高中化学教学案新课标人教版选修4化学反应原理全套.docx

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高中化学教学案新课标人教版选修4化学反应原理全套

第一章化学反应与能量

知识要点：

一、焓变（△H）反应热

在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓差值即焓变（△H）决定。

在恒压条件下，反应的热效应等于焓变。

放热反应△H0

吸热反应△H0

焓变（△H）单位：

KJ/mol

二、热化学方程式

定义：

能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

书写时应注意：

1．指明反应时的温度和压强（对于25℃、101KPa时进行的反应，可以不注明）。

2．所有反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态。

3．各物质前的系数指实际参加反应的物质的量，可以是整数也可以是分数。

4．△H单位KJ/mol中每摩尔指的是每摩尔反应体系，非每摩尔某物质，其大小与反应物的物质的量成正比。

5．对于可逆反应中的△H指的是正向完全进行时的焓变。

三、燃烧热

定义：

25℃、101KPa时，1mol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

注意点：

1．测定条件：

25℃、101KPa，非标况。

2．量：

纯物质1mol

3．最终生成稳定的化合物。

如C→CO2，H→H2O（l）

书写燃烧热化学方程式应以燃烧1mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。

四、中和热

定义：

在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。

强酸与强碱反应生成可溶性盐的热化学方程式为：

H+（aq）+OH-（aq）==H2O（l）△H=-57.3KJ/mol

实验：

中和热的测定见课本第4～5页

思考：

1.环形玻璃棒的作用

2.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用

3.大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

五、化学反应热的计算

盖斯定律：

不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

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。

假设反应体系的始态为S，终态为L，若S→L，△H﹤0；则L→S，△H﹥0。

练习题：

一、选择题

1．下列说法正确的是（）

A．吸热反应不加热就不会发生

B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

D．放热的反应在常温下一定很容易发生

2．下列说法错误的是（）

A．热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数只代表物质的量

B．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据

C．同一化学反应，化学计量数不同，ΔH不同，化学计量数相同而状态不同，ΔH也不相同

D．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比

3．已知：

C（石墨）→C（金刚石）ΔH＞0，则可以判断（）

A．金刚石比石墨稳定B．一样稳定

C．石墨比金刚石稳定D．无法判断

4．下列变化属于吸热反应的是①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解⑤生石灰跟水反应（）

A．②④B．①④C．②③D．①④⑤

5．已知：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;ΔH=-571.6KJ/mol,则2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）;ΔH的说法中正确的是（）

A．该反应ΔH大于0B．ΔH=-571.6KJ/mol

C．该反应可表示36g液态水分解的热效应

D．该反应中化学计量数表示分子个数

6．在100g碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3，CO2占2/3，且C（s）+1/2O2（g）=CO（g）;△H=-110.35kJ/molCO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）;△H=-282.57kJ/mol，与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（）

A．392.92kJB．2489.44kJC．784.92kJD．3274.3kJ

7．已知：

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）;△H1,2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）;△H2,2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;△H3。

常温下取体积比为4：

1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则放出热量为（）

A．0.4△H1+0.05△H3B．0.4△H1+0.05△H2

C．0.4△H1+0.1△H3D．0.4△H1+0.2△H3

8．一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收可得100gCaCO3沉淀，则完全燃烧1mol无水乙醇时放出的热量是（）

A．0.5QB．QC．2QD．5Q

9．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式为：

CO（g）+1/2O2=CO2（g）；△H=-283KJ/mol

CH4（g）+2O2=CO2（g）+2H2O（g）；△H=-890KJ/mol，现有4molCO和CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为2953KJ，则CO和CH4的体积比（）

A．1:

3B．3:

1C．1:

2D．2:

1

10．下列说法中，正确的是（）

A．1molH2SO4与1molBa（OH）2完全中和所放出的热量为中和热

B．中和反应都是放热反应，盐类水解反应都是吸热反应

C．在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热

D．CO燃烧是吸热反应

11．下列说法正确的是（）

A．在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热

B．酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热

C．燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D．在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和时放出的热量为57．3kJ

12．已知Zn（s）＋O2（g）===ZnO（s）；ΔH=－350kJ/mol，则1gZn

在氧气中燃烧放出的热量约为（）

A．5．4kJB．350kJC．3．5kJD．8．5kJ

13．根据热化学方程式：

S（s）＋O2（g）===SO2（g）；ΔH=－297．23kJ/mol，分析下列说法中不正确的是（）

A．S的燃烧热为297．23kJ/mol

B．S（g）＋O2（g）===SO2（g）放出的热量大于297．23kJ

2A（g）+B（g）

C．S（g）＋O2（g）===SO2（g）放出的热量小于297．23kJ

D．形成1molSO2的化学键所释放的总能量大于断裂1molS（s）和1molO2（g）的化学键所吸收的总能量

14．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；ΔH=－569．6kJ·mol－1，2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）；ΔH=＋482．1kJ·mol－1。

现有1g液态H2O，蒸发时吸收的热量是（）

A．2．43kJB．4．86kJC．43．8kJD．87．5kJ

15．已知H-H键键能（断裂时吸收或生成时释放的能量）为436kJ·mol－1，H-N键键能为391kJ·mol－1，根据化学方程式：

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）;ΔH=－92.4kJ·mol－1。

则N≡N键的键能是（）

A．431kJ·mol－1B．946kJ·mol－1C．649kJ·mol－1D．896kJ·mol－1

16．分析右图的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是（）

物质所具有的总能量

A．2A（g）+B（g）=2C（g）;ΔH=a（a﹤0）

B．2A（g）+B（g）=2C（g）;ΔH=a（a﹥0）

C．2A+B=2C;ΔH=a（a﹤0）

D．2C=2A+B;ΔH=a（a﹥0）

17．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（）

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）；△H1C（s）＋O2（g）===CO（g）；△H2

②S（s）＋O2（g）===SO2（g）；△H3S（g）＋O2（g）===SO2（g）；△H4

③H2（g）＋O2（g）===H2O（l）；△H52H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；△H6

④CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）；△H7CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）；△H8

A．①B．④C．②③④D．①②③

18．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：

H+（aq）+OH-（aq）==H2O（l）△H=-57.3KJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（）

A．ΔH1﹥ΔH2﹥ΔH3B．ΔH1﹤ΔH3﹤ΔH2

C．ΔH2﹥ΔH1﹥ΔH3D．ΔH1﹥ΔH3﹥ΔH2

19．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是

①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+49．0kJ·mol－1

②CH3OH（g）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）；△H=－192．9kJ·mol－1

下列说法正确的是（）

A．CH3OH的燃烧热为192．9kJ·mol－1

B．反应①中的能量变化如右图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应：

CH3OH（l）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）的△H>－192．9kJ·mol－1

二、填空题（24分）

20．家用液化气中主要成分之一是丁烷。

在101kPa时，10kg丁烷完全燃烧生成CO2和H2O（l）放出热量5×105kJ，丁烷的燃烧热为_________，丁烷燃烧的热化学方程式为_________________。

21．1．00L1．00mol·L－1H2SO4溶液与2．00L1．00mol·L－1NaOH溶液完全反应，放出114．6kJ的热量，由此可推知H2SO4与NaOH发生中和反应的中和热为___________，表示该中和热的热化学方程式为。

22．0.3mol气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在O2中燃烧，生成固态的B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，其燃烧热化学方程式为。

又已知：

H2O（l）==H2O（g）ΔH=44kJ/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。

23．1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体所释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。

（1）下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体的晶格能的是

A.Na+（g）+Cl-（g）=NaCl（s）△HB.Na（s）+1/2Cl2（g）=NaCl（s）△H1

C.Na（s）=Na（g）△H2D.Na（g）-e-=Na+（g）△H3

E.1/2Cl2（g）=Cl（g）△H4F.Cl（g）+e-=Cl-（g）△H5

（2）写出△H与△H1、△H2、△H3、△H4、△H5之间的关系式

24．硝化甘油（C3H5N3O9）分解的产物为N2、CO2、O2和H2O，它的分解反应方程式为。

已知20℃时，2.27g硝化甘油分解放出热量为15.4kJ，则每生成1mol气体伴随放出的热量为___________kJ。

25．已知：

H2（g）+O2（g）=H2O（g）,反应过程中

能量变化如图。

问：

（1）a、b、c分别代表什么意义？

a

b

c

（2）该反应是放热还是吸热？

△H大于0还是小于0？

第二章化学反应速率和化学平衡

【知识要点】

一、化学反应速率

1、化学反应速率

（1）概念：

化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。

通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率。

（2）表示方法：

v＝△c／△t固体或纯净液体v＝△n／△t

（用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比。

）

2、影响化学反应速率的因素

（1）内因（主要因素）是指参加反应的物质的性质。

（2）外界条件对化学反应速率的影响

1）浓度：

其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率增大，减小反应物浓度反应速率减小。

有关解释：

在其他条件不变时，对某一反应，活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。

单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比。

当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增大，单位体积内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率增大。

2）压强：

对有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减慢。

有关解释：

当温度一定时，一定物质的量的气体的体积与其所受的压强成反比。

若气体的压强增大到原来的2倍，体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。

故增大压强，就是增加单位体积里反应物的物质的量，即增大反应物的浓度，反应速率相应增大；相反，减小压强，气体的体积就扩大，反应物浓度减小，反应速率随之减小。

说明：

①若参加反应的物质为固体、液体或溶液，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。

②与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响，要分情况而定。

在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）：

a、充入He并保持容器的容积不变时，虽容器内气体的总压增大，但由于气体的容积不变，反应物气体的物质的量浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。

b、充入He并保持容器内的总压不变时，必然是容器的容积增大。

而气体容积的增大，引起反应物浓度的减小，化学反应速率减小，平衡左移。

3）温度：

当其他条件不变时，升高温度反应速率增大；降低温度反应速率减小。

经验规律：

一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大2～4倍。

有关解释：

在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，反应速率增大。

温度升高，分子的运动加快，单位时间里反应物分子间碰撞次数增加，反应也相应地加快，前者是反应速率加快的主要原因。

说明：

温度对反应速率的影响规律，对吸热、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。

4）催化剂：

催化剂能参与反应，改变反应历程，降低活化能，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞频率，加快了反应速率。

5）其他因素对化学反应速率的影响

例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等。

总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。

二、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：

如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

1、浓度：

增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。

减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。

2、压强：

对于有气体参加的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。

（对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不变的反应，改变压强化学平衡不移动。

）

3、温度：

升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动。

　无论是吸热反应还是放热反应，升高温度反应速率都加快；降低温度反应速率则减慢。

三、等效平衡：

在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。

（1）定温、定容：

①反应前后气体体积改变：

转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同。

②反应前后气体体积不变：

转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。

（2）定温、定压：

转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。

四、化学平衡常数

1、定义：

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。

如：

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

（注意：

①对于有固体或纯液体参加的反应，它们的浓度不列入K的表达式。

②K值与浓度无关，只受温度影响。

不指明温度，K值无意义。

③对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。

）

应用：

①判断反应进行的程度：

K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越高。

②判断反应热效应：

T升高，K值增大，则正反应为吸热反应。

T降低，K值减小，则正反应为放热反应。

五、化学反应自发进行的方向的判断

根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律，由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。

即

ΔG=ΔH－TΔS<0，反应能自发进行

ΔG=ΔH－TΔS＝0，反应处于平衡状态

ΔG=ΔH－TΔS<0，反应不能自发进行

反应热ΔH

混乱度ΔS

ΔG=ΔH－TΔS

自发性

>0

>0

低温>0，高温<0

较高温度能自发

>0

<0

>0

任何温度都不能自发

<0

>0

<0

任何温度都能自发

<0

<0

高温>0，低温<0

较低温度能自发

【巩固练习】

1、对于反应A（g）+3B（g）

2C（g），下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是（）

A、v（A）=0.01mol/（L•s）B、v（B）=0.02mol/（L•s）

C、v（B）=0.60mol/（L•min）D、v（C）=1.0mol/（L•min）

2、在可逆反应中，改变下列条件一定能加快反应速率的是（）

A、增大反应物的量B、升高温度C、增大压强D、使用催化剂

3、在2L的密闭容器中发生下面反应：

A（g）+2B（g）

3C（g），经过3min后A的物质由10mol变为7mol，则下面表示的反应速率正确的是（）

A、vA=1mol·L－1·min－1B、vB=1mol·L－1·min－1

C、vC=2mol·L－1·min－1D、vB=2mol·L－1·min－1

4、在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增加的方法是（）

①增大反应物浓度②升高温度③增大压强④移去生成物⑤加入催化剂

A、①③B、②⑤C、②④D、①⑤

5、合成氨所需的H2由炭和水蒸气反应制得，其中一步反应为CO+H2O（g）

CO2+H2△H＜0，欲使CO的转化率提高，同时提高H2的产率，可以采取的措施是（）

A、增大水蒸气的浓度B、升高温度C、增大CO浓度D、增大压强

6、在密闭容器中充入N2和H2，合成NH3，到2秒末测得，v（H2）==0.45mol/（L·s），则2秒末NH3的浓度为（）

A、0.5mol/LB、0.45mol/LC、0.6mol/LD、0.55mol/L

7、在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中含N2的体积分数为22%，含H2的体积分数为78%，经过合成反应达到平衡后，在相同的温度和压强下，气体的体积缩小至原体积的95%，N2的转化率与下面接近的数值是（）

A、12.5%B、1.4%C、10.5%D、9%

8、一定温度下，下列叙述不是可逆反应A（g）+3B（g）

2C（g）达到平衡的标志的是（）

①C的生成速率与C的分解速率相等；②单位时间内amolA生成，同时生成3amolB；③A、B、C的浓度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤混合气体的物质的量不再变化；⑥单位时间消耗amolA，同时生成3amolB；⑦A、B、C的分子数目比为1:

3:

2。

A、②⑤B、①③C、②⑦D、⑤⑥

9、一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热，发生反应2NH3

N2+3H2，一段时间后达到平衡，此时NH3的体积分数为x%。

若在该容器中再加入1molNH3后密封，加热到相同温度使反应达到平衡，设此时NH3的体积分数为y%，则x和y的关系正确的是（）

A、x＜yB、x＞yC、x=yD、x≥y

10、在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molL气体和3molM气体向混合，发生如下反应：

2L（g）+3M（g）

xQ（g）+3R（g），4s后该反应达到平衡时，生成2.4molR，并测得Q的反应速率为0.1mol/（L·s），下列有关叙述正确的是（）

A、x的值为2B、混合气体的密度变大

C、L的转化率为80%D、平衡时M的浓度为0.6mol/L

11、在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：

xA（g）＋yB（g）

zC（g），

平衡时测得A的浓度为0.50mol/L，保持温度不变，将容器的体积扩大两倍，测得A的浓度变为0.35mol/L，下列有关判断正确的是（）

A、x+y＜zB、平衡正向移动

C、A的转化率降低D、C的体积分数下降

12、按温度每升高10℃，化学反应速率增大2倍来计算，若某反应由50℃升温到80℃，反应速率比原来增大（）

A、4倍　B、6倍C、8倍D、9倍

13、在一定温度不同压强（p1＜p2）下，可逆反应2X（g）

2Y（g）＋Z（g）中，生成物Z在反应混合物中的体积分数（

）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是（）

14、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（）

A、加热B、不用稀硫酸，改用98%浓硫酸

C、滴加少量CuSO4溶液D、不用铁片，改用铁粉

15、已知450℃时，反应H2（g）＋I2（g）

2HI（g）的K＝50，由此推测在450℃时，反应2HI（g）

H2（g）＋I2（g）的化学平衡常数为（）

A、50B、0.02C、100D、无法确定

16、反应2X（气）+Y（气）

2Z（气）+热量，在不同温度（T1和T2）

及压强（P1和P2）下，产物Z的物质的量（nZ）与反应时间（t）的关

系如图所示。

下列判断正确的是（）

A、T1P2

C、T1>T2P1>P2D、T1>T2P1

17、同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应条件正确的组合是：

①锌粒②锌片③锌粉④5%盐酸⑤10%盐酸⑥15%盐酸⑦加热⑧用冷水冷却⑨不断振荡⑩迅速混合后静置（）

A、③⑥⑦⑨B、③⑤⑦⑨C、①④⑧⑩D、②⑥⑦⑩

18、某化学反应其△H==—122kJ/mol，∆S==231J/（mol·K），则此反应在下列哪种情况下可自发进行（）

A、在任何温度下都能自发进行B、在任何温度下都不能自发进行

C、仅在高温下自发进行D、仅在低温下自发进行

19、对于可逆反应A（g）+2B（g）

2C（g）（正反应吸热），下列图象中正确的是

ABCD

20、在恒温恒容的密闭容器里发生可逆反应：

2A（g）＋B（g）

2C（g）。

容器内开始加入下列各组物质，达到平衡时逆反应速率