人教版化学选修4第一章 化学反应与能量 复习要点 有解析Word文档格式.docx

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431

176

计算反应：

SiCl4（g）+2H2（g）==Si（s）+4HCl（g）ΔH＝______________kJ/mol。

【解析】ΔH＝4×

360kJ/mol+2×

436kJ/mol-2×

176kJ/mol-4×

431kJ/mol＝+236kJ/mol

【答案】+236

2．有关化学键的键能数据如表：

Si—O

O=O

460

498.8

Si（s）＋O2（g）===SiO2（s）ΔH＝______________kJ/mol。

【解析】ΔH＝2×

176kJ/mol+498.8kJ/mol-4×

460kJ/mol＝-989.2kJ/mol

【答案】-989.2

3.有关化学键的键能数据如表：

C－H

O－H

C＝O

H－H

414

464

803

CH4（g）＋2H2O（g）==CO2（g）＋4H2（g）　ΔH＝______________kJ/mol。

414kJ/mol+4×

460kJ/mol-2×

803kJ/mol-4×

436kJ/mol＝+146kJ/mol。

【答案】+146

4．有关化学键的键能数据如表：

C-O

C-H

H-O

C=O

C-C

a

b

c

d

e

f

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝______________kJ/mol。

b+2d-2e-4c

【答案】4×

b+2d-2e-4c

5.右图是某反应的能量变化图，参考该图回答下列问题：

（1）符号表示的意义。

a；

c；

E1；

E2。

（2）该反应是（填“吸热”“放热”）反应；

热量变化数值为；

（3）ΔH＝kJ/mol。

【解析】由图可知，a是反应物的总能量，b是反应物活化后的总能量，c是生成物的总能量，E1是正反应的活化能（反应物总键能），E2是逆反应的活化能（生成物的总键能）。

由于反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热的，热量变化值为E2-E1，反应热ΔH＝E1-E2。

【答案】反应物的总能量，c是生成物的总能量，正反应的活化能，逆反应的活化能。

放热，E2-E1，

E1-E2。

要点二、热化学方程式

1．热化学方程式

（1）定义：

能表示参加反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。

（2）意义：

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

2．书写热化学方程式的方法

（1）标明物质的物质的状态；

（2）标明反应所处的条件（常温常压可不注明）；

（3）标明对应的反应热；

放热反应的△H为“—”，吸热反应的△H为“+”。

（4）热化学方程式中的化学计量数不表示分子数，只表示物质的量，可以是整数也可以是分数。

*注意①对于同一反应配平方式不同△H不同。

②对于可逆反应；

正、逆反应的△H互为相反数。

热化学方程式中的可以不用“↓”“↑”符号。

6.依据事实，写出下列化学反应的热化学方程式：

（1）1molCO气体和氧气完全反应，生成二氧化碳气体放热283KJ：

；

（2）1molCu与适量O2起反应，生成CuO，放出157kJ热量；

（3）卫星发射时可用肼（N2H4）作燃料，0.5molN2H4（l）在O2（g）中燃烧，生成N2（g）和H2O（l），放出311kJ热量．；

（4）将0.2mol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433kJ热量，；

（5）1g碳酸钙完全分解吸收热量1.785kJ；

（6）1g甲硅烷（气体）自燃放出热量为44.6KJ：

；

（7）已知氢气和氧气生成1mol液态水放出热量285.8KJ,1mol液态水转化为气态吸收44.0kJ热量，则：

气态水分解成氢气和氧气的热化学方程式：

。

【解答】

（1）CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=﹣283KJ/mol或者2CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣566KJ/mol

（2）Cu（s）+1/2O2（g）=CuO（s）△H=+157KJ/mol或者2Cu（s）+O2（g）=2CuO（s）△H=+314KJ/mol

（3）当N2H41mol时热量乘2：

N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-622kJ/mol

（4）当B2H61mol时热量乘5：

B2H6（g）+3O2（g）=B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol

（5）当CaCO31mol时热量乘10：

CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H=+178.5KJ/mol

（6）当甲硅烷1mol时热量乘32：

SiH4（g）＋2O2（g）=SiO2（s）＋2H2O

（1）△H=-1427.2KJ/mol

（7）1mol液态水转化为水蒸气要吸收44.0KJ的热量,那么氢气和氧气生成1mol气态水放出热量241.8KJ,将其反写得：

H2O（g）=H2（g）+1/2O2（g）△H=+241.8kJ/mol

要点三、反应热的类型

1.中和热：

在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时的反应热叫做中和热。

（2）表示：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-57.3KJ/mol

*注意：

①参加反应的酸碱要是稀溶液，因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。

　②强酸与强碱的中和反应其实质是H＋和OH－反应（即与酸、碱的种类无关），通过许多次实验定，

1molH＋和1molOH－反应生成1molH2O时，放出热量57.3kJ。

因此，所有中和反应的△H相同，都为－57.3kJ/mol。

　③中和热是以生成1molH2O为基准，表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其它物质的可以为分数；

强酸与强碱中和时生成1molH2O均放热57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时生成1molH2O放热均小于57.3kJ。

（3）中和热的测定

①通常使用0.50mol/L的盐酸与0.55molL/LNaOH溶液进行试验；

②分别量取50ml盐酸和50mlNaOH溶液，并分别测出溶液温度,

计算出平均温度t1。

*使用稍过量的NaOH的原因，防止有NaOH与空气中二氧化碳反应，

目的是确保盐酸被完全中和。

③试验常用右图的装置进行，一般进行三次，温度取三次实验的平

均值t2；

反应产生的热量:

Q=Cm△t=4.18kJ/（Kg·

℃）×

0.1kg（t2-t1）

生成的水的物质的量等于HCl的物质的量。

n（HCl）=0.0025mol

中和热：

△H=-QKJ/0.0025mol

7.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。

通过测

定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是。

（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值

（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

（4）实验中60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，

与上述实验相比，所放出的热量（填“相等”、“不相等”），

所求中和热（填“相等”、“不相等”），简述理由：

。

（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会（均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）；

用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会（均填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

【解析】

（1）中和热测定实验需要环形玻璃搅拌棒上下搅拌，图中没有；

（2）为了减少误差，实验要尽可能保温，烧杯间填满碎纸条的作用是为了保温、减少热量的散失。

（3）大烧杯不盖硬纸板，热量会散失，求出的中和热数值会偏小；

（4）中和反应放出热量的多少与生成水的多少有关，实验生成的水比题设多，产生的热量就多，所以不相等。

中和热只与酸碱中和生成一摩尔水放出的热量有关，与酸碱的用量无关。

所以相等；

（5）电离是吸热的，氨水不完全电离，反应中会消耗中和产生的热量用来电离，用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测出的热量就偏小，中和热的数值就偏小。

（5）用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，少量NaOH会与接触的CO2的反应，就会使盐酸不能完全被中和，这样测出的热量就偏小，中和热的数值就偏小。

【答案】

（1）环形玻璃搅拌棒，

（2）为了保温、减少热量的散失；

（3）偏小；

（4）不相等；

相等；

（5）偏小，偏小。

2.燃烧热

25℃、101KPa时，一摩尔纯物质完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

单位：

KJ/mol

①测定条件：

常温、常压；

　②燃烧的物质一定为一摩尔纯物质；

③生成稳定的化合物（生成物不能再燃烧）。

如C→CO2；

H2→H2O（l）；

S→SO2（g）

如:

CH4的燃烧热△H=－890.3KJ/mol.含义:

常温常压下一摩尔气态甲烷完全燃烧，生成水和二氧化碳，放出890.3KJ的热量。

（3）表示燃烧热的热化学方程式的书写：

应以燃烧1mol纯物质为标准来配平热化学方程式。

特别说明：

由于2004年教材改版后。

人教版化学选修4教学参考书中前后出现了矛盾，

如P17补充习题2：

1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3－NH－NH－CH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为（ 

）A．1000kJ/mol 

C．2000kJ/molB．1500kJ/mol 

D．3000kJ/mol

P20补充习题3，由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放热241.8kJ。

写出该反应的热化学方程式：

若1g水蒸气转化为液态水放热2.44kJ，则:

反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）的ΔH=；

氢气的燃烧热为。

答案：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）ΔH=-241.8kJ・mol-1；

-285.8kJ・mol-1；

-285.8kJ・mol-1。

再如P28教学资料：

一元强酸和一元强碱中和时，中和热为-57.3KJ/mol，1mol醋酸和1molNaOH中和时，中和热为56.0KJ/mol。

这样关于在叙述中和热、燃烧热时要不要带“-”问题，就出现了不同的说法。

说不要带的认为：

①课本上有“在25℃、101KPa时，1molCH4完全燃烧放出890.31kJ的热量，

就是CH4的燃烧热。

课本没有带，所以不要带；

②“+”“-”号，是表示吸、放热的，燃烧热、中和热都是放热的，大家都清楚，再带没有意义，所以不要带。

说要带的认为：

①高中化学里反应热等于焓变，既然焓变要带“+”“-”号，所以它们也要带；

②叙述反应热时要带“+”“-”号，它们都是反应热，所以也要带。

高考题也出现不同。

2008年宁夏：

已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH（l）的燃烧热分别是-285.8KJ/mol，-1111.0KJ/mol，-1366.8KJ/mol，2009年四川：

已知中和热57.3KJ/mol，辛烷燃烧热5518KJ/mol；

2010浙江卷A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·

mol-1，2010年高考理综（全国卷II）由此判断，正丁烷的燃烧热是（）

A．-2878kJ/mol 

B.-2658kJ/mol 

C.-1746kJ/mol 

D.-1526kJ/mol

到目前为止，绝大多数化学教师倾向带，本人也赞同带，理由还有：

①国考带；

②大学课本带；

XX、360百科都带；

与焓变统一。

为避免争议，建议同学们采用这样的写法“CH4的燃烧热是△H=-890.31kJ/mol”，更稳妥。

8.已知下列热化学方程式：

A．NaOH+1/2H2SO4=1/2Na2SO4+H2O；

△H=-57.3kJ/mol

B．NaOH（l）+1/2H2SO4（l）=1/2Na2SO4（l）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol

C．NaOH（aq）+1/2H2SO4（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol

D．HNO3（aq）+NaOH（aq）═NaNO3（aq）+H2O

（1）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1

E．2NaOH（aq）+H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）+2H2O（l）；

△H=-114.6kJ/mol

F．H2（g）+1/2O2（g）═H2O

（1）△H=﹣285.8kJ

G．H2（g）+1/2O2（g）═H2O（g）△H=﹣241.8kJ•mol﹣1

H．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；

△H=－571.6kJ/mol

I．H2（g）+1/2O2（g）═H2O

（1）△H=﹣285.8kJ/mol

J．C（s）+1/2O2（g）═CO（g）△H=﹣110.5kJ•mol﹣1

K．C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.5kJ•mol﹣1

L．2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJ•mol﹣1

M．CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H=﹣283kJ•mol﹣1

N．C（s）+H2O（s）=CO（g）+H2（g）△H=﹣131.3kJ•mol﹣1

O．H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=－184.6kJ/mol

（1）上述热化学方程式中，不正确的有，

（2）上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有,

（3）表示中和热的热化学方程式有．

（1）A.物质没有标状态，A错误；

B.物质状态标错，B错误；

C、D、E都正确；

F.反应热单位不对，F错误；

G-O都正确；

（2）表示燃烧热的热化学方程式，可燃物化学计量数为1，生成物是稳定的，I、K、M正确（注意：

燃烧热讨论的燃烧，是指通常所说燃烧，一般是氧气助燃的燃烧，就不包括O）；

（3）表示中和热的热化学方程式，水的化学计量数为1，C、D符合。

（1）A、B、F；

（2）I、K、M；

（3）C、D。

要点四、能源

1.能源：

能提供能量的自然资源。

它包括化石燃料，阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。

*可以直接利用的能源称为一级能源，如阳光。

由一级能源转化生成的能源称为二级能源，如电能。

2.能源的作用:

能源是国民经济和社会发展的基础。

3.我国能源的现状：

（1）主要是化石燃料，蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。

（2）能源储量丰富，人均拥有量偏低。

（3）能源利用率低，浪费很大。

（4）近几年能源人均消

费量程下降趋势。

4.解决能源危机的措施：

（1）节约现有能源，提高能源利用率。

（2）开发新能源，如太阳能、氢

能、风能、地热能、风能、海洋能和生物质能等。

新能源的特点：

资源丰富，可以再生，没有污染

或很少污染。

【练习】

9.二氧化碳是温室气体，为减少二氧化碳气体的排放，下列措施不合理的是（　　）

　　A.大力发展氢能源　B.充分利用太阳能C.不使用含碳能源　D.提高能源利用率　　 

【解析】A.氢能源是最理性的能源，应该大力发展，A正确；

B.太阳能应该充分利用，B正确；

C.现阶段我国能源还是以化石燃料为主，由于含碳燃料燃烧产生温室气体，应当逐步减少，完全不用暂时不行，C错误；

为了节约能源，要提高能源利用率，D正确。

【答案】C

10.下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是（　　）

　　A、绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能“贮存”起来 

　　B、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用 

C、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量　　 

D、吸热反应没有利用价值　 

【解析】A.绿色植物进行光合作用是将太阳能转化糖类，A正确；

B。

物质不同能量不同，化学反应以物质变化为基础，必然伴随能量的变化，B正确；

C.化石燃料燃烧时释放热量，就是因为物质内部蕴涵着大量的能量，C正确；

D、有时需要通过吸热反应吸收的热量制造低温环境。

吸热反应也有利用价值，D错误。

【答案】D

要点五、盖斯定律

1.盖斯定律的内容：

不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相等，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关。

2.对盖斯定律的理解

如图：

如由A到B可以设计如下两个途径：

途径一：

A→B（ΔH）途径二：

A→C→B（ΔH1+ΔH2）

则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH=ΔH1+ΔH2

3.盖斯定律的意义

（1）有些化学反应进行很慢或不易直接发生，有些反应有副反应，很难直接测得这些反应的反应热，可运用盖斯定律间接的计算它们的反应热。

　　例如：

C（s）＋1/2O2（ｇ）=CO（g）该反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；

O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。

因此该反应的△H无法直接测得。

但是下述两个反应的△H却可以直接测得：

　　C（s）＋O2（g）=CO2（g） 

△H1=-393.5kJ/molCO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）△H2＝－283.0kJ/mol

　根据盖斯定律，即知△H＝△H1－△H2=-393.5kJ/mol－（-283.0kJ/mol）＝－110.0kJ/mol

11.已知：

（1）Fe（s）+1/2O2（g）=FeO（s）△H1＝－272.0kJ/mol

（2）2X（s）+3/2O2（g）=X2O3（s）△H2＝－1675.7kJ/mol

计算：

（3）2X（s）+3FeO（s）=X2O3（s）+3Fe（s）△H3＝kJ/mol。

【解答】将（3）与

（1）、

（2）比对，可见X在

（2）式中，同边且同量，

（2）式不变；

FeO在

（1）式里，不同边也不同量，

（1）式反写后×

3，然后两式相加得（3）式。

△H3＝+272.0kJ/mol×

3+（-1675.7kJ/mol）=－859.7kJ/mol

12.已知：

（1）C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH1＝－393.5kJ/mol

（2）H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l）ΔH2＝－285.8kJ/mol

（3）CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）ΔH3＝－870.3kJ/mol

计算（4）2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）ΔH4＝kJ/mol。

【解答】将（4）与

（1）、

（2）、（3）比对，可见C在

（1）式中，同边不同量，

（1）式×

2，H2在

（2）式中，同边不同量，

（2）式×

2，CH3COOH在（3）式中，同量不同边，（3）式反写；

然后三式相加得（4）式。

△H4＝－393.5kJ/mol×

2+（－285.8kJ/mol×

2）+（+870.3kJ/mol）=－488.3kJ/mol

13.在298K、100kPa时，已知：

（1）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）ΔH1

（2）Cl2（g）＋H2（g）===2HCl（g）　ΔH2（3）2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g）　ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是（　　）

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝2ΔH1－ΔH1

【解答】将（3）与

（1）、

（2）比对，可见Cl2在

（2）式中，同边不同量，

（2）式×

2，H2O在

（1）式里，同量不同边，

（1）式反写后，然后两式相加得（3）式。

△H3＝2ΔH2－ΔH1选D。

要点六、反应热的计算

　利用反应热的概念、热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以进行有关反应热的计算。

1.根据实验测得热量的数据求算

　　反应热的定义表明：

反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量，可以通过实验直接测定。

【例题】25℃、101KPa时，完全燃烧1g氢气生成液态水，放出142.9kJ的热量，求氢气的燃烧热。

【解】n（H2）=1g/2g·

mol－1=0.5molΔH=-142.9kJ/0.5mol=-285.8kJ/mol

答：

氢气的燃烧热为-285.8kJ/mol。

2.根据物质能量的变化求算

　　根据能量守恒，反应热等于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的差值。

当E1（反应物）＞E2（生成物）时，△H＜0，是放热反应；

反之，是吸热反应。

　　　　△H＝ΣE生成物－ΣE反应物　 

【例题】

（略）

3.根据反应实质键能的大小求算

化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，其中旧键的断裂要吸收能量，新键的生成要放出能量，由此得出化学反应的热效应（反应热）和键能的关系：

△H＝E1（反应物的键能总和）-E2（生成物的键能总和）

【例题】肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。

已知断裂1mol化学键所需的能量：

N≡N为942kJ、O＝O为500kJ、N—N为154kJ，

求：

断裂1molN—H键所需的能量.

【解】由图可知；

ΔH3＋ΔH1＝ΔH2ΔH3＝ΔH2—ΔH1

ΔH3＝-2752kJ//mol—（-534KJ/mol）＝-2218kJ/mol

设:

断裂1molN—H键所需的能