苏教版高二化学选修4全册导学案及答案解析.doc

专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变目标要求1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。焓变反应热在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。1焓和焓变焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJ·mol1，符号：H。焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJ·mol1，符号：H。2化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。H反应物分子的总键能生成物分子的总键能。3放热反应与吸热反应当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。(1)当H为“”或H<0时，为放热反应，反应体系能量降低。(2)当H为“”或H>0时，为吸热反应，反应体系能量升高。4反应热思维模型(1)放热反应和吸热反应放热反应吸热反应(2)反应热的本质(以H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H186kJ·mol1为例)E1：E(HH)E(ClCl)E2：2E(HCl)HE1E2知识点一反应热1下列说法不正确的是()A需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很容易发生C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生答案B解析化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。吸热反应开始加热，反应后需不断加热才能使反应继续进行下去；放热反应开始加热，反应后会放出一定的热量，如果此热量足够大，可使反应维持下去，则反应过程不需要再加热，如煤的燃烧，一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去，不需外界再加热。2已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()A电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应B水分解产生氢气和氧气时放出能量C相同状况下，反应2SO2O2=2SO3是一个放热反应，则反应2SO3=2SO2O2是一个吸热反应D氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量答案C解析由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。知识点二反应热与化学键键能的关系3通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)：化学键HHClClClH键能/(kJ·mol1)436243431请计算H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应热()A862kJ·mol1B679kJ·mol1C183kJ·mol1D183kJ·mol1答案C解析拆开1molH2和1molCl2中的化学键所吸收的能量是436kJ·mol1243kJ·mol1679kJ·mol1；形成2molHCl所放出的能量是431kJ·mol1×2862kJ·mol1，所以该反应的反应热是679kJ·mol1862kJ·mol1183kJ·mol1。4已知HH键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436kJ·mol1，HN键键能为391kJ·mol1，根据热化学方程式：N2(g)3H2(g)3(g)H92.4kJ·mol1。则NN键的键能是()A431kJ·mol1B946kJ·mol1C649kJ·mol1D896kJ·mol1答案B解析本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化，H(生成物键能总和反应物键能总和)6×ENH(3×EHHENN)，得ENN6×ENH3×EHHH6×391kJ·mol13×436kJ·mol192.4kJ·mol1946kJ·mol1。故正确答案为B。5.白磷的化学式为P4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在PO和P=O两种共价键。已知几种共价键的键能：PO360kJ·mol1；P=O585kJ·mol1；PP198kJ·mol1；O=O498kJ·mol1。请问：在P4(s)5O2(g)=P4O10(s)中，H_。答案2982kJ·mol1解析由P4的分子结构和P45O2=点燃P4O10的物质变化，在P4O10分子中只存在PO和P=O两种共价键，P4O10中P显5价、O显2价等事实可知，在P4分子结构的基础上，每2个P原子之间插入1个O原子形成2个PO键，每个P原子再结合1个O原子形成P=O键，就构成了P4O10的分子结构。这样，在1个P4O10分子中共有12个PO键、4个P=O键。H反应物键能总和生成物键能总和6×198kJ·mol15×498kJ·mol1(12×360kJ·mol14×585kJ·mol1)2982kJ·mol1。知识点三反应热与反应物、生成物总能量的关系6已知25、101kPa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)H393.5kJ·mol1C(金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.4kJ·mol1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；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；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；石墨的能量比金刚石的低D由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高答案A解析有两种方法判断：方法一：反应中放出的热量反应物的总能量生成物的总能量；方法二：由得C(石墨)=C(金刚石)H1.9kJ·mol1，该反应为吸热反应，石墨的能量比金刚石的能量低，石墨更稳定。故正确答案为A。7.由右图分析，有关叙述正确的是()AABC和BCA两个反应吸收或放出的能量不等BABC是放热反应CA具有的能量高于B和C具有的能量总和DABC是吸热反应，则BCA必然是放热反应答案D解析本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，BC的能量高于A的能量，则反应BCA一定是放热反应；反之，ABC则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。练基础落实1下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()A铝片和稀盐酸的反应BBa(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C灼热的碳与二氧化碳的反应D甲烷在氧气中的燃烧答案C解析注意知识的积累，记住常见的吸热反应。B、C属于吸热反应，再从化合价变化角度来分析，知答案为C。2下列说法不正确的是()A任何化学反应都伴随着能量变化B化学反应中的能量变化都表现为热量变化C反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应D反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应答案B解析任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定表现为热量变化，还可能以光能等其他形式的能量放出；E(反应物)>E(生成物)，反应放热，E(反应物)<E(生成物)，反应吸热。3下列过程一定释放出能量的是()A化合反应B分解反应C分子拆成原子D原子组成分子答案D解析形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。4已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ，下列关系式正确的是()AQ1Q2>Q3BQ1Q2>2Q3CQ1Q2<Q3DQ1Q2<2Q3答案D解析根据能量守恒原理：破坏化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量反应热。对于该放热反应：H<0，则Q1Q22Q3<0，故Q1Q2<2Q3。5CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法中正确的是()A该反应为吸热反应BCO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量C反应的热化学方程式：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41kJ·mol1D1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和H2O(g)要放出41kJ的热量答案B解析从图中数据可以看出：该反应的H<0，为放热反应；CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，反应的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41kJ·mol1。练方法技巧6下列说法正确的是()A反应热就是反应中放出的能量B在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C由C(石墨)C(金刚石)H1.9kJ·mol1可知，金刚石比石墨稳定D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多答案D解析反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热，因此A错；在101kPa时，1mol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，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)C(金刚石)H1.9kJ·mol1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多)。7.已知H2(g)12O2(g)=H2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，H大于零还是小于零？答案a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成释放的能量，c代表反应热；该反应为放热反应，H<0。解析H2(g)和12O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和12O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成H2O(g)过程中化学键所放出的能量，c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，H<0。练综合拓展8已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molHO键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molHH键断裂时吸收热量是_。答案436kJ解析因为1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，所以1molH2与12molO2完全燃烧生成1mol水蒸气时放出热量242kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)12O2(g)=H2O(g)H242kJ·mol1时所发生键的变化为断裂1molHH键和12molO=O键、形成2molOH键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12×496kJE(HH)，形成新键释放的能量为2×463kJ926kJ，此反应为放热反应，所以有926kJ12×496kJE(HH)242kJ，解得E(HH)436kJ。9下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根据上述数据回答(1)(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是()AH2BCl2CBr2DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是()AHClBHBrCHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？答：_，你的根据是_。答案(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2(5)能元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多解析破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1molH2时放出的能量最多，为436kJ；(2)在氢化物中，生成1molHCl时放出的能量最多，为432kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185kJ、103kJ和9kJ。第2课时热化学方程式目标要求1.知道热化学方程式的意义。2.会书写热化学方程式。3.能熟练判断热化学方程式的正误。一、热化学方程式1概念能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。2表示意义(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的热量变化。(2)热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。3书写热化学方程式的注意事项(1)注明物质的聚集状态；(2)标出对应的反应热；(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时，可不注明)。知识点一热化学方程式的概念1下列说法正确的是()A书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H483.6kJ答案C解析A项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D项，H的单位错误。2热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3kJ·mol1表示()A碳和水反应吸收131.3kJ能量B1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气并吸收131.3kJ热量C1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气并吸收131.3kJ热量D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3kJ答案C解析依据反应热的概念，表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量，单位是kJ·mol1，该热化学方程式表示1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气并吸收131.3kJ的热量，特别要指明水的状态。知识点二热化学方程式及其书写的正误判断3氢气是人类最理想的能源。已知在25、101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ，则下列热化学方程式书写正确的是()A2H2O2=2H2O；H142.9kJ·mol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H142.9kJ·mol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H571.6kJ·mol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H571.6kJ·mol1答案C解析书写热化学方程式时，要注意反应热的数值与反应物的物质的量和所处的聚集状态有关。A中既没有换算反应热数值又没写物质的聚集状态，反应放热应用“”表示；B中未换算反应热数值；D中反应热数值正确，符号写反了。4已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则下列乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H4bkJ·mol1BC2H2(g)52O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H2bkJ·mol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2bkJ·mol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)HbkJ·mol1答案A解析乙炔燃烧是放热反应，H0，则排除B、D两选项；又因反应生成1mol二氧化碳气体时，放出热量为bkJ，则生成4molCO2(g)应放出热量4bkJ，故A正确，C不正确。5下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O22SO3H196.6kJ·mol1BH2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8kJ·mol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJ·mol1DC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJ·mol1答案B解析书写热化学方程式必须注意以下几点：要注明反应物和生成物的聚集状态，A错；放热反应H为“一”，吸热反应H为“”，D错，H的单位为kJ·mol1，C错。60.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为_。又已知：H2O(l)=H2O(g)H44kJ·mol1。则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。答案B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165kJ·mol11016.5