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化学反应原理绪言一学习目标：1学习化学原理的目的2：化学反应原理所研究的范围3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程1：学习化学反应原理的目的1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子3）如何实现这个过程？通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的。2：化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？课堂思考题1、 为什么可燃物有氧气参与，还必须达到着火点才能燃烧？2、催化剂在我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量的变化（第一课时）一学习目标: 反应热,焓变二学习过程1:引 言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有思考1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 生成物具有的总能量2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 生成物具有的总能量当能量变化以热能的形式表现时：我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化2:反应热,焓变化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。反应热 焓变化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号： H ，单位：kJ/mol 或 kJmol-1H为“” 为放热反应H为“” 为吸热反应思考:能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？体系的能量如何变化？升高是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规定放热反应的H 为“”，是站在谁的角度？体系还是环境放热反应H为“”或H 0 吸热反应H为“+”或H 0HE（生成物的总能量） E（反应物的总能量）HE（反应物的键能） E（生成物的键能）3:练习1)1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。2)拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时，哪个反应放出的热量多？若干化学键的键能（ kJ/mol，25 ）1、下列说法正确的是A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B、放热的反应在常温下一定很易发生C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D、吸热反应在一定的条件下也能发生2、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知A、石墨比金刚石更稳定B、金刚石和石墨可以相互转化C、金刚石比石墨稳定D、金刚石和石墨不能相互转化第一节 化学反应与能量的变化（第二课时）一学习目标：书写表示化学反应热的化学方程式二学习过程1复习回忆1）、催化剂为什么能够加快反应速度？2）、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？3）、化学反应中能量变化的主要原因？4）、你了解“即热饭盒吗？知道是什么原理吗？5）、什么是反应热（焓变）2引入阅读课本：例1与例2与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？3、热化学方程式的书写1）热化学方程式定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2）正确书写热化学方程式应注意：（1）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，（为什么？）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。（2）标出了反应物与生成物的状态，（为什么要标出？）（3）写出了反应热，还注明了“”，“”（4）方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。4注意点：反应物和生成物前的系数它代表了什么？在方程式中H它表示了什么意义？ H的值与什么有关系？热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量，H的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其H不同。例题1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。2写出下列反应的热化学方程式1）1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量；2）2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；3） 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。4）4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。5）在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); r H= 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。6、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= 572 kJ/molC3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);H = 2220 kJ/mol5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:17、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 A C 。A、acd0 C、2a=b08若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2（g）5/2O2（g）2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol2C2H2（g）5O2（g）=4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol第一节 化学反应与能量的变化（一）典型例题【例1】下列物质加入水中显著放热的是A.固体NaOH B.生石灰C.无水乙醇 D.固体NH4NO3【分析】物质溶解于水中的热效应属于了解的内容，也是最基本的感应化学现象的一个方面。如NaOH、CaO、浓H2SO4溶于水都是典型的放热过程；NH4NO3溶于水是吸热的；C2H5OH、NaCl等溶于水热效应不明显。【答案】AB【例2】下列说法正确的是A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B.放热的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.吸热反应在一定的条件下也能发生【分析】从能量变化的角度来认识化学反应，有助于加深对反应的全面理解。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。【答案】CD【例3】航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：2NH4ClO4N24H2OCl22O2（放热），下列对此反应的叙述中错误的是（ ）A.上述反应属于分解反应B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行C.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用【分析】在2NH4ClO4N24H2OCl22O2（放热）中，高氯酸铵既是氧化剂又是还原剂。【答案】D【例4】下列说法中正确的是（ ）A.物质发生化学反应都伴随着能量变化B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量【分析】任何化学反应都有能量变化，因此A、C选项正确；但有能量变化的物质变化不一定是化学变化，如物质的三态变化，因此B不正确；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同，但不一定反应物的总能量总是高于生成物的总能量。【答案】AC【例5】下列反应既属氧化还原反应,又属放热反应的是( ) A.铝片与稀盐酸的反应 B.Ba(OH)28H2O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反应【分析】A、C、D属氧化还原反应，B为复分解反应属非氧化还原反应，A、D属放热反应，而灼热碳与二氧化碳的反应需吸热。【答案】AD（二）基础练习一、选择题1“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是（ ） A 氯化钠 B 固体硝酸铵 C 固体氢氧化钠 D 生石灰2下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是（ ） 燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量热量A B C D 3下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ） A 铝片与稀盐酸反应 B Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应C 灼热的碳与CO2的反应 D 甲烷在氧气中的燃烧反应4.下列说法正确的是 A.化学反应都伴随着能量的变化 B.个别化学反应与能量变化无关C.化学反应都要放出能量 D.放热反应的发生无需任何条件5.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6.电解质电离要吸收热量。分别用40克氢氧化钠和盐酸、醋酸完全反应，放出的热量 A.相等 B.前者大于后者 C.前者小于后者 D.无法判断71977年在印度洋东南部马德里斯的一个海湾里，一阵飓风过后，海面的巨浪上竟燃烧着熊熊大火。海水会燃烧的原因是（ ） A 时速达280公里的飓风与海水发生剧烈摩擦，产生的巨大热能使水分子分解，引起氢气燃烧B 飓风使海水分子运动速度加快，产生的热能使海水中植物燃烧C 海面上漂浮的油层被氧化而燃烧D 以上叙述都正确能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可由自然界中大量存在的水来制取：H2O(1)= H2(g)+ O2(g)；1mol液态H2O完全分解成1molH2和0.5molO2时，所需吸收的热量为285.8kJ。根据以上信息，回答第1416题：8下列叙述正确的是( )A.电能是二级能源 B.水力是二级能源C.天然气是一级能源 D.焦炉气是一级能源9关于水制取二级能源，以下研究方向不正确的是( )。A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，由此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B.设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢二、填空题10.如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么该反应是_反应.如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么该反应是_反应.C(s)+O2(g) CO2(g)是_反应，C(s)+CO2(g) 2CO(g)是_反应.11把煤作为燃料可以通过下列两种途径：途径I：途径II：先制水煤气：再燃烧水煤气：试回答下列问题：（1）判断两种途径放热：途径I放出的热量_（填“大于”、“等于”、“小于”）途径II放出的热量。（2）的数学关系式是_。（3）由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量_生成物所具有的总能量，那么在化学反应时，反应物应需要_能量才能转化为生成物，因此其反应条件为_。（4）简述煤通过途径II作为燃料的意义。_。三、计算题12（1）据了解，我国正在兴建的三峡工程将提供的水力发电功率相当于3000万千瓦的火力发电站。因此，三峡建设将有助于控制（ ）A温室效应 B白色污染C城市污水的任意排放 D长江中、下游的洪涝灾害（2）已知1g炭粉（C）在氧气中完全燃烧放出热量32.8kJ（与1g原煤相当），若以火力发电，要达3000万千瓦的功率，每年至少需耗原煤多少万吨？（每年按365天计，）（三）能力测试1铁粉和硫粉混合后，平铺在横放的试管中，加热试管的一端，反应能自行进行下去，生成硫化亚铁。请写出方程式，并从反应热的角度解释这个反应。 （1）化学方程式 ; （2）解释： 。2如图所示，把试管放入盛有250C时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：（1）实验中观察到的现象是 。（2）产生上述现象的原因是 。（3）写出有关反应的离子方程式 （4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量 （填“大于”、“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。第一节 化学反应与能量的变化（二）基础练习1.B 2.D 3.C 4.A 5.D 6.B 7.A 8A、C 解析：据题设叙述可判断，天然气、太阳能属一级能源，电能通常是由其他能源（如煤、石油等）产生的，属于二级能源。而水的情况则较为复杂，在直接利用其动能和热能时，它属一级能源。所以A、C正确。9.A、C 解析：选项A错误，大家知道水分子中的氢原子和氢分子是不同的，H2可以燃烧，并不能说明水也可以燃烧。选项B正确，水分解是一个吸热反应，通常情况下很难分解，利用太阳能产生聚集高温，以分解水正是目前研究的课题，并已取得一定成果。选项C错误，催化剂只能改变反应的速率，却不能改变水分解需吸热的情况。选项D正确，寻找廉价能源使水分解也是目前研究的课题。答案：AC10放热、吸热、放热、吸热11（1）等于 （2） （3）低于；吸收；高温 （4）固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送12（1）AD（2）解之得 x=2884.4（万吨）（三）能力测试1（1）Fe+S FeS （2）放热反应，其放出的热量可以维持它继续反应。2（1）镁片上有大量气泡产生镁片逐渐溶解烧杯中有晶体析出。（2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca（OH）2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca（OH）2晶体。（3）Mg+2H+=Mg2+H2（4）小于第二节 燃烧热 能源一学习目标：燃烧热，中和热，能源二学习过程1、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？1）定义：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。燃烧热通常可由实验测得。2）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。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（H0，表示反应吸热，不符合事实；D选项可以表示辛烷燃烧的热化学方程式，但不是表示辛烷燃烧热的式子。【答案】B 【例5】热化学方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g)；H=-297.23kJ/mol，分析下列说法中正确的是（ ） A. S(g)+O2(g)=SO2(l)；|H|297.23kJ/molB. S(g)+O2(g)=SO2(l)；|H|297.23kJ/mol，A选项正确；因为反应热H =E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)0，则说明1mol SO2的键能总和大于1mol S和1mol O2键能之和，C选项正确。【答案】AC （二）基础练习一、选择题 1我国城市环境中的大气污染物主要是( )A.CO、Cl2、HCl、酸雨 B.SO2、NO2、CO、烟尘C.NH3、CO、CO2、雾 D.HCl、SO2、N2、粉尘2燃料充分燃烧的条件是( )A.有足够多的空气 B.有氧气参加C.达到着火点 D.与空气有足够大的接触面3目前世界上最重要的气体矿物燃料是( )A.石油 B.煤气 C.水煤气 D.天然气4下列说法正确的是( )A.化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化B.煤和石油经过亿万年才能形成的，那么亿万年后地球还会形成煤、石油，因此，二者属于可再生能源C.要使燃料燃烧只需要大量的氧气D.汽车排出大量尾气中含有一定量的CO和NO会污染大气5下列说法正确的是( )A.氧化还原反应一定是放热反应B.有氧气参加的反应一定是放热反应C.煤燃烧时需要点燃，所以煤燃烧的反应是吸热反应D.二氧化碳与碳反应生成一氧化碳的反应是吸热反应6下列说法中正确的是( )A.物质发生化学反应都伴随着能量变化B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量7已知化学反应2C(s)+O2(g) 2CO(g)2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)都是放热反应，据此判断，下列说法中不正确的是( )A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量.B.56gCO和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量.C.12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量D.将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多8在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别用Q1和Q2表示：2H2(气)+O2(气)2H2O(气)+Q12H2(气)+O2(气)2H2O(液)+O2则Q1与O2的关系为( )A.Q1Q2 C.Q1Q2 D.2Q1Q29下列物质的变化过程，属于吸热变化的是( )A.浓H2SO4溶于水 B.NaOH溶于水C.CH4(甲烷)燃烧 D.干冰(CO2晶体)气化10目前，人们能够直接利用的主要能源是( )A.煤石油天然气 B.太能阳C.氢能 D.原子能核能11镁条与盐酸反应属于( )A.吸热反应 B.氧化还原反应C.放热反应 D.非氧化还原反应12若测得盐酸和氢氧化钠溶液反生成18g水时放出的热量为Q，则下列各反应在溶液中生成18g水时，放出的热量也为Q的是( )醋酸和氢氧化钠溶液；氨水和盐酸；氢氧化钾溶液和硝酸A. B. C. D.13下列说法中不正确的是( )A.电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能B.煤燃烧时化学能转变成热能C.绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能D.白炽灯工作时全部转变成光能14有如下两个反应：2HClH2+Cl22HClH2+Cl2关于这两个反应的叙述中错误的是( )A.两反应都是氧化还原反应B.两反应中的能量转换方式都是热能转变为化学能C.反应是热能转变为化学能D.反应是热能转变为化学能15酸雨的形成主要是由于( )A.空气中的SO2主要来自化石燃料和某些工业废气B.人类盲目发展经济破坏了生态环境C.大量使用汽车，汽车排放大量尾气所致D.由于臭氧被破坏所致16煤、石油、天然气是( )A.化石燃料 B.非再生能源 C.再生能源 D.天然燃料二、填空题17.日常生活和工业生产所需能量的主要来源为 ，特别是 燃料所产生的能量。18.造成环境污染的二氧化硫，主要是由于燃烧 产生的。空气中的二氧化硫部分被氧化成 ，并形成酸雾，随雨水降到地面形成 ，会使土壤 而伤害农作物。19煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径，目前不少城市将焦炭在高温下与水蒸气反应制得水煤气，写出该反应的化学方程式 。说明固体煤经处理变为气体燃料使用的优点是 。2014gFe在Cl2中完全燃烧生成FeCl3固体时，放出101.3KJ热量，写出该反应的热化学方程式。21（1）石油液化气的主要成分是，其燃烧的反应方程式为：，管道煤气的主要成分是CO燃烧反应的方程式为：。煤气灶是由灶体、进气管、进风管、电子开关等部件组成。目前管道煤气的