人教版选修4第一章 化学反应与能量学案.docx

第一章 化学反应与能量一、反应热(1)化学反应中的能量变化 任何一个化学反应，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等因此，在新物质产生的同时(即化学反应中)总是伴随着能量的变化其表现形式是化学能与热能、光能、电能等之间进行转变但以化学能与热能之间的转变最为常见化学反应的本质是旧化学键断裂，新化学键生成的过程，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互吸引，在形成新化学键时，由于原子间的相互吸引而放出能量由于需要的能量和放出的能量常常并不相等，因此总体上来看，一个化学反应的进行，往往需要向外界释放出能量，或从外界吸收一定的能量化学反应释放出的能量是当今世界上最重要的能源之一如化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧(2)反应热反应热 在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热反应热用符号h表示，单位一般采用kj/mol（h与q相反q大于0表示放热q小于0表示吸热）放热反应和吸热反应 放出热量的化学反应叫做放热反应，h为负值例如：；h393.5kj/mol吸收热量的化学反应叫做吸热反应，h为正值例如：；h+131.3kj/mol (3).反应热的表示方法：反应热用h表示，其实是从体系的角度分析的。能量放热反应：体系 环境，体系将能量释放给环境，体系的能量降低，因此，放热反应的h0，为“”能量吸热反应：环境 体系，体系吸收了环境的能量，体系的能量升高，因此，吸热反应的h0，为“”(4).反应热与化学键键能的关系反应热等于反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量与生成物分子化学键形成时所释放的总能量之差。即h e反应物分子化学键总键能 e生成物分子化学键总键能当化学反应中断裂旧的化学键所需要吸收的能量小于生成新的化学键所放出的能量时，则发生放热反应反之，发生吸热反应（5）反应热与反应物和生成物的能量关系 反应物的总能量生成物的总能量 (放热反应) 反应物的总能量生成物的总能量 (吸热反应）（6）常见的放热反应 1.金属与酸的反应 2.可燃物的燃烧反应 3.酸碱中和反应 4.大多数化合反应 除h2+i2=2hi 吸热 ；n2+o2=2no 吸热 ；co2+c=2co 吸热； 常见的吸热反应 1.氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应 2.用c 、h2 、co还原金属氧化物的反应 3.某些加热分解反应 n2o4=2no2 吸热 ba(oh)28h2o+2nh4cl=bacl2+2nh3+10h2o 吸热 （注意需要加热的反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧，铝热反应。）二、正确书写热化学方程式的方法 1要注明反应物和生成物的聚集状态，因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关即：反应物 的物质相同、状态不同、h也不同但不用沉淀和气体符号。有关物质的状态亦可用英文字母表示：固 s； 液 l；气 g。 2要注明反应温度和压强(若为同素异形体，要注明名称)因为h的大小和反应的温度、压强有关如不特别 注明，即表示在101 kpa和25 3热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，故化学计量数可以是整数，也可以是分 数，相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，其h也同等倍数地改变 4h的表示：在热化学方程式中h的“”与“”一定要注明，“”代表吸热，“”代表放热 (1)热化学方程式 下列是丙烷()气体燃烧生成气体和液态水的热化学方程式： ；h2220.0kj/mol 由此可知，热化学方程式既表明物质变化，又表明能量变化即更全面完整地表示了化学反应 1已知下列两个热化学方程式 2h2(g)o2(g)=2h2o(l)； h=5716 kjmol1 c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)；h=22200 kjmol1实验测知氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847 kj，则混合气体中氢气与丙烷的体积比是a13b31c14d111 解析：据题意：1 mol h2燃烧放出的热量为2858 kj，1 mol混合气体燃烧放出的热量为3847/5=7694 kj， 由十字交叉法： 则体积比为=，故正确答案为b三、燃烧热、中和热 1.燃烧热 (1)概念：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。燃烧热 的单位一般用kjmol表示。 注意：完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：cc02，hh20，ss02等。(2)表示的意义：例如c的燃烧热为393.5kjmol，表示在101kpa时，1molc完全燃烧放出393.5kj的热量。 2.中和热 (1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 molh20，这时的反应热叫中和热。 理解中和热时注意： 稀溶液是指溶于大量水的离子。 中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。 中和反应的实质是h+和oh-化合生成 h20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热 内。 (2)中和热的表示：h+(aq)+oh-(aq)=h2o (1)； h=-57.3kjmol。 注意：a、这里的稀溶液一般要求酸溶液中的，碱溶液中的这是因浓酸 溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量 b、在中学化学主要研究强酸与强碱反应的中和热强酸与强碱的中和反应其实质是反应 (即与酸、碱的种类无关)，通过许多次实验测定，反应生成1mol时，放 出热量57.3kj其热化学方程式为 ；h57.3kj/mol 因此，下列中和反应的h相同，都为57.3kj/mol c、有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于57.3例如，下列中和反应的h的数值都小于57.3 这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量d、中和热是以生成1mol为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或 盐的化学计量数可以为分数 e、有浓硫酸是浓硫酸稀释要放出热量所以大于57.3kj 3.使用化石燃料的利弊及新能源的开发 (1)重要的化石燃料：煤、石油、天然气 (2)煤作燃料的利弊问题 煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。 煤直接燃烧时产生s02等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。 煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。 可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染， 提高煤燃烧的热利用率。4、 新能源的开发 1.燃料电池，2.氢能， 3.太阳能， 4.风能，生物能、核能、地热能、潮汐能等 调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、 核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。 最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特