苏教版选修四化学全册教学课件

1、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,目标定位】 1.了解反应热和焓变的涵义。 2.了解焓变与键能的关系。了解化学反应过程中能量变化的实质。 3.认识热化学方程式的意义,并能正确书写热化学方程式,基础清单】 一、化学反应的焓变 1.反应热。 在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同_时,所_ _或_的热量。 2.焓变。 在_的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称 为反应的焓变。符号:_,单位:kJmol-1,温度,吸,收,放出,恒温、恒压,H,3.吸热反应和放热反应,二、热化学方程式 1.概念:能够表示_的化学方程式。 2.特点: (1)应标明反应

2、温度和压强:若不标明温度和压强,则表示是在 _条件下的反应热,反应热,25(即298 K)、101 kPa,2)应标明反应物和生成物的状态:在反应物和生成物的化学式 后面用英文小写字母标注其聚集状态。常用g、l、s、aq分别 表示_、_、_、_。 (3)化学计量数的意义:物质化学式前面的化学计量数表示_ _,可以用整数或简单分数表示,气体,液体,固体,水溶液,物质,的量,3.实例:已知在298 K时,2 g氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量,则此反应的热化学方程式可表示为_,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l,H=-571.6 kJmol-1,三、化学键与化学反应中能量变化

3、的关系 1.本质:反应物中化学键断裂时_的能量与生成物中化学键 形成时_的能量不同所导致的。 2.举例:N2(g)+O2(g)=2NO(g,吸收,放出,吸收,吸收,放出,1 444,1 264,思考辨析】 1.判断正误: (1)所有的化学反应都有能量的变化。( ) 分析:化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,化学键的断裂和形成过程中,能量变化不可能一致,故任何化学反应中,既有物质变化,又会伴随能量变化,2)伴随能量变化的物质变化过程,都是化学变化。( ) 分析:有能量变化的过程不一定是化学变化,如浓硫酸的稀释过程;干冰的气化过程等。 (3)反应开始前需要加热的反应一定是吸热反应。(

4、) 分析:如碳的燃烧反应,虽然该反应是放热反应,但反应开始前需要加热。 (4)物质的状态不同,化学反应的反应热不同。( ) 分析:物质的总能量与其状态有关,状态不同,总能量不同,化学反应的反应热不同,2.问题思考: (1)书写热化学方程式时,为什么必须要标明反应物和生成物的聚集状态?试举例说明。 分析:因为反应物和生成物的聚集状态不同,反应热的数值不同。例如,1 mol H2完全燃烧生成液态水放出的热量为285.8 kJ,而同样多的H2完全燃烧生成气态水时所放出的热量只有241.8 kJ,2)化学方程式和热化学方程式中的化学计量数所表示的意义有何不同? 分析:化学方程式的化学计量数只能是整数,

5、其既表示微粒的个数也表示相应物质的物质的量;而热化学方程式中的化学计量数既可以是整数也可以是分数,其仅表示相应物质的物质的量,知识链接】 kJmol-1 kJmol-1中的mol并不表示某一具体的物质,而是表示“1 mol反应”,或者说是“1 mol反应过程”,是指1 mol特定的反应组合,其数值随化学方程式中的化学计量数不同而不同。 K 热力学温度是国际单位制(SI)的7个基本量之一,符号T,单位“开尔文”,简称“开”,国际代号“K”。热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T(K)=273.15+t(,一、物质的能量、化学键的键能、焓变三者之间的关系辨析 1.微观角度:化学键与焓变,化学

6、反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化,2.宏观角度:物质能量变化与焓变,知识备选】反应热的大小比较 比较反应热(H)时要注意以下4点。 (1)放热反应(H0),H的数值越大,就越大。 (3)同一反应,生成物的状态不同时: A(g)+B(g)=C(g)H10; A(g)+B(g)=C(l)H20。 存在H2H1,4)同一反应,反应物的状态不同时: A(s)+B(g)=C(l)H10; A(g)+B(g)=C(l)H20。 存在H2H1,思悟】 (1)“放热反应一定不需要加热,吸热反应一定需要加热”的说 法正确吗?试举例

7、说明。 提示:不正确。许多放热反应也需要加热来引发,如铝热反应 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe,吸热反应不一定要加热,如反应 2NH4Cl+Ba(OH)28H2O=BaCl2+2NH3+10H2O,2)断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成生成物中的化学键释放的总能量时,该反应的焓变是正值还是负值? 提示:断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成生成物中的化学键释放的总能量时,为吸热反应,H是正值,二、“五看”法快速判断热化学方程式的正误 1.“一看”各物质的聚集状态是否正确(化学原理是否正确):反应物和生成物的聚集状态不同,反应热H也不同,因此必须注明物质的聚集状态。 2.“二看”

8、H的数值是否正确:若为放热反应，H为负值，若为吸热反应，H为正值。 3.“三看”反应热的单位是否准确:反应热的单位为 kJmol-1,要防止错写为kJ,4.“四看”反应热数值与化学计量数是否相对应:由于H与反应完成的物质的量有关,所以化学计量数必须与H相对应。 5.“五看”题目要求:写热化学方程式,答案不是唯一的。书写时要符合题目要求的物质的量等,思悟】 (1)已知I2+H2=2HI为放热反应,请分析热化学方程式“I2+H2=2HIH=14.9 kJ”中的错误之处。 提示:漏掉各物质的聚集状态; 放热反应的H0; H单位为kJmol-1,2)如何理解可逆反应的热化学方程式中的H? 提示:可逆反

9、应的热化学方程式中的H表示的是反应已完成的热量变化,与反应是否可逆无关。因是可逆反应,反应物不可能完全转化成生成物,故其实际反应放出或吸收的热量肯定要小于H的数值,类型一 化学键与化学反应中的能量变化 【典例】(2014金华高二检测)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应 过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的H1=-99 kJmol-1,请回答下列问题: (1)该反应属于反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)从化学键的角度分析,F代表什么意义?_ 。 (3)改变反应条件可改变E值大小,如加入V2O5作催化剂,可使E值减小。E的大小对该反

10、应的反应热(填“无影响”“有影响”或“不确定”)。 (4)图中H=kJmol-1,解题指南】解答本题时要注意以下两点: (1)看清图像中各个点的意义(包括起点、最高点、拐点等)。 (2)熟练掌握化学键断裂形成过程中能量变化情况、焓变、热效应之间关系,解析】(1)由题目条件可知,1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的H1=-99 kJmol-10,该反应为放热反应。 (2)E代表旧键断裂时吸收的能量,则F代表新键形成时释放的能 量。 (3)E值的大小代表了断裂旧键时所吸收的能量,而反应热的数 值取决于旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量的差值, 所以E的大小对反应热无影响。

11、 (4)图示代表2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化,所 以H=2(-99)kJmol-1=-198 kJmol-1,答案:(1)放热 (2)新键形成释放的能量(3)无影响 (4)-198,方法规律】反应热、焓变的图像问题的解题思路 反应热、焓变的图像辨析题是经常会出现的一类题目。解题的关键是能根据图像的纵横坐标的意义,根据图线的走向趋势,顺利判断出物质在反应过程中的能量变化情况。同时,对于焓变、反应热、键能、物质的能量等概念要有清晰的认识,变式训练】(2012大纲版全国卷)反应A+BC(H0),XC(H0),下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是(,解析】选

12、D。A项中A与B反应生成X的反应是放热反应,X生成C的反应是吸热反应,均与题意矛盾,A项不正确;B项X生成C的反应是吸热反应,与题意不符,B项错误;C项中A与B反应生成X的反应是放热反应,与题意矛盾,C项不正确;D项中A与B反应生成X的反应是吸热反应,X生成C的反应是放热反应,且A与B反应生成C的反应是放热反应,符合题意,因此D项正确,类型二 热化学方程式的书写 【典例】(2013富阳高二检测)燃烧ag乙醇(液态)生成CO2气 体和液态H2O放出的热量为Q kJ,经测定ag乙醇与足量Na反应能 生成H25.6 L(标准状况),则乙醇燃烧的热化学方程式正确的是 () A.C2H5OH(l)+3O

13、2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H=-Q kJmol-1 B.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H=- Q kJmol-1,C. C2H5OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+ H2O(l) H=Q kJmol-1 D.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) H=-2Q kJmol-1,解题指南】解答本题要注意以下两点: (1)根据H2的体积计算出ag乙醇的物质的量。 (2)注意H的符号以及与化学计量数的对应关系,解析】选D。热化学方程式中物质前的数字只表示物质的量,因此,应首先计算1 mol乙醇燃烧的反应热。 2C2H5OH+

14、2Na 2C2H5ONa+H2 2 mol 22.4 L n(C2H5OH) 5.6 L 所以n(C2H5OH)=0.5 mol,即ag乙醇的物质的量为0.5 mol。由题意知1 mol液态乙醇燃烧生成CO2气体和液态H2O,放出的热量应该为2Q kJ,因此D正确,名师点评】讲解本题时应注意以下3点: (1)热化学方程式中物质前的数字只表示各物质的物质的量。 (2)分清H的数值的意义。若为放热反应，H为负值，若 为吸热反应，H为正值。 (3)在有关化学方程式的计算中,列比例式时要注意各物理量的 对应关系,方法规律】化学方程式与热化学方程式的区别,变式训练】已知充分燃烧ag乙炔(C2H2)气体时

15、生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是() A.2C2H2(g)+ 5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-4bkJmol-1 B.C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) H=2bkJmol-1,C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2bkJmol-1 D.2C2H2(g)+ 5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=bkJmol-1,解析】选A。放热反应中H0,所以B、D错误。生成1 mol CO2时放出bkJ的热量,所以,生成4 mol CO2时放出热量为4bkJ,所

16、以A正确,C错误,类型三 反应热大小的比较 【典例】(2013聊城高二检测)下列各组热化学方程式中,化学反应的H前者大于后者的是() C(s)+O2(g)=CO2(g)H1 C(s)+ O2(g)=CO(g)H2 S(s)+O2(g)=SO2(g)H3 S(g)+O2(g)=SO2(g)H4,H2(g)+ O2(g)=H2O(l)H5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H6 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H7 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8 A.B.C.D,解题指南】解答本题要注意以下两点: (1)物质的状态,热化学方程式中的化学计量数对H均有影响。

17、(2)比较H的大小时要包括数值和符号,解析】选C。中前者为完全燃烧,后者为不完全燃烧,前者 放出热量多,但H1、H2均为负数,故H1H4; 中方程式化学计量数不同,化学计量数大的H小,故H5 H6;中前者为吸热反应,H7为正数,后者为放热反应, H8为负数,故H7H8,误区警示】比较反应热大小时的注意事项 (1)比较H的大小时要包括数值和符号,当H为“负值”的时候,数值越大,H反而越小。 (2)吸热反应的H一定大于放热反应的H。 (3)同种物质在聚集状态相同时比较其H的大小,要看化学计量数,H和物质前的化学计量数成对应关系,变式训练】(2014宁波高二检测)同温同压下,已知下列各 反应为放热反

18、应,下列各热化学方程式中热量数值最小的是 () A.2A(l)+B(l)=2C(g)H1 B.2A(g)+B(g)=2C(g)H2 C.2A(g)+B(g)=2C(l)H3 D.2A(l)+B(l)=2C(l)H4,解析】选A。该题目比较热量数值的大小,即H的大小。反应前A、B为气态时总能量最高,反应后C为液态时能量最低,其差值最大,化学反应中能量变化的实验探究 某同学进行如下实验,探究化学反应中的能量变化,通过实验测出,反应前后烧杯中的温度升高,烧杯中的温度降低。 请根据实验现象探究下列问题: (1)试根据温度变化判断烧碱溶液与稀盐酸的反应以及Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是放热反

19、应还是吸热反应。 提示:反应前后烧杯中的温度升高,故烧碱溶液与稀盐酸的反应为放热反应;烧杯中的温度降低,故Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,2)试根据实验烧杯的上述实验现象来判断中反应物与生成物所含能量的相对大小。 提示:因为该反应为吸热反应,所以反应物的总能量低于生成物的总能量,3)已知0.2 mol NaOH与0.2 mol HCl完全反应放出11.46 kJ的热量,试写出烧杯中所发生反应的热化学方程式。 提示:0.2 mol NaOH与0.2 mol HCl完全反应放出11.46 kJ的热量,那么1 mol NaOH与1 mol HCl完全反应放出57.3 kJ的热量,

20、热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJmol-1,4)已知反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H 0的反应过程可以表示为 则烧杯中的反应该如何表示,提示:由题意知,2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=BaCl2(s)+ 2NH3(g)+10H2O(l)为吸热反应,H 0,反应过程可以表示为,第2课时 反应热的测量与计算能源的充分利用,目标定位】 1.初步学习测定化学反应的反应热的实验方法,能正确分析误差产生的原因,并能采取适当措施减小误差。 2.知道盖斯定律的内容,能运用盖斯定律计算化学反应的反应热,

21、3.了解标准燃烧热、热值的概念。 4.了解常见的节能措施及节能的意义。 5.了解化学在解决能源危机中的重要作用及常用的节能方法,基础清单】 一、反应热的测量与计算 1.反应热的测量: (1)原理:反应热H=-cmt。 c:反应溶液的比热容,指单位质量的某种物质温度升高_ 时所吸收的热量。 t:反应体系的温度变化,1,2)仪器简易量热计,测定反应前后溶液的温度,使反应充分进行、体系的温度均匀,保温作用,反应容器,2.反应热的计算盖斯定律: (1)内容:一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其 总的热效应是_的。 (2)本质:化学反应的焓变只与反应的_和_有 关,而与反应的途径无关。如图所

22、示,完全相同,起始状态,最终状态,H1+H2,H3+H4+H5,3)应用:运用盖斯定律可以方便地计算出不易测定的反应的热 效应。若一个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程 式相加减得到,则该反应的焓变亦可以由这几个反应的焓变_ _而得到,相,加减,二、能源的充分利用 1.能源: (1)我国主要能源及使用形式:我国目前使用的主要能源是_ _,使用的能量的主要形式是_和_。 (2)新能源:主要包括太阳能、氢能、核能、风能、生物质能、 地热能、潮汐能等,化石,燃料,电能,热能,2.衡量燃料燃烧放出热量大小的物理量: (1)标准燃烧热:在101 kPa下,_物质完全燃烧的反应热。 (2)热值:_

23、物质完全燃烧所放出的热量,1 mol,1 g,思考辨析】 1.判断正误: (1)化石燃料主要包括石油、煤和天然气,它们蕴藏量无限,可 以再生。( ) 分析:化石燃料蕴藏量有限,不可再生。 (2)化学反应的焓变与反应途径密切相关。( ) 分析:化学反应的焓变只与反应的始态、终态有关,与过程无关,3)在101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出 热量称为氢气的标准燃烧热。( ) 分析:完全燃烧时H2应转化为H2O(l)而不是H2O(g,2.问题思考: (1)CH4的标准燃烧热H=-890.3 kJmol-1,所表示的含义是什么? 分析:表示25、101 kPa时,1 m

24、ol CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)所放出的热量为890.3 kJ。 (2)如何理解标准燃烧热中的“完全燃烧”? 分析:完全燃烧生成稳定的氧化物是指在常温常压下能稳定存在的氧化物,如C转化成CO2(g),S转化成SO2(g),H2转化成H2O(l)(注意:氢的燃烧产物不能是气态,知识链接】 生物质能 太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,地热能 大部分是来自地球深处的可再生性热能

25、,它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。还有一小部分能量来自太阳,大约占总的地热能的5%,表面地热能大部分来自太阳。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。地热能不但是无污染的清洁能源,而且如果热量提取速度不超过补充的速度,那么热能是可再生的,一、标准燃烧热和中和热 1.标准燃烧热的含义,2.标准燃烧热与中和热的比较,知识备选】能源的分类,思悟】 (1)已知氢气的标准燃烧热为H=-285.8 kJmol-1,应该怎样 计算10 g氢气完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量呢? 提示:根据可燃物的燃烧热计算可燃物完全燃烧放出的热量公 式:放出的热量Q=n(可燃物

26、)|H(可燃物)|,10 g氢气的物 质的量为5 mol,则放出的热量为Q=5 mol-285.8 kJmol-1 =1 429 kJ,2)已知H+OH-=H2OH=-57.3 kJmol-1。0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2完全反应放出的热量也是57.3 kJ吗? 提示:不是。中和热的实质是H+、OH-结合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成沉淀或难电离的其他物质等),这部分反应热不应计在中和热内。H2SO4和Ba(OH)2反应生成了BaSO4沉淀,二、盖斯定律的应用 1.加合法: (1)方法:运用所给热化学方程式通过加减(或乘除)的方法得到所求热化学方程

27、式,同时反应热也做相应的变化。 (2)举例。 已知: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1=-483.6 kJmol-1,H2O(g)=H2O(l)H2=-44.0 kJmol-1 写出H2(g)+ O2(g)=H2O(l)的热化学方程式 根据盖斯定律:将 +便得出 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=H1 +H2=(-483.6 kJmol-1) + (-44.0 kJmol-1)=-285.8 kJmol-1 所求热化学方程式为 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H=-285.8 kJmol-1,2.虚拟路径法: (1)原理:先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯定律

28、列式求解,即可求得待求的反应热。可表示如下 若反应物A变为生成物D,可以有两个途径: 则有H=H1+H2+H3,2)实例。 已知下列两个热化学方程式: P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) H1=-2 983.2 kJmol-1 P(s,红磷)+ O2(g)= P4O10(s) H2=-738.5 kJmol-1,若要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程,根据盖斯定律: H=H1+(-H2)4 =-2 983.2 kJmol-1+738.5 kJmol-14 =-29.2 kJmol-1, 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 P4(s,白磷)=4P(s,红磷)H=-29.2

29、 kJmol-1,思悟】 (1)已知C(s)+ O2(g)=CO(g)H1=? CO(g)+ O2(g)=CO2(g)H2=-283.0 kJmol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5 kJmol-1 如何求H1? 提示:几个化学方程式的关系:+=;则H1+H2=H3, 即H1=H3-H2=-393.5 kJmol-1+ 283.0 kJmol-1= -110.5 kJmol-1,2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H1=-571.6 kJmol-1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H2=-483.6 kJmol-1;求H2O(l) =H2O(g)

30、H3=,提示:若写出H2O(l)=H2O(g)H3=?可虚拟如下过程, 根据盖斯定律:H3=(H2-H1)/2= -483.6 kJmol-1-(-571.6 kJmol-1)/2= 44 kJmol-1,类型一 标准燃烧热和中和热 【典例】下列关于热化学反应的描述中正确的是() A.500、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-38.6 kJmol-1 B.HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3 kJmol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反

31、应的中和热H=2(-57.3)kJmol-1,C.CO(g)的标准燃烧热H=-283.0 kJmol-1,则反应2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)的H=2283.0 kJmol-1 D.1 mol乙醇燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是乙醇 的标准燃烧热,解题指南】解答本题时要注意以下两点: (1)完全燃烧时CCO2,HH2O(l)。 (2)中和热不包括溶解热、沉淀热等,解析】选C。A项,热化学方程式所对应的反应热是指反应物 完全转化为生成物时的热量变化。题干中反应放出19.3 kJ的 热量时,N2和H2并不能完全转化为NH3,故1 mol N2和3 mol H2若 完全反应,放出的

32、热量应大于38.6 kJ,故A错;B项,因本反应中 生成了CaSO4沉淀,形成沉淀时也会放出热量,故H2 (-57.3)kJmol-1,B错;C项,由CO(g)的标准燃烧热H= -283.0 kJmol-1可知,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-2 283.0 kJmol-1,热化学方程式相反,H符号相反,故2CO2(g,2CO(g)+O2(g)的H=2283.0 kJmol-1,C正确;D项,标准燃烧热所指的是生成稳定的化合物,水应为液态,D错误,误区警示】正确理解可逆反应中的H和中和热 (1)正确理解可逆反应中的H:可逆反应的热化学方程式中的H表示的是反应已完成的热量变化,与反

33、应是否可逆无关。H应该是反应物完全反应后放出的热量,也指生成相应物质的量的生成物,需要相应反应物的物质的量的对应热量,2)正确认识中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成 1 mol水时的反应热叫做中和热。其中必须是酸和碱的稀溶液, 因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热,其放出的热量 大于57.3 kJmol-1;弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收 热量,其放出的热量小于57.3 kJmol-1;中和热也不应包括沉 淀热、水解热等,变式训练】(2013杭州高二检测)已知反应: 101 kPa时,C(s)+ O2(g)=CO(g) H1=-110.5 kJmol-1 稀溶液中,H+(aq)

34、+OH-(aq)=H2O(l) H2=-57.3 kJmol-1 下列结论正确的是(,A.若碳的标准燃烧热用H3来表示,则H3H1 C.浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的中和热为H= -57.3 kJmol-1 D.稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量,解析】选A。A项,1 mol C(s)完全燃烧生成CO2时放出的热量大于不完全燃烧生成CO时放出的热量,所以若碳的标准燃烧热用H3来表示,则H3H1,正确;B项错误;C项,浓硫酸溶于水时放出大量的热,所以与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol H2O放出的热量应大于57.3 kJ,错误;D项,醋酸是弱电解质,电离时吸热,所以

35、稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水,放出热量小于57.3 kJ,错误,类型二 盖斯定律的应用 【典例】(1)(2013浙江高考节选)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应: 反应:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq)H1,反应:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq)H2 反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq)H3 则H3与H1、H2之间的关系是:H3,2)(2013天津高考

36、节选)为减少SO2的排放,常将煤转化为清洁气体燃料。 已知:H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H=-241.8 kJmol-1 C(s)+ O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJmol-1 写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:_,3)(2013广东高考节选)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。 O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成: I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g)H1 IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq)H2 HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq) I2(aq)+H2O(l)H3 总反应的化学方程式

37、为_ , 其反应热H,4)(2013四川高考节选)焙烧明矾的化学方程式为4KAl(SO4)212H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O。焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa时: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H1=-197 kJmol-1; H2O(g)=H2O(l)H2=-44 kJmol-1; 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) H3=-545 kJmol-1。 则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_,解题指南】解得本题的关键是分清已知热化学方程式与目标热化学方程式的区别,然后将已知热化学方程式

38、进行合理运算得到目标方程式,解析】(1)根据题中三个反应,反应=反应2-反应,因 此H3=2H2-H1。 (2)第二个式子减去第一个式子可得焦炭与水蒸气反应的热化 学方程式: C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=131.3 kJmol-1。 (3)将已知3个化学方程式连加可得O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq) I2(aq)+O2(g)+H2O(l),由盖斯定律得H=H1+H2+H3。 (4)将三个反应依次编号为, ,得SO3(g)+ H2O(l)=H2SO4(l)H=-130 kJmol-1,答案:(1)2H2-H1 (2)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

39、 H=131.3 kJmol-1 (3)O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)=O2(g)+I2(aq)+H2O(l)H1+H2+H3 (4)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) H=-130 kJmol-1,名师点评】讲解本题时应注意以下两点: (1)运用乘法运算改变已知热化学方程式中各物质的化学计量数时,焓变的数值也要作相应的运算。 (2)最后将变化后所得的已知热化学方程式进行叠加得到目标热化学方程式时,焓变也要带着符号进行叠加运算,方法规律】运用盖斯定律计算反应热的解题流程 (1)“变”:根据发生的总反应,将各反应途径进行相应的改变,即若在各分步反应中是反应物,但在总反应中是

40、生成物,则在变化时将分步反应中的生成物变为反应物,反应物变为生成物,焓变变为其相反数;反之亦然。 将各分步反应中各物质的化学计量数变为与总反应式中对应物质的化学计量数,焓变的数值作相应的改变,2)“加”:最后将变化所得的各分步反应叠加,将等号两边相同的物质抵消,焓变的数值相加,即得该反应的化学方程式和反应热,变式训练】(2013海南高考)已知下列反应的热化学方程式: 6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H2 C(s)+O2(g)=CO2(g)H3 则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)

41、+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的H为(,A.12H3+5H2-2H1 B.2H1-5H2-12H3 C.12H3-5H2-2H1 D.H1-5H2-12H3,解析】选A。利用方程式相加求新的方程式时应注意两点: (1)如果分步反应与总反应中的物质在同一侧时应相加,将分步 反应中的物质转移至另一侧时应该相减; (2)可将分步反应乘以适当的化学计量数来求总反应方程式。 整理方程式如下:将第1个方程式乘以2,并颠倒书写,将第2个方 程式乘以5,将第3个方程式乘以12;然后将3个方程式相加得到 要求的反应方程式,应用盖斯定律计算的问题探究 将煤转化为水煤气的主要化学反应为 C(s)+H2

42、O(g) CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧 的热化学方程式为 C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-1 H2(g)+ O2(g)=H2O(g)H=-242.0 kJmol-1 CO(g)+ O2(g)=CO2(g)H=-283.0 kJmol-1,思考探究】 (1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式。 提示:设给出的三个热化学方程式分别为、,结合盖斯 定律知-得出 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的反应热H=(-393.5 kJmol-1) -(-242.0 kJmol-1)-(-283.0 kJmo

43、l-1)=131.5 kJmol-1。 则有C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=131.5 kJmol-1,2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图,并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。 a.甲、乙两同学谁的观点正确?原因是什么? 提示:乙同学的观点正确,甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或H1=H2+H3,且H20,b.将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接

44、燃烧相比有很多优点,你能列举其中的两个优点吗? 提示:减少污染, 燃烧充分, 方便运输(任选2点即可,第二单元 化学能与电能的转化,思考,思考,锌片表面有气泡,铜片表面无气泡,铜与稀硫酸不反应,锌与稀硫酸反应,锌片表面有少量气泡，锌片逐渐溶解，铜片表面有大量气泡，电流表指针偏转,锌片表面有气泡 铜片表面无气泡,G,实 验 与 探 究,一、原电池,这种将化学能直接转化为电能 的装置叫做原电池,从能量变化的角度分析这是什么装置,铜片上氢气是怎么产生的,原电池的原理是什么,讨论,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,还原剂失去的电子从锌极流出,流入铜极,

45、经外电路,Zn2,H,SO42,电流方向,电极反应,你是如何判定装置的正、负极,思考与交流,氧化反应,Zn2e- Zn2,2H+ + 2e-H2,负极,正极,Zn+2H+Zn2+H2,锌铜原电池原理,还原反应,观察原电池的装置图， 思考构成原电池应具备哪些条件 ,三、原电池的形成条件,电极材料均插入电解质溶液中,两极相连形成闭合电路,1. 电极,2. 电解质溶液,3. 回路,两极一液成回路,自发进行氧化还原反应是前提条件,练习,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由,2下列装置哪些可以形成原电池? 形成原电池的写出电极反应式,并指出电子流动方向,C,5,下列方程式能设计成原电池吗?若

46、能，判断原电池的正负极,Fe+Cu2+=Fe2+Cu,2NaOH+H2S04=Na2SO4+2H2O,4、在锌与盐酸的反应过程当中,某同学为了加快反应速率,在盐酸和锌的混合物中滴加几滴CuCl2溶液,请分析其机理,四、原电池原理的应用,a、加快氧化还原反应的速率,b、比较金属的活动性强弱,c、设计原电池,如利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化还原反应设计原电池,负极,正极,Cu2e = Cu2,2Fe3+ +2e =2Fe2,氧化反应,还原反应,d、金属的腐蚀,金属阳离子,失e,氧化反应,化学腐蚀,电化学腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,常见普遍,金属腐蚀,金属原子,是指金属或

47、合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化还原）而腐蚀损耗的过程,化学腐蚀（次要,金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接 发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反 应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原 反应,电化学腐蚀（主要,不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀,化学腐蚀与电化学腐蚀比较,负极（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极（C）： 2H2OO24e = 4OH Fe2+与OH-形成Fe(OH)2，又被氧化成Fe(OH)3，分解后形成铁锈Fe2O3. 电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,在潮湿

48、的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H+和OH，还溶解了氧气，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化,2FeO2+2H2O=2Fe(OH)2,总式,例如铁的腐蚀,1、析氢腐蚀,酸性较强的条件下的腐蚀,负极,正极,Fe2e =Fe2,2H+ 2e =H2,2、吸氧腐蚀,酸性较弱或中性条件下的腐蚀,负极,正极,2Fe4e =2Fe2,O2+2H2O+4e =4OH,在溶液中发生反应: Fe2+ 2OH Fe(OH)2,4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3(形成褐色锈斑

49、,将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中 一段时间，以下叙述正确的是 A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C 两烧杯中溶液的pH均增大 D 产生气泡的速度甲比乙慢,练习,C,空气电池,锂电池,二、化学电源,二.化学电源,一次电池（如干电池）:用过后不能复原 二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用 燃料电池：将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转化为电能的发电装置,化学电源,1、干电池,普通锌锰干电池,正极,石墨棒,负极,锌筒,电解质溶液,调成糊状的氯化铵,碱性锌锰干电池,电解液改成碱液,负极改作锌粉,主要反应,负极：Zn 2e- =Zn2,正极： 2M

50、nO2 + 2NH4+ + 2e- = 2MnO(OH) + 2NH3,Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3,2、铅蓄电池,正极,PbO2,负极,Pb,电解质溶液,稀硫酸,又叫铅酸蓄电池,主要反应,负极：Pb + SO42- 2e- =PbSO4,正极：PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- = PbSO4 + 2H2O,总反应,Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O,镍镉蓄电池可广泛用于收录机、电话机,银锌蓄电池是一种高能电池，体积小，质量轻,锂电池也是一种高能电池，体积小，质量轻,3、银锌纽扣电池,正

51、极,负极,电解质溶液,Zn + Ag2O + H2O Zn(OH)2 + 2Ag,Zn,Zn 2e- = Zn2,KOH溶液,Zn 2e- + 2OH- = Zn(OH)2,Ag2O,Ag2O 2e- + H2O = 2Ag +2OH,4、镍氢电池,正极,负极,MH,NiO(OH,5、氢氧燃料电池,极板为惰性电极,KOH溶液为电解质溶液,主要反应,负极：2H2 + 4OH- 4e- =4H2O,正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH,总反应,2H2 + O2 =2H2O,6、甲醇空气燃料电池,2CH3OH + 3O2 + 4 OH- = 2CO32- + 6H2O,负极：2CH3OH

52、 + 16OH- 12e- =12H2O + 2CO32,正极：3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH,甲烷氧气燃料电池 该电池用铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气 负极： 正极： 放电总反应式,CH4+10OH8e=CO32+7H2O,2O2+4H2O+8e= 8OH,CH4+ 2O2+2KOH =K2CO3 +3H2O,Al空气海水电池 负极： 正极： 放电总反应式,4Al 12e = 4Al3,3O2+6H2O+12e= 12OH,4Al + 3O2+6H2O= 4Al( OH)3,第三单元 金属的腐蚀与防护,金属的腐蚀 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（20

53、05年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失,你知道吗,国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸

54、槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全,腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁,你知道吗,面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐,你思考过吗,铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢,铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快,请比较这两组实验现象的异同,联系旧知,1、金属的腐蚀,金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程,一、金属的电化学腐蚀,新知储备,铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢,铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快,按下图进行实验）

55、请比较实验现象的差异,联系旧知,金属与其他物质直接接触,不纯金属或合金 发生原电池反应,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍,2、金属腐蚀的类型（书P23,新知储备,钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，它们是如何发生电化学腐蚀生成红红的铁锈的呢,你思考过吗,向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按书P24图1-27装置好仪器。3分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（小试管中加入品红溶液）的变化,活动探究（书P23,注：具支试管中留有少量的氯化钠溶液和稀醋酸,实验现象,装置a中的

56、导管中水柱上升，装置b中的导管中水柱下降,装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。 装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成,思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么,在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率,交流讨论,实验结论,氧气（O2,氢气（H2,Fe2O3 nH2O,铁锈,通常两种腐蚀同时存在，吸氧腐蚀更普遍,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜呈酸性,水膜呈中性或碱性,电极反应,负极Fe(-,正极C(,总反应,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,新知储备,3、金属的电化学腐蚀,1、如图,

57、水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察,1,若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极,若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：负极： 正极：,2,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2,2H+2e-H2,典型例题,2、下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 (,A. B. C. D,A,典型例题,在同一电解质溶液中，电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀,金属腐蚀的快慢规律,总结规律,金属的腐蚀如此厉害，我们应该采取哪些措施防腐呢,你思考过吗,除此以外还有哪些防护

58、方法,新知储备,二、金属的防护,1、在金属表面覆盖保护层,a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料,b.镀上一层耐腐蚀的金属,c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝,新知储备,2、改变金属内部组成结构制成合金。 如不锈钢,3、电化学保护法,1.牺牲阳极的阴极保护法,原理,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀,牺牲阳极的阴极保护法示意图,2.外加电流的阴极保护法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀,外加电流的阴极保护法示意图,典

59、型例题,3、下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是（ ） A.在钢铁制品表面镀一层金属锌 B.讲钢铁制品放置于潮湿处 C.在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构 D.将铁制品与电源负极相连,B,总结规律,防腐措施由好到坏的顺序,外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件,谢谢,专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元化学反应速率,烟花的爆炸是瞬间完成,溶洞的形成需要亿万年时间,CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O,一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需要几百年。 汽车尾气NO、CO反应能生成N2、CO2，但汽车尾气中仍有NO、CO排放，因为反应太慢了,有的反应我们认为快一点好,一、化学反应速