);H (ab)kJ/mol 9、某种发动机燃料由A、B 两种物质混合而成,A、B两种物质含有 C、H、O三种元素中的两种或三种。已知常温下A、B 及 CO、H2的燃烧热如下:物 质 A B CO H2 燃烧热kJmol1 725 5518 283 286 QkJmol1 0.4 0.2 0.6 1.0 0.8 4 414 2 066 x A、B 按不同比例混合的燃料 91.2g,在足量的氧气中燃烧时,放出的热量 Q 与 B 的物质的量分数
12、x 的关系如右图。A、B 的相对分子质量为 A_,B_。等物质的量的 A、B 混合的燃料 73g,在 160LO2中完全燃烧,得到 104L 气体,通过碱石灰吸收后剩余 3.2L(气体体积均在标准状况 下 测 定)。由 此 可 推 得 混 合 物 中 N(C)N(H)N(O)_,A 分 子 式 为 _,B 分 子 式 为_。1mol 等物质的量的 A、B 混合的燃料,在一定量的氧气中燃烧,放出热量 2980kJ,则反应中生成 CO_mol。课题:热化学方程式及盖斯定律(9)1.书写下列反应的热化学方程式:在标准状况下11.2升甲烷完全燃烧生成CO2 和液态水放出444.8KJ热,其热化学方程式
13、为()3克红热的炭和水蒸汽充分反应,生成CO2 和H2。吸收32.8KJ热,热化学方程式为()2.已知热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H1=-571.6KJ/mol,则关于热化学方程式2H2O(L)=2H2(g)+O2(g),H2=?的说法正确的是 ()A 热化学方程式中化学计量数表示分子数 B 该反应 H2大于零 C 该反应的 H2=-571.6KJ/mol D 该反应可表示36克水分解时的热效应 3.0.096Kg炭完全燃烧,可放出3134.4KJ热量,以下热化学方程式的表示中正确的是()A C(s)+O2(g)=CO2(g);H=-392.9KJ/mol B C(s
14、)+O2(g)=CO2(g);H=-391.8KJ/mol C C(s)+1/2O2(g)=CO2(g);H=-196.5KJ/mol D C(s)+O2(g)=CO2(g);H=-392.9KJ/mol 4.以NA代表阿佛加德罗常数,则关于热化学方程式C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(L);H=-1300KJ/mol的说法中,正确的是 ()A、有10NA个电子转移时,该反应放出1300KJ能量 B、有NA个水分子生成目为液体,吸收1300KJ热量 C、有2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300KJ热量 D、有8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300KJ热量 5.实
15、验室测得4mol SO2参加下列反应:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),H=-196.64KJ/mol当放出314.3KJ热量时,SO2转化率最接近于 ()A 40%B 50%C 80%D 90%6.已知下列热化学方程式Zn(s)+1/2O2=ZnO(s),H=-351.1KJ/mol,Hg(L)+1/2O2(g)=HgO(s),H=-90.7KJ/mol 由此可知反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(L)的H为()A -1441.8KJ/mol B 260.4KJ/mol C+441KJ/mol D -260.4KJ/mol 你复习中遇到的疑惑有_ 1、1克H2(g)燃
16、烧生成液态水放出142.9KJ热量,表示该反应的热化学方程式正确的为()A、2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H=-142.9KJ/mol B、2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H=-571.6KJ/mol C、2H2+O2=2H2O;H=-571.6KJ/mol D、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(L);H=-285.8KJ/mol 2、在同温同压下,下列各组热化学方程式中Q2Q1的是 ()A、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=-Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-Q2 B、C(s)+1/2O2(g)=CO(g);H=-Q1 C(s)+O2
17、(g)=CO(g);H=-Q2 C、S(s)+O2(g)=SO2(g);H=-Q1 S(s)+O2(g)=SO2(g);H=-Q2 D、H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H=-Q2 3。甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气中能发生爆炸性自然,生成SiO2和水,已知室温下1克甲硅烷自燃放出44.6KJ 热量。其热化学方程式为 _ 4。2.3克液态有机物和一定量的氧气混合点燃恰好完全燃烧,生成2.7克水和2.24升CO2(标况),并放出68.35KJ热量,则该反应的热化学方程式为_ 5。火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N
18、2H4)和强氧化剂液态双氧水,当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸汽,并放出大量热,已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸汽,放出256.652KJ热 a 反应热化学反应方程式为 _ b 又已知H2O(L)=H2O(g);H=+44KJ/mol则16克液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为 KJ 热化学方程式意义及书写方法:反应热的计算:6、已知C2H5OH(g)+3O2=2CO2(g)+3H2O(g);H1 H2O(g)=H2O(l);H2 C2H5OH(g)=C2H5OH(L);H3,若使23克液态乙醇完全燃烧生成H2O(l),则放出的热量为 _ 7、已 知
19、 下 列 热 化 学 方 程 式 Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s);H=-351.1KJ/mol,Hg(L)+1/2O2(g)=HgO(S);H=-90.7KJ/mol,由此可得反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(L)的H为()A -1441.8KJ/mol B +260.4KJ/mol C+441.8KJ/mol D-260.4KJ/mol 8、已知热化学方程式:C(s 金刚石)+O2(g)=CO2(g);H=-397.3KJ/mol;C(s 石墨)+O2(g)=CO2(g);H=-395.41KJ/mol,则金刚石转化为石墨的热化学方程式 ,由热化学方程式看,两者的
20、稳定性是_ 盖斯定律内容及应用:1、在相同温度下,已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(L);H2 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(L);H3,H则H1,H2,H3大小关系为 ()A H1=H2=H3 B 2H3=H2H1 C H3H2H1 D 2H3=H2”)若将a mol CH4,CO,H2混合气体完全燃烧,生成CO2气体和水蒸汽,则放出热量(Q)的取值范围是 ()若将a mol CH4,CO,H2混合气体完全燃烧,生成CO2气体和水蒸汽,且CO2和H2O物质的量相等,则放出热量(Q)的取值范围是 10、1mol气态Na+和1molC
21、l-结合生成1molNaCl晶体所释放的热能为NaCl晶体的晶格能.下列热化学方程式中,能直接表示NaCl晶格能的是 ()A.Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(S):H B.Na(s)+1/2Cl2=NaCl(S):H1 C.Na(s)=Na(g);H2 D.Na(g)-e=Na+(g);H3 E.1/2Cl2(g)=Cl(g);H4 F.Cl(g)+e=Cl-(g);H5 写出H1与H.H2.H3.H4.H5之间关系_ 第三节化学反应热的计算 同步强化训练(一)选择题 1、已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);H=-a kJ/mol 4
22、P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);H=-b kJ/mol 若 a、b 均大于零,则 a 和 b 的关系为 ()Aab B D无法确定 2、已知 25、101 kPa 下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)+O2(g)CO2(g);H-393.51 kJmol-1 C(金刚石)+O2(g)CO2(g);H-395.41 kJmol-1 据此判断,下列说法正确的是 ()A由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低 B由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高 C由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低 D由石墨制备
23、金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高 3、已知 H2(g)1/2 O2(g)=H2O(g);H1a kJmol-1 2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(g);H2b kJmol-1 H2(g)1/2 O2(g)=H2O(l);H1c kJmol-1 2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(l);H2d kJmol-1 下列关系式中正确的是 ()A ab0 Bbd0 C2a=b0 D2c=d0 4、已知葡萄糖的燃烧热是 2804 kJmol-1,当它氧化生成 1 g 水时放出的热量是()A26.0kJ B51.9kJ C155.8kJ D467.3kJ 5、已知在 1105 P
24、a,298 K 条件下,2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484 kJ 热量,下列热化学方程式正确的是 ()A.H2O(g)=H2(g)1/2 O2(g);H1+242 kJmol-1 B.2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(l);H2-484 kJmol-1 C.H2(g)1/2 O2(g)=H2O(g);H1+242 kJmol-1 D.2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(g);H2+484 kJmol-1 6、已知反应 X+Y=M+N 为放热反应,对该反应的下列说法中正确的 ()AX 的能量一定高于 M B.Y 的能量一定高于 N C.X 和 Y 的总能量一定高于 M 和 N
25、的总能量 D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生 7、一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为 Q kJ(Q0),经测定完全吸收生成的二氧化碳 需 消 耗 5mol L-1的 KOH 溶 液 100ml,恰 好 生 成 正 盐,则 此 条 件 下 反 应:C4H10(g)+13/2O2(g)=4 CO2(g)+5 H2O(g)的H 为 ()A.+8Q kJ B.+16Q kJ C.-8Q kJ D.-16Q kJ 8、已知两个热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-571.6 kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4 H2O(l);H=-222
26、0kJ/mol 实验测得 H2和 C3H8混合气体共 5mol,完全燃烧时放热 3847kJ,则混合气体中 H2与 C3H8的体积比为 ()A.1:3 B.3:1 C.1:4 D.1:1 9、在同温同压下,下列各组化学反应的反应热H,前者大于后者的是 ()A.2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(l);2 H2(g)+O2(g)=2 H2O(g)B.H2(g)+Cl2(g)=2 H Cl(g);1/2 H2(g)+1/2Cl2(g)=H Cl(g)C.NaOH(aq)+H Cl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);NaOH(aq)+1/2 H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+
27、H2O(l)D.C(s)+1/2 O2(g)=CO(g);C(s)+O2(g)=CO2(g);10、已知 298K 时,2SO2(g)+O2(g)2 SO3(g);H-197kJ/mol,在相同温度和压强下,向某密闭容器中通人 2mol SO2和 1mol O2,达到平衡时放出热量 Q1 ,向另一容积相同的密闭容器中通人 1mol SO2和 0.5mol O2,达到平衡时放出热量 Q2,下列关系式正 确的是 ()AQ2 Q1/2 BQ2 Q1/2 C.Q1 Q2197 kJ DQ2 Q1/2197kJ/2 11、下列有关H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);H-57.3 kJ mol-1
28、的离子反应说法正确的是()A.代表所有的酸碱中和反应 B.反应物一定是强酸和强碱 C.强酸和强碱的中和反应都可以这样表示 D.代表稀的强酸和稀的强碱中和生成 1mol 水的反应 12、下列热化学方程式中,H能正确表示物质的燃烧热的是 ()1、CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);H-283.0 kJ/mol B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);H-110.5 kJ/mol C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);H-241.8 kJ/mol D.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l);H-11036 kJ/mol 13、氢气(H2)、一氧化
29、碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);H=285.8 kJ/mol CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);H=283.0 kJ/mol C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9 H2O(l);H=5518 kJ/mol CH4(g)+2 O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l);H=890.3 kJ/mol 相同质量的 H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是 ()AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g)14、X、Y 二元素的原子,当它们分别获得两个电子形成稀有气
30、体元素原子层结构时,X 放出的热量大于 Y 放出的热量;Z、W 两元素的原子,当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时,吸收能量 W 大于 Z。则 X、Y 和 Z、W 分别形成的化合物中,离子化合物可能性最大的是 ()AZ2X BZ2Y CW2X DW2Y(二)填空题 15、已知 1 molCO 气体完全燃烧生成 CO2 气体放出 283 kJ 热量;1 mol 氢气完全燃烧生成液态水放出 286 kJ 热量;1 molCH4气体完全燃烧生成 CO2气体和液态水放出 890 kJ 热量。(1)写出氢气燃烧的热化学方程式 。(2)若 1 molCH4气 体 完 全 燃 烧 生 成
31、CO2气 体 和 水 蒸 气,放 出 热 量 为 890 kJ(填“”、“”、“”)。(3)若将 a molCH4、CO 和 H2的混合气体完全燃烧,生成 CO2气体和液态水时,则放出热量(Q)的取值范围是 。(4)若将 a molCH4、CO 和 H2的混合气体完全燃烧,生成 CO2气体和液态水,且 CO2和水的物质的量相等时,则放出热量(Q)的的取值范围是:。16、由氢气和氧气反应生成 1 mol 水蒸气放热 241.8 kJmol-1,写出该反应的热化学方程式:.若 1g 水蒸气转化成液态水放热 2.444kJ,则反应 H2(g)1/2 O2(l)=H2O(l)的H kJmol-1,氢气
32、的燃烧热为 kJmol-1。17、家用液化气的主要成分之一是丁烷,当 10g 丁烷完全燃烧并生成 CO2和液态水时,放出的热量为 500kJ,试写出丁烷燃烧的热化学方程式:。丁烷的燃烧热为 kJ/mol。已知 1mol 液态水汽化时需要吸收 44kJ 的热量,则 C4H10(g)+13/2O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g);H=kJ/mol。18、在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂 H2O2,当它们混合时,即产生大量的氮气和水蒸气,并放出大量热。已知 0.4 mol 液态肼和足量 H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出 256.65 kJ 的热量。(1)写出肼和过氧化氢的
33、结构式:肼 ,过氧化氢 。(2)写出热化学方程式:。(3)已知 H2O(l)H2O(g);H=44 kJmol1,则 16 g 液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是 kJ。(4)上述反应用于火箭推进剂,除释放出大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是 。(5)已知N2(g)2O2(g)2NO2(g);H=67.7 kJmol1,N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g);H=534 kJmol1,据盖斯定律写出肼与 NO2完全反应的热化学方程式 。19、50 mL 0.50 molL1盐酸与 50 mL 0.50 molL1 NaOH 溶液在下图所示的
34、装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,回答下列问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(4)实验中改用 60 mL 0.50 molL1盐酸跟 50 mL 0.50 molL1 NaOH 溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由 。(5)用相同浓度和体积的氨水代替 NaOH 溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 ;用 50 mL 0.50 molL1 N
35、aOH 溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (均填“偏大”“偏小”或“无影响”)20、家用液化气中的主要成分之一是丁烷,当 10 kg 丁烷完全燃烧并生成 CO2和液态水时,放出的热量为 5105 kJ,试写出丁烷燃烧的热化学方程式 ,_丁烷的燃烧热为 kJmol1。已知 1 mol 液态水汽化时需要吸收 44 kJ 的热量,C4H10(g)213O2(g)4CO2(g)5H2O(g)中的H=kJmol1。(三)解答题 21、(1)已知热化学方程式 CaCO3(s)CaO(s)CO2(g);H=178.0 kJmol1 C(s)O2(g)CO2(g);H=393.5 kJmol1 如果把
36、0.5 t CaCO3(s)煅烧成 CaO(s),在理论上要用多少千克焦炭?(2)空气中氧气的质量分数约为 22%,某农家沼气池平均每天产沼气 1.12 kg,计算这些沼气完全燃烧和不完全燃烧(生成 CO)时,分别通过灶具的空气的质量?(四)创新试题 22、发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和二氧化氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知:N2(g)2O2(g)2NO2(g)H=+67.7kJ/mol N2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g)H=-543kJ/mol 1/2H2(g)1/2F2(g)HF(g)H=-269kJ/mol H2(g)1/2O2(g)H2O(g)H=-242
37、kJ/mol(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 ;(2)有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂,则反应释放能量更大,肼和氟反应的热化学方程式:23、沼气是一种廉价的能源。农村富有秸秆、杂草等废弃物,它们经微生物发酵之后,便可以产生沼气,可以用来点火做饭。(1)已知:(C6H10O5)n+nH2O 3nCO2+3nCH4;?H0。请设想出 这个反应的实际价值与意义:_ _(2)煤的主要成分是碳,写出煤和沼气中的主要成分燃烧过程的化学方程式:_并指出哪一种燃料对环境的污染小?_ _ 。(3)我国农村大约有 700 万个沼气发生池,如果每个沼气池平均每天产生 2 立方米的沼气(主要是甲烷),1mol
38、甲烷完全燃烧能放出890kJ的热量,计算每天可节约燃烧值为3.36107J/kg 的标准煤 _千克(4)若建立沼气发电站,则可以实现把 转化为电能,沼气被称为 级能源。24、近 20 年来,对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展,像电一样,氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”,而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源,如煤、石油、太阳能和原子能等。(1)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是 A.电解水 B.锌和稀硫酸反应 C.光解海水 D.以石油、天然气为原料(2)
39、氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。已知,热化学方程式为:C(g)O2(g)=CO2(g)H=393.5 kJmol1 H2(g)21O2(g)=H2O(l)H=285.8 kJmol1 试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_。(3)氢能源有可能实现能源的贮存,也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物),在这类氢化物中,氢原子填充在金属的晶格间隙之间,其组成不固定,通常是非化学计量的,如:LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下,1 体积的钯粉大约可吸附 896 体积的氢气(钯粉的密度为
40、 10.64 g/cm3,相对原子质量为 106.4),试写出钯(Pd)的氢化物的化学式_。第二章反应速率和化学平衡 第一节化学反应速率 一学习目标 1、了解了化学反应速率的概念和表示方法 2、使学生具有初步的利用反应速率计算的能力 3、了解关于反应速率的图象 二学习预习 1、概念:2、数学表达式:细菌 3、各物理量的单位:化学反应速率:反应物(或生成物)浓度:反应时间:4、请区别:根据 1L 密闭容器中的反应:2H2 +O2 =2H2O 起始物质的量(mol)2 1 2 20 分钟后物质的量(mol)1 0.5 3 20 分钟内物质的量变化量(mol)_ _ _ 20 分钟内物质的量浓度变化
41、量(mol/L)_ _ _ 10 分钟内物质的量浓度变化量(mol/L)0.5 0.25 0.5 10 分钟内平均反应速率(mol/L。min)_ _ _ 10 分钟内平均反应速率之比 _:_ :_ 物质的量 物质的量浓度 物质的量浓度变化 物质的量浓度变化的快慢(5)物质浓度随时间变化的曲线 注:1、化学反应速率是标量,即只有大小,没有方向。2、化学反应在整个进行过程中不是匀速的,即不同时刻的化学反应速率是不相同的,所以通常计算出来的速率是平均速率。3、同一反应中,用不同物质表示的反应速率数值可能不同,因此,在表示反应速率时必须标明是何种物质。4、对于固体物质或气态反应中的液体物质,反应在其
42、表面进行,它们的“浓度”是不变的,因此不用液体和固体表示化学反应速率。5、同一反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的计量系数之比。三课堂巩固 题型一:反应速率的计算 1.已知 4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用 VNH3、VO2、VNO、VH2O(molL-1min-1)表示,则正确的关系是:()A.4/5VNH3=VO2 B.5/6VO2=VH2O C.2/3VNH3=VH2O D.4/5VO2=VNO 2 将固体NH4Br置于密闭容器中,在某温度下,发生下列可逆反应:NH4Br(s)NH3(g)HBr(g)2HBr(g)Br2(g)H2(g)。2min后,测得
43、c(H2)0.5mol/L,c(HBr)4mol/L,若上述反应速率用v(NH3)表示,下列反应速率正确的是 ()A0.5mol/(Lmin)B2.5 mol/(Lmin)C2 mol/(Lmin)D5 mol/(Lmin)3.在体积数 V 升的密闭容器中进行下列反应,mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)用 A 物质表示的平均 反 应 速 率 为 am/p molL-1min-1,则 十 分 钟 内,D 物 质 增 加 的 物 质 的 量 是 ()A、pqtm/a B、atm/q C、aqVt/p D、aVm/p 4 一定温度下,向容积为 2L 的真空容器内(装有催化剂)通人 1 m
44、ol 氮气和 3 mo1 氢气,3 min后测得容器内的压强是起始的 0.9 倍。在此时间内,用氢气的量的变化来表示的反应的平均速率 V(H2)是()A.0.2 mo1(L min)B 0.6 mo1(L min)C.0.1 mol(L min)D.0.3 moI(Lmin)题型二:反应速率大小比较 5 在2A B 3C 4D中,表 示 该 反 应 速 率 最 快 的 是 ()A(A)=0.5molL1s1 B(B)=0.3 molL1s1 C(C)=0.8molL1s1 D(D)=1 molL1s1 6.由下列四种 X 的溶液,分别加入四个盛有 10mL、2mol 盐酸的烧杯中,并加水稀释至
45、 50 mL,此 时X与 盐 酸 缓 慢 地 进 行 反 应,其 中 反 应 速 率 最 大 的 是 ()A、20mL,3molL-1 B、20mL,2molL-1 C、10mL,4molL-1 D、10mL,2molL-1 7.在相同温度下,下列化学反应速率最慢的是(A)10mL 0.1molL Na2S2O310mL 0.1molL H2SO4(B)5mL 0.1molL Na2S2O35mL 0.1molL H2SO4(C)5mL 0.1molL Na2S2O35mL 0.05molL H2SO4(D)10mL 0.05molL Na2S2O310mL 0.05molL H2SO4 题型
46、三:化学方程式系数的确定 8.某温度下,在 V 升容器中进行如下反应 XA(气)+3B 气)=YC(气),开始时充入10amolA,30amolB,t 分钟后容器中有 8amolA,24amol 的 B 和 4amol 的 C,则 X,Y 值分别是 ()(A)X=2,Y=1 (B)X=1,Y=3 (C)X=1,Y=2 (D)X=3,Y=1 9.把 0.6mo1X 气体和 0.4mo1Y 气体混合于 2L 容器中,使其发生如下反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5 min 末生成 0.2 mo1 W,若测知以 Z 浓度变化表示的平均反应速率为 0.0lmol(Lmin),则 n 的
47、值为()A 4 B 3 C 2 D 1 10在一个密闭容器中,放入 3 升 X 气体和 2 升 Y 气体,在一定条件下发生下列反应:4X(气)3Y(气)2Q(气)nR(气)。达到平衡时,容器内压强比原来增加 5%,X 的浓度减少 1/3,但温度不变,则该反应式中的 n 值应为()A、3 B、4 C、5 D、6 题型四:反应速率与图象结合 11.某温度时,在 2L 容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析:该反应的化学方程式 为_。反应开始至 2min,用 Z 表示的平均反应速率为 _ 12 在容积固定为 4L 的密闭的容器中,进行可逆反应:X(g)+2Y(
48、g)2Z(g)达到平衡时在此过程中,以 Y 的浓度改变表示的反应速率 V正,V逆与时间 t 的关系如上图,则图中阴影部分面积表示()A.X 的浓度的减少 B.Y 的物质的量的减少 C.Z 的浓度增加 D.X 的物质的量的减少 二、影响化学反应速率的因素 一学习目标 1.掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法;2.通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。3.使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。二课前预习 1、内因:2、外因:(1)浓度 碰撞理论
49、:活化分子:有效碰撞:活化能:注:固体、纯液体的浓度为固定值,它们的量的改变不会影响化学反应速率(2)压强 受压强影响的反应类型:压强影响化学反应速率的本质:注:固体、液体或液体间的反应,忽略压强对反应速率的影响。(3)温度 温度影响反应速率的本质:温度影响反应速率的经验规律:(4)催化剂 过渡态理论:催化剂影响化学反应速率的本质:酶的催化特点:(5)其它 三衔接高考 例 1(07 北京理综)一定条件下,体积为 10L 的密闭容器中,1molX 和 1molY 进行反应:2X(g)Y(g)Z(g),经 60s 达到平衡,生成 0.3molZ。下列说法正确的是()A以 X 浓度变化表示的反应速率
50、为 0.001mol/(LS)B将容器体积变为 20L,Z 的平衡浓度变为原来的21 C若增大压强,则物质 Y 的转化率减小 D若升高温度,X 的体积分数增大,则该反应的H0 例 2(2007 广东 22)“碘钟”实验中,3IS2O82I32SO42的反应速率可以用 I3与加入的淀粉溶液显蓝色的时间 t 来度量,t 越小,反应速率越大。某探究性学习小组在 20进行实验,得到的数据如下表:实验编号 c(I)/molL 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 c(SO42)/molL 0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 t/s 88.0 44.0 22.