化学人教版选修4第一单元 知识点总结及习题.docx

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化学人教版选修4第一单元知识点总结及习题

第一章化学反应与能量

一、焓变反应热

1．反应热：

一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量。

2．焓变（ΔH）的意义：

在恒压条件下进行的化学反应的热效应

。

符号：

△H，单位：

kJ/mol或kJ•mol-1

3.吸热反应与放热反应

（1）放热反应：

即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。

△H为“-”或△H<0

（2）吸热反应：

即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。

△H为“+”或△H>0

4.焓变与键能的关系

在化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量（化学键断裂—吸热），而新键的形成则放出能量（化学键形成—放热）。

总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。

放热反应：

反应物键能（吸热）小于生成物键能（放热）；

吸热反应：

反应物键能（吸热）大于生成物键能（放热）。

由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定△H=反应物的键能总和—生成物的键能总和

[了解内容：

任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量（包括化学能、势能等；与键能也有关：

键能越大，总能量越低，因为化学键形成时要释放能量）总不会相等的。

在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。

]

5.焓变与催化剂的关系

催化剂的加入对焓变没有影响。

只能改变反应物的活化能，不能改变反应焓变的大小。

6.

（1）常见的放热反应：

①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等

（2）常见的吸热反应：

①晶体Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等

二、热化学方程式

如200℃，101kPa条件下1molH2和碘蒸气反应的热化学方程式

1.热化学方程式表示的意义

（1）反应物和生成物种类、聚集状态

（2）反应中各物质的物质的量比和质量比

（3）反应中放出或吸收的热量

2.热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同

（1）热化学方程式必须标有热量变化。

（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，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系数只表示各物质对应的物质的量，因此，有时可用分数表示，但要注意反应热也发生相应变化。

3.书写化学方程式注意要点:

（1）热化学方程式必须标出能量变化。

（2）物质的聚集状态不同，反应吸收和放出的热量不同，因此热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）。

（3）反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明反应时的温度和压强（温度写在等号上面，压强写在等号下面），未特别注明的指101kPa和25℃时的数据。

（4）热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。

热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几个分子反应的热效应。

（5）无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H的单位总是KJ/mol，但△H的数值与反应式中的系数有关，各物质系数加倍，△H加倍。

（6）反应逆向进行，△H改变符号，数值不变

三、燃烧热

1．概念：

25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。

燃烧热的单位用kJ/mol表示。

2.表示的意义：

例如C的燃烧热为ΔH=-393.5kJ／mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

3.注意以下几点：

①研究条件：

101kPa

②反应程度：

完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

如C→C02，H→H20，S→S02等。

③燃烧物的物质的量：

1mol

④研究内容：

放出的热量。

（ΔH<0，单位kJ/mol）

四、中和热

1．概念：

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。

2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）ΔH=－57.3kJ/mol

3.理解中和热时注意：

①稀溶液是指溶于大量水的离子。

②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

③中热和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和内。

（区别：

弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的热量变化小于57.3kJ/mol。

）

例1、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

4．中和热的测定实验

在50mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图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。

试回答下列问题。

（1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？

（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响?

（偏小）

（3）改用60mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?

（不行等）所求中和热数值是否相等？

（相等）简述理由。

（4）用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验，为什么测得中和热的数值偏低？

五.反应焓变的计算

1.盖斯定律：

化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应焓（热量）变之和与该反应一步完成的反应焓（热量）变是相同的。

2.据盖斯定律计算化学反应的焓变及进行反应的焓变计算应注意的问题

（1）由于△H与反应物的物质的量有关，因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。

如化学计量数成倍减少或增加，则△H也要成倍的减少或成倍的增加。

当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，正负号相反。

（2）在使用盖斯定律时，伴随着两个或多个方程式的加减处理时，△H的计算一定要带上正负号。

例2：

可以通过两种途径来完成。

如上图

已知：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H1=－241.8kJ/mol

H2O（g）=H2O（l）；△H2=－44.0kJ/mol

根据盖斯定律，则

△H=△H1＋△H2=－241.8kJ/mol+（－44.0kJ/mol）=－285.8kJ/mol

其数值与用量热计测得的数据相同

例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）；△H2＝－44.0kJ/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。

例4、已知：

；

；

欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为

A.2:

3.25B.12:

3.25C.1:

1D.393.5:

241.8

六．使

用化石燃料的利弊及

新能源的开发

（1）重要的化石燃料：

煤、石油、天然气

（2）煤作燃料的利弊问题

①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。

②煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。

③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。

④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。

（3）新能源的开

发

①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。

②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。

这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。

答案：

例1：

C;例3:

;

例4：

B

练习1：

一、选择题（每小题有1～2个选项符合题意）

1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。

下列属于未来新能源标准的是

①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能

A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．③⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧

2．下列说法中正确的是

A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化

B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，

反应为吸热反应

C．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH＞0

D．ΔH的大小与热化学方程式的计量系数无关

3.下列过程中△H小于零的是

A.氯酸钾分解制氧气B.氯化铵分解得氨气

C.碳酸钙分解得二氧化碳D.实验室制备氢气

4．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ。

且氧气中1molO＝O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH－O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH－H键断裂时吸收热量为

A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ

5．同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中反应热最小的是

A．2A（l）+B（l）=2C（g）△H1B．2A（g）+B（g）=2C（g）△H2

C．2A（g）+B（g）=2C（l）△H3D．2A（l）+B（l）=2C（l）△H4

6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：

H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）△H

＝－57.3KJ·mol－1。

分别向1L0.5mol·L－1的Ba（OH）2的溶液中加入①浓硫酸；②稀

硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3，下列关系正确的是

A．△H1＞△H2＞△H3B．△H1＜△H2＜△H3

C．△H1＞△H2＝△H3D．△H1＝△H2＜△H3

7.将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。

这现象说明了

A.该反应是吸热反应B.该反应是放热反应

C.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应D.硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量

8.以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2（g）+5/2O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）△H=—1300kJ/mol的说法中，正确的是

A.当10NA个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量

B.当1NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量

C.当2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

D.当8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

9．下列说法或表示法正确的是

A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多

B．由C（石墨）→C（金刚石）ΔH=+119kJ·mol—1可知，石墨比金刚石稳定

C．在稀溶液中：

H++OH－===H2OΔH=－57.3kJ·mol—1，若将含1molCH3COOH的醋酸溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量小于57.3kJ

D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）+O2（g）===2H2O（l）ΔH=+285.8kJ·mol—1

10．一些盐的结晶水合物，在温度不太高时就有熔化现象，即熔溶于自身的洁净水中，又同时吸收热量。

他们在塑料袋中经日晒就熔化，又在日落后缓慢凝结而释放热量。

故可用于调节室内温度，或用作夏日防暑的枕垫或坐垫，这些物质可称之为热材料。

现有几种盐的结晶水合物有关数据如下：

①Na2S2O3·5H2O

②CaCl2·6H2O

③Na2SO4·10H2O

④Na2HPO4·10H2O

熔点/℃

40～50

29.92

32.38

35.1

熔化热/kJ·mol-1

49.7

37.3

77

100.1

根据上述数据和实用性考虑，实际运用时常采用的物质应该是

A．①B．②C．③D．④

二、非选择题（共50分）

11。

（12分）实验室利用右图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：

（1）在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是

（2）做1次完整的中和热测定实验，温度计需使用次，某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？

12．（15分）已知化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示，

（1）1molN和3molH生成1molNH3（g）是-------------------能量的过程（填“吸收”或“释放”）。

（2）

N2（g）+

H2（g）=NH3（g）;

△H=；

（3）N2（g）和H2生成NH3

（1）的热化学方程式为------------------------------------------------------

13．（13分）某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。

”（已知煤炭的燃烧热为－393.15kJ/mol，氢气的燃烧热为－242kJ/mol，一氧化碳的燃烧热为－283kJ/mol）

（1）写出该同学看到燃烧现象所涉及到的所有热化学反应方程式：

；

（2）你认为该同学的结论是否正确，请简要说明理由。

14．（10分）已知2H2（g）+O2（g）===2H2O（l）ΔH=—571.6kJ·mol—1

CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）△H=－283kJ·mol—1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量。

练习2

1．下列反应中反应物总能量高于生成物总能量的是

A．二氧化碳与碳生成一氧化碳B．碳与水蒸气生成一氧化碳和氢气

C．碳酸钙受热分解D．盐酸与氢氧化钠反应

2．氢气是人类最理想的能源。

已知在25℃、101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ，则下列热化学方程式书写正确的是

A．2H2+O2==2H2O；△H=–142.9kJ/mol

B．2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）；△H=–142.9kJ/mol

C．2H2（g）+O2（g）2H2O（l）；△H=–571.6kJ/mol

D．2H2（g）+O2（g）2H2O（l）；△H=+571.6kJ/mol

3．氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为：

H2（g）+1/2O2（g）==H2O（l）△H=－285.8KJ/mol

CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）△H=－283KJ/mol

C8H18（l）+25/2O2（g）==8CO2（g）+9H2O（l）△H=－5518KJ/mol

CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（l）△H=－890.3KJ/mol

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是

A．H2（g）B．CO（g）C．C8H18（l）D．CH4（g）

4．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△H＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热

△H＝2×（－57.3）kJ/mol

B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的△H＝+566.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

5．下列有关能量转换的说法正确的是

A、煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B、化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C、动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D、植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

6．已知：

（1）Zn（s）+1/2O2（g）==ZnO（s），ΔH=－348.3kJ/mol

（2）2Ag（s）+1/2O2（g）==Ag2O（s），ΔH=－31.0kJ/mol

则Zn（s）+Ag2O（s）==ZnO（s）+2Ag（s）的ΔH等于

A．－317.3kJ/molB．－379.3kJ/molC．－332.8kJ/molD．317.3kJ/mol

7．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）△H>－192.9kJ·mol-1

8．（16分）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。

请认真观察右图，然后回答问题。

（1）图中所示反应是_________（填“吸热”或“放热”）

反应，该反应_____________（填“需要”或“不需要”）

加热，该反应的△H=______________________

（用含E1、E2的代数式表示）。

（2）已知热化学方程式：

H2（g）＋O2（g）=H2O（g）

△H=－241.8kJ·mol-1，该反应的活化能为167.2kJ·mol-1，

则其逆反应的活化能为____________________。

9．（25分）红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）。

反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）。

根据上图回答下列问题：

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式______________________________。

（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式______________________________，

（3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的

△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4__________△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是______________________。

练习1答案

一、选择题：

1.B2.C3.D4.C5.C6.B7.BC8.AD9.BC10.C

二、非选择题

11．

（1）保温（2分）

（2）3次（2分）不同意，因为不同的温度计误差不同。

（3分）

12

（1）释放

（2）（a-b）kJ·mol-1（3）N2（g）+3H2（g）=2NH3

（1）;△H=2（a-b-c）kJ·mol-1

13．

（1）C（s）＋O2（g）＝CO2（g）△H=－393.15kJ/mol（2分）

H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）△H=－242kJ/mol（2分）

CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）△H=－283kJ/mol（2分）

C（g）＋H2O（l）＝CO（g）＋H2（g）△H=+131.85kJ/mol（4分）

（2）不正确。

因为根据盖斯定律，反应过程中的热效应与途径无关，只与反应物和生成物的能量差有关。

（3分）14．n（H2）==0.2moln（co）==0.20mol

练习2答案：

1.D2.C3.B4.B5.AB6.A7D

8.

（1）放热；需要；－（E1－E2）

（2）409.0kJ·mol－1

9.

（1）P（s）＋

Cl2（g）===PCl3（g）△H＝－306kJ·mol－1

（2）PCl5（g）===PCl3（g）＋Cl2（g）△H＝93kJ·mol－1

（3）－399kJ·mol－1；等于

（4）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl

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