2019高中化学 知识导学B学案 新人教版选修4.doc

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1、1化学反应与能量变化化学反应与能量变化【学习目标学习目标】1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义。3、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。【要点梳理要点梳理】 要点一、几个概念模型 1、有效碰撞：引起分子间发生化学反应的碰撞说明：（1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件（2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快2、活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子说明：（1）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，这还决定于

2、分 子运动的取向问题。 （2）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、活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的部分说明：（1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定的 （2）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。（3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并 不产生任何影响。如图所示：E1 ：活化能E2 ：活化分子变成生成物分子放出的能量E2-E1：化学反应前后的能量变化4、催化剂 2说明：如图所示，催化剂改变了反应过程要点二、反应热 焓变等相关概念 1、反应热定义：在

3、化学反应过程中放出或吸收的热量符号：用 Q 表示Q0，表示放热；Q0，表示吸热单位： kJ/mol2、焓变含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为 H。H 为生成物的总焓与反应物的总焓之差， 称为化学反应的焓变。HH（生成物）H（反应物）说明：（1）反应热与焓变的关系热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有 转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：QP=H，其中：Qp 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。（2）H 的正负与吸放热的关系当H 为“”或小于 0，为放热反应；当H 为“+

4、”或大于 0，为吸热反应。（3）吸放热与物质能量的关系放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即H0。吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即H0。（4）吸放热与化学键的关系反应物分子断键时吸收的能量生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。反应物分子断键时吸收的能量生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。要点三、热化学方程式1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。例如： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；H= -184.6 kJ/mol2、意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。要

5、点诠释：要点诠释：（1）热化学方程式必须标出能量变化。（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应 物和生成物的聚集状态有关。（3）热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相3应变化。【高清课堂：高清课堂：化学反应与能量变化】 要点四、正确理解和应用热化学方程式的注意事项1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学 方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。2、H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在

6、热化学方程式中出现。 若为放热反应，H 为“”；若为吸热反应，H 为“”。H 的单位一般为 kJ/mol。3、反应热H 与测定条件（温度、压强等）有关。书写热化学方程式时，应注明H 的测定条件（温度、 压强），未指明温度和压强的反应热H，指 25（298K）、101kPa 时的反应热H（绝大多数反应热H 是 在 25、101kPa 时测定的）。4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H 的数值以 及符号都可能不同。因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g 液体：l 固体：s 稀溶液：aq），才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式

7、中，不用“”和“”。5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在 热化学方程式中，只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数。对相同化学反应，化学计量 数不同，反应热H 也不同。如：。6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应 和逆向进行的反应，其反应热H 数值相等，符号相反。如：7、反应热H 的单位 kJ/mol 中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具 体指该反应中的哪一种物质。如指“每摩反应”，放出571.6kJ 的能量，而不是指反应中各物质的物质的量

8、。8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H 表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。如：是指 2mol SO2(g)和 1mol O2(g)完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入 2mol SO2(g)和 1mol O2(g)反应达到 平衡时，放出的能量为 Q，因反应不能完全转化生成 2mol SO3(g)，故 Q197kJ。49、关于反应热的大小比较问题，注意理解：有两种情况，其一是比较 Q（热量值），那么就只与反应热 的数值有关，与“”“”符号无关，“”“”只表示吸热或放热；其二是比较H，那么就与“” “”符号有关。如 两反应的反应

9、热的关系为 ab两反应的H 的关系为H1H2【典型例题典型例题】 类型一：反应热、H 等概念的理解及运用例例 1 1 下列说法或表示法错误的是 （ ）A.吸热反应是由于反应物的总能量比生成物的总能量低B.放热反应的H0C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.酸碱中和反应都是放热反应【答案答案】BC【解析解析】A 反应热是物质变化过程中与外界之间的能量交换，吸热反应说明产物的能量更高。B 根据焓的 意义，放热反应的H0 。C 吸放热反应表示的是反应过程中物质能量的一种变化，是物质的本性决定的； 反应加热是化学反应发生的条件，两者属于不同的范畴。D 中和反应是放热的。 举一反三：举一反三： 【

10、高清课堂：高清课堂：化学反应与能量变化】【变式 1】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【答案答案】AB 【高清课堂：高清课堂：化学反应与能量变化】【变式 2】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为： PP a kJmol1、PO b kJmol1、P=O c kJmol1、O=O d kJmol1。 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正 确的是 A(6a+5d4c12b)kJmol1 B(4c+12b6a5d)kJmo

11、l1 C(4c+12b4a5d)kJmol1 D(4a+5d4c12b)kJmol1 【答案答案】A 类型二： 热化学方程式的意义及书写例例 2 2 热化学方程式 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；H +131.3kJ/mol 表示（ ）A碳和水反应吸收 131.3kJ 能量B1mol 碳和 1mol 水反应生成一氧化碳和氢气并吸收 131.3kJ 热量5C1mol 固态碳和 1mol 水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热 131.3kJD1 个固态碳原子和 1 分子水蒸气反应吸热 131.1kJ【答案答案】C 【解析解析】热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。方程式中，

12、系数只表示物质的量；物质 的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；H 中 kJ/mol 表示的是在一定条件下， 物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。例例 3 3 将 0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5kJ 热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol， 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。【答案答案】 B2H6(g)3O2(g)B2O3(s)3H2O(l) H-2165kJ/mol1016.5 【解析解析】

13、0.3mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出 649.5kJ 热量，则 1mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为：1mol649.5kJ/0.3mol=2165kJ。因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：B2H6 (g)3O2(g)B2O3 (s)3H2O(l) H-2165kJ/mol由于 1mol 水气化需吸热 44kJ，则 3mol 液态水全部气化应吸热：3mol44kJ/mol=132kJ，所以 1mol 乙硼 烷完全燃烧产生气态水时放热：2165kJ-132kJ=2033kJ，则 11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放 出热量是：0.5mol2033kJ/mol=1016.5kJ。

14、举一反三：举一反三：【变式 1】已知在 1105Pa，298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484kJ 热量，下列热化学方程 式正确的是（ ）AH2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1B2H2（g）O2（g）2H2O（l） H484kJmol1CH2（g）1/2O2（g）H2O（g） H242kJmol1D2H2（g）O2（g）2H2O（g） H484kJmol1【答案答案】A【变式 2】如图所示，把试管放入盛有 25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”“等于” ）镁片和盐酸的总能量。【答案答案】（1）镁片上有大量气泡产生； 镁片逐渐溶解； 烧杯中析出晶体（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）Mg2HMg2H2（4）小于