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【推荐】高中化学选修四《化学反应原理》全套知识点学案+典例详解+习题练习共四章汇总下载

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【推荐】高中化学选修四《化学反应原理》全套知识点学案+典例详解+习题练习共四章汇总下载

一、 焓变 反应热

1.反应热和焓变

(1) 反应热:当化学反应在一定温度 下进行时,反应所吸收或释放 的热量。

 (2)焓变(ΔH):反应产物的总焓 与反应物的总焓 之差。即ΔH=H(反应产物)-H(反应物) 

(3)化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示,符号为ΔH,单位为kJ•mol-1

2.吸热反应和放热反应

(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示 

(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析

(3)表示方法

①吸热反应:ΔH为“正”或ΔH>0;

②放热反应:ΔH为“负”或ΔH<0。

二、燃烧热、中和反应热的测定

1、燃烧热

(1)概念:燃烧热是指101KPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的能量。

(2)单位是kJ/mol,燃烧热通常可用仪器由实验测得。

(3)特点:物质燃烧时一定放热,则燃烧热一定为kJ/mol 。

2.燃烧热与中和热的比较

比较角度 燃烧热 中和热

相同点 能量

变化 放热 放热

△H △H<0,单位kJ/mol

不同点 反应物的量 1mol燃烧物 不限量

生成物的量 不限量 H2O是1mol

反应热的含义 1mol燃烧物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同 生成1mol水时放出的热量;不同反应物的中和热可能相同,强酸和强碱反应均为57.3kJ/mol

【注】燃烧热和中和热使用△H表示及回答反应热时要写上“—”号。回答燃烧热、中和热时则不再加 “—”。

表示燃烧热的热化学方程式,可燃物的化学计量数必须为1。

3、中和热的测定

(1)中和热的定义:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量。

(2)中和热的测定

①装置图如下:

 

②计算公式

ΔH=  t1——起始温度,t2——终止温度。

③注意事项

a.碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是防止热量的散失。

b.为保证酸、碱完全中和,常采用其中一种稍稍过量。

c.实验中若使用弱酸或弱碱,因中和过程中电离吸热,会使测得数值偏低;若使用浓硫酸,因溶于水时放热,会使测得数值偏高;碱若使用氢氧化钠固体,因溶于水时放热,会使测得数值偏高。

三、热化学方程式

1.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.意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,同时也表明了化学反应中的能量变化

3.书写要求

(1)要注明反应的温度和压强(若在101 kPa和25 ℃可不注明),要注明ΔH的“+”与__“-”。

(2)要注明反应物和生成物的聚集状态 (表示符号:气态用“g”,液态用“l”,固态用“s”),若为同素异形体,要注明名称,稀溶液中的溶质或离子,要注明“aq”。

四、盖斯定律

1、内容:不管化学反应是一步或分几步完成,其反应焓变是相同的。

2.应用:

化学反应的反应热只与始态和终态有关,而与反应途径无关,利用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热。

如:由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径:

 

则ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH=ΔH1+ΔH2

五、能源

1.化石燃料

(1)种类:煤、石油、天然气 (填三种)。

(2)特点:蕴藏量有限,属于不可再生 (填“可以再生”或“不可再生”)能源。

(3)解决化石燃料枯竭的办法:开源节流,即开发新的能源和节约现有的能源。

2.新能源

(1)种类:太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。

(2)特点:资源丰富,可以再生 (填“可以再生”或“不可再生”),没有污染或很少污染。

3.解决能源危机的办法

开源节流、开发新能源和节约现有能源,提高能源利用率。

【热点难点全析】

一、化学反应热的计算

1.利用热化学方程式进行相关量的求解

先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。

2.依据燃烧热数据,利用公式直接求算反应热

Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)。

3.依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的

能量变化计算

ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量—生成物的化学键形成释放的能量。

4.依据反应物与生成物的能量计算

ΔH=E(生成物)-E(反应物)。

5.利用盖斯定律求反应热

适当加减已知的热化学方程式,得出待求的热化学方程式,反应热也要进行相应的加减运算,从而得出待求热化学方程式的反应热。

[特别提醒] 

(1)从能量守恒的角度去理解盖斯定律。

(2)盖斯定律说明热化学方程式可以像代数方程式一样

进行加、减运算,但在应用盖斯定律解题时,要注意化学计量数改变时,反应热要相应变化,运算过程中还应注意反应热的符号不要弄错。

【典例1】已知下列热化学反应方程式:

①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)

ΔH=-24.8 kJ/mol

②Fe2O3(s)+1/3CO(g)===2/3Fe3O4(s)+1/3CO2(g)

ΔH=-15.73 kJ/mol

③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)

ΔH=+640.4 kJ/mol

则14 g CO气体还原足量FeO固体得到固体Fe和CO2气体时对应的ΔH为                                              (  )

A.-218 kJ/mol  B.-109 kJ/mol

C.+218 kJ/mol  D.+109 kJ/mol

解析:CO气体还原足量FeO固体得到固体Fe和CO2气体的反应为FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g),根据盖斯定律,该反应可以通过①×12-②×12-③×13得到,其反应热ΔH=(-24.8×12+15.73×12-640.4×13) kJ/mol=-218 kJ/mol。则14 g CO气体还原足量FeO固体得到固体Fe和CO2气体时对应的ΔH为-109 kJ/mol。

答案:B

二、热化学方程式的书写及正误判断

1.注意ΔH的符号和单位

ΔH只能写在热化学方程式的右边,单位为kJ/mol。

(1)若为放热反应,ΔH为“-”;

(2)若为吸热反应,ΔH为“+”。

2.注意反应条件

绝大多数ΔH是在25℃、101 325 Pa下测定的,故可不注明温度和压强。

3.注意物质的聚集状态

反应物和生成物的聚集状态不同,反应热ΔH就不同。因此,必须注明物质的聚集状态。这是因为:

 

4.注意热化学方程式的化学计量数

热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。

5.正、逆反应的ΔH的关系

逆反应和正反应的反应热数值相等,符号相反。如2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)   ΔH=b kJ•mol-1

2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)    ΔH=c kJ•mol-1,则c=-b。

6.“五看”法判断热化学方程式的正误:

①看方程式是否配平;

②看各物质的聚集状态是否正确;

③看ΔH的“+”“-”是否正确;

④看反应热的单位是否为kJ/mol;

⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。

【提醒】在热化学方程式的书写和判断正误时,常见失误点有:

(1)忽视ΔH的正负。

(2)忽视ΔH的数值与化学计量数 有关。化学计量数发生变化时,ΔH的数值要相应变化。

(3)忽视物质的状态不同ΔH的数值也不同。

【典例2】下列关于热化学反应的描述中正确的是(   )

A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ/mol




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