人教版选修四化学反应原理导学案上.docx

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人教版选修四化学反应原理导学案上

高二化学HX-2013-1-1

第一章第一节《化学反应与能量变化》导学案

学习目标：

班级：

姓名：

小组：

1.理解反应热和焓变的概念

2.能熟练书写热化学方程式

3.测定强酸和强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应

学习重点：

熟练书写热化学方程式，掌握中和热的测定方法

学习难点：

理解反应热与焓变

学习过程

我们知道：

一个化学反应过程中，除了生成新物质外，还有能量的变化。

化学能与热能、光能、电能之间可以相互转化。

化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化——吸热或者放热。

回顾必修2的内容，完成知识回顾部分的问题。

知识回顾

1.常见的吸热反应和放热反应有哪些？

2.吸热反应和放热反应与加热的关系是什么？

3.水蒸气的液化和浓硫酸稀释是不是放热反应？

为什么？

一、焓变与反应热

1.阅读课本P2，分析内能、焓（H）、焓变（△H）与反应热的关系，什么情况下才能用焓变（△H）表示反应热？

2.已知化学反应

N2＋

H2NH3的能量变化如图所示：

请从宏观（能量守恒）和微观（化学键）两个角度，分析上述化学反应中的能量变化，并总结出从这两个角度计算反应热的表达式。

3.思考：

体系与环境的关系，从体系与环境的关系来体会吸热反应和放热反应。

为什么放热反应△H为“—”或△H﹤0，放热反应△H为“+”或△H﹥0？

4.练习：

（1）1molC（s）与1molH2O（g）反应生成1molCO（g）和1molH2（g），需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为△H=__________________。

（2）拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2（g）全部转化为NH3（g）放出的热量为__________________。

则1molH2（g）全部转化为NH3（g）的反应热为__________________。

5.通过上面两个练习题，结合必修2所学内容，请总结出判断一个反应是吸热反应、放热反应的方法有哪些？

二、热化学方程式

阅读课本P3到P4试着回答下面问题。

1.与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？

化学方程式

热化学方程式

测定条件

反应条件

反应物、生成物的聚集状态

△H的正负号、数值及单位

化学计量数

意义

2.请举例说明热化学方程式中，必须注明反应物、生成物聚集状态的原因。

3.反应物和生成物前的化学计量数代表了什么？

在热化学方程式中∆H表示什么意义？

∆H的值与什么关系，是怎样的关系？

4.练习：

写出下列反应的热化学方程式

（1）1molN2与适量O2反应生成NO，需要吸收68kJ的热量；

（2）2molCu与适量O2反应生成CuO，放出314kJ热量；

（3）1L1mol/L的稀硫酸和2L1mol/L的稀NaOH溶液反应时，放出114.6kJ的热量；

（4）1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式；

（5）2mol石墨转化为金刚石，需要吸收3.8kJ的热量，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。

5.根据以上练习，请总结出正确书写热化学方程式应注意哪几点？

三、中和反应反应热的测定

阅读课本P4到P6，初步掌握测定反应热的方法。

酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。

常温常压下，1L1mol/L的稀盐酸和1L1mol/L的稀NaOH溶液起中和反应时，能放出57.3kJ的热量。

HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=—57.3kJ/mol

如果用1L1mol/L的稀硝酸和1L1mol/L的稀KOH溶液起中和反应时，也能放出57.3kJ的热量。

HNO3（aq）+KOH（aq）=KNO3（aq）+H2O（l）△H=—57.3kJ/mol

因此，将△H=—57.3kJ/mol称为中和反应的反应热，即中和热。

1.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。

向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：

①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。

其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是（　　）

A．ΔH1>ΔH2>ΔH3B．ΔH1<ΔH3<ΔH2C．ΔH1＝ΔH3>ΔH2D．ΔH1>ΔH3>ΔH2

2.请根据以上内容，总结出中和热的定义和要点（条件、反应物、标准、放出的热量）。

3.练习：

已知H＋（aq）＋OH－（aq）=H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，求用28gKOH配成稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出____________的热量。

4.实验需要哪些仪器？

用途是什么？

请用身边的材料，自己动手制作一个测定中和热的模拟实验装置。

5.实验步骤中应该注意哪些问题？

如何进行误差分析？

课堂小结

自我检测

1.下列过程属于放热反应的是（ 

 ）

A．在生石灰中加水            B．硝酸铵溶于水

C．浓硫酸加水稀释            D．用石灰石煅烧石灰

2．下列叙述正确的是（ ）

A．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量

B．在一个确定的化

学反应中，反应物的总能量总是低于生成物的总能量

C．物质发生化学反应都伴随着能量变化

D．伴随着能量变化的物质变化都是化学变化

3．“焓”是指（  ）

A．物质所具有的能量      B．反应热的变化

C．化学键所

具有的能量    D．物质的一种化学性质

4.已知（l）H2（g）+

O2（g）＝H2O（g）△H1＝akJ/mol

（2）2H2（g））+O2（g）＝2H2O（g）△H2＝bkJ/mol

（3）H2（g））+

O2（g）＝H2O（l）△H3＝ckJ/mol

（4）2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）△H4＝dkJ/mol

下列关系式中正确的是（）

A．a＜c＜0B．b＞d＞0C．2a＝b＜0D．2c＝d＞0

5.若2.6g乙炔（C2H2气态）完全燃烧生成液态水和CO2时放热130kJ。

请写出此反应的热化学方程式。

6.在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-572kJ/mol

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890kJ/mol

由1mol氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少？

高二化学HX-2013-1-2

第一章第二节《燃烧热能源》导学案

学习目标：

班级：

姓名：

小组：

1.掌握并理解燃烧热的概念，掌握燃烧热的热化学方程式的书写及有关计算。

2.了解我国的能源状况，树立能源开发和利用能源的意识。

学习重点：

燃烧热与中和热的区别，燃烧热的有关计算。

学习难点：

会书写燃烧热、中和热的热化学方程式。

学习过程

我们知道我们知道物质的燃烧都是放热反应，可以放出大量的热,那么1mol不同的物质燃烧放出的热量是否相等呢?

回顾反应热、焓变的内容，完成知识回顾部分的问题。

知识回顾

1.在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ,下列热化学方程式正确的是（）

A．CH3OH（l）＋

O2（g）

CO2（g）+2H2O（l）；ΔH=+725．8kJ·mol－1

B．2CH3OH（l）+3O2（g）

2CO2（g）+4H2O（l）；ΔH=－1452kJ·mol－1

C．2CH3OH（l）+3O2（g）

2CO2（g）+4H2O（l）；ΔH=－725．8kJ·mol－1

D．2CH3OH（l）+3O2（g）

2CO2（g）+4H2O（l）；ΔH=+1452kJ·mol－1

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

H2（g）+1/2O2（g）

H2O（l） ΔH=-285.8kJ·mol-1

CO（g）+1/2O2（g） 

CO2（g） ΔH=-283.0kJ·mol-1

C（s）＋O2（g）

CO2（g）;ΔH=－393.5kJ/mol

CH4（g）+2O2（g） 

CO2（g）+2H2O（l） ΔH=-890.3kJ·mol-1

H2、CO、C、CH4各1mol完全燃烧时，放出热量最多的是（   ）

A.H2（g）            B.CO（g）                C.C（s）           D.CH4（g）

一、燃烧热

1.阅读课本P7，回答什么是燃烧热？

是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？

2.理解燃烧热的定义，需要注意

（1）测定条件：

_________________________

（2）燃烧的物质一定为_____mol纯物质。

（3）生成的物质在测定条件下一定要能够稳定存在。

状态要稳定。

如常温常压下，水的稳定状态是_____。

要完全燃烧。

如C→_____，S→_____，H→_____。

3.表示的意义。

如CH4的燃烧热为ΔH=---890.3kJ/mol的含义是：

_____________________

4.燃烧热的热化学方程式的书写：

应以____mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数可以出现__________。

5.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量

Q放=n（可燃物）×︱△H（燃烧热）︳

6.燃烧热与中和热的区别与联系

相

同

点

燃烧热

中和热

能量变化

ΔH

不

同

点

反应物的量

生成物的量

反应热

的含义

7.文字叙述燃烧热时，用“正值”或“ΔH”表示。

例如，CH4的燃烧热为890.3kJ/mol,或ΔH=---890.3kJ/mol

8.练习：

（1）分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？

为什么？

A、C（s）＋O2（g）===CO（g）;ΔH=+110.5kJ/mol

B、C（s）＋O2（g）===CO2（g）;ΔH=－393.5kJ/mol

C、2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）;ΔH=－571.6kJ/mol

D、H2（g）＋O2（g）===H2O（g）;ΔH=－241.8kJ/mol

（2）含有0.2molKOH的稀溶液与1L0.1mol/L的H2SO4溶液反应放出11.46kJ的热量。

请你正确书写此中和热化学方程式。

（3）在1.01×105Pa时，16gS在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出148.5kJ的热量，则S的燃烧热为______________。

请你正确书写表示硫燃烧热的热化学方程式。

9.通过上面的练习题，请总结出如何正确书写燃烧热化学方程式和中和热化学方程式。

燃烧的热化学方程式、表示燃烧热的热化学方程式有何区别？

二、能源

阅读课本P8到P9试着回答下面问题。

1.什么是能源？

请列举你所知道的能源并分类。

2.假如能源耗尽，我们生活的世界会变成什么样子？

如何解决能源问题？

3.新能源有哪些？

与常规能源相比有什么优缺点？

4.家中做饭时，可以用柴草、散煤（见学校开水房门口）、煤球、煤气、液化石油气、天然气、酒精等燃料，请你选出最佳燃料，并说明理由。

5.练习：

请你阅读材料后填空：

（1）某无色液体A，通电时生成无色气体B和C，B能使带火星的木条复燃，C能在空气中燃烧，发出蓝色火焰且只生成A。

则B、C的化学式分别为________、________。

（2）若已知每摩尔气体C燃烧后生成A液体时放出285.8kJ的热量，试写出其燃烧的热化学方程式：

________________________。

（3）能源在我们的生活中占有重要的地位，其依据产生的方式可分为一级能源和二级能源。

自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依据其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

气体C属于________能源（“一级”或“二级”），其作为能源最突出的优点是________________________________________________。

（4）有人认为气体C作为能源是不现实的，你认为呢？

如果你认为现实，回答出理由；若认为不现实，则回答出不现实的理由________________________________________。

课堂小结

自我检测

1.一些烷烃的燃烧热如下表：

化合物

ΔH/（kJ·mol－1）

化合物

ΔH/（kJ·mol－1）

甲烷

－891.0

正丁烷

－2878.0

乙烷

－1560.8

异丁烷

－2869.6

丙烷

－2221.5

2甲基丁烷

－3531.3

下列说法正确的是（　）

A．正戊烷的燃烧热大约是－3540kJ·mol－1

B．热稳定性：

正丁烷>异丁烷

C．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6（g）＋7O2（g）===4CO2（g）＋6H2O（g）　

ΔH＝－1560.8kJ·mol－1

D．相同质量的烷烃，氢的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

2.下列热化学方程式书写正确的是（ΔH的表示均正确的是）（）

A．C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g）ΔH＝－1367.0kJ·mol－1（燃烧热）

B．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝＋57.3kJ·mol－1（中和热）

C．S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－296.8kJ·mol－1（反应热）

D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2kJ·mol－1（反应热）

3.下列说法不正确的是（）

A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧

B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体

C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好

D.固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高

4．化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。

这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。

由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。

（1）下列ΔH表示物质的燃烧热的是________；表示物质中和热的是________（填“ΔH1”、“ΔH2”或“ΔH3”等）。

A．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH1

B．C（s）＋1/2O2（g）===CO（g）　ΔH2

C．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH3

D．C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH4

E．C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）　ΔH5

F．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH6

G．2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH7

H．CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l）　ΔH8

（2）根据2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：

_________________。

高二化学HX-2013-1-3

第一章第三节《反应热的计算》导学案

学习目标：

班级：

姓名：

小组：

1.从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律。

2.能正确运用盖斯定律解决具体问题。

3.掌握化学反应热的计算方法。

学习重点：

反应热的有关计算。

学习难点：

盖斯定律的应用。

学习过程

在化学科学的研究中，常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热，但有些反应的反应热很难直接测得，那么如何获得它们反应热的数据呢？

这就是本节课的内容。

知识回顾

1.已知化学方程式：

C+O2=CO2①CO+1/2O2=CO2②

请通过化学方程式①②叠加，得到C+1/2O2=CO

2.

（1）已知石墨的燃烧热：

△H=-393.5kJ/mol，写出石墨完全燃烧的热化学方程式

（2）已知CO的燃烧热：

△H=-283.0kJ/mol，写出CO完全燃烧的热化学方程式

（3）根据

（2），请写出CO2转化为CO和O2的热化学方程式

思考：

C（s）+1/2O2（g）==CO（g）的反应热测量非常困难，应该怎么求出？

一、盖斯定律

1.探究：

已知C（s）+1/2O2（g）==CO（g）ΔH1

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）ΔH2

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH3

（1）请将1molC（s）和1molO2（g）总能量，1molCO（g）＋

O2（g）总能量，1molCO2（g）总能量在右图找到相应的位置。

（2）、从上述图中你能发现ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有何关系？

这是为什么呢？

（3）上述关系可通过以下框图来表示：

（4）小结：

盖斯定律

化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是________的，即化学反应的反应热只与反应体系的_______________有关，而与反应的途径无关。

2．应用：

间接计算某些反应的反应热。

3．举例：

如ΔH＝________________。

4.练习：

（1）已知25℃、101kPa条件下：

①4Al（s）+3O2（g）==2Al2O3（s）；△H1=－2834.9kJ/mol；

②4Al（s）+2O3（g）==2Al2O3（s）；△H2=－3119.1kJ/mol。

由此得出的正确结论是（   ）

 A．等质量的O2比O3的能量低，由O2变O3为放热反应

 B．等质量的O2比O3的能量高，由O2变O3为吸热反应

 C．O2比O3稳定，3O2（g）==2O3（g） △H=－284.2kJ/mol

 D．O2比O3稳定，3O2（g）==2O3（g） △H=+284.2kJ/mol

（2）已知Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3（s）＋10H2O（g）　ΔH1＝＋532.36kJ/mol

Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3·H2O（s）＋9H2O（g）ΔH2＝＋473.63kJ/mol

写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式：

 5.请结合以上两个练习和课本P13的例3，总结利用盖斯定律进行反应热计算的步骤。

（加合法）

二、反应热的计算

1.依据

（1）热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。

（2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。

（3）可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热

（4）根据反应物和生成物的化学键断裂所吸收的能量，ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的能量和－生成物的化学键断裂所吸收的能量。

（5）根据反应物和生成物的总能量计算：

ΔH＝E生成物－E反应物

（6）根据比热公式进行计算：

Q＝cmΔt

2.注意事项

（1）反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。

（2）热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。

（3）正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。

（4）求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。

不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。

某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。

3.例题：

如已知下列两个热化学方程式：

P4（白磷，s）＋5O2（g）＝P4O10（s）ΔH1＝－2983.2kJ/mol

P（红磷，s）＋ΔH2＝－738.5kJ/mol

请写出白磷转化为红磷的热化学方程式。

解：

白磷转化为红磷可虚拟如下过程：

据盖斯定律

ΔH＝ΔH1＋（－ΔH2）×4

＝－2983.2kJ/mol＋738.5kJ/mol×4

＝－29.2kJ/mol

所以白磷转化为红磷的热化学方程式为

P4（白磷，s）＝4P（红磷，s）　ΔH＝－29.2kJ/mol

4.练习：

已知：

（1）NH3（g）＋HCl（g）＝NH4Cl（s）ΔH1＝－176kJ·mol－1

（2）NH3（g）＋H2O（l）＝NH3·H2O（aq）ΔH2＝－35.1kJ·mol－1

（3）HCl（g）＋H2O（l）＝HCl（aq）ΔH3＝－72.3kJ·mol－1

（4）NH3（aq）＋HCl（aq）＝NH4Cl（aq）ΔH4＝－52.3kJ·mol－1

（5）NH4Cl（s）＋2H2O（l）＝NH4Cl（aq）　ΔH5＝Q

请利用虚拟路径法求ΔH5。

5.请根据例题和练习，总结出虚拟路径法的解题要点。

课堂小结

自我检测

1.已知下列热化学方程式：

Zn（s）+1/2O2（g）=ZnO（s） ΔH1 =-351.1kJ/mol

            Hg（l）+1/2O2（g）=HgO（s）  ΔH2 =-90.7kJ/mol 。

由此可知Zn（s）+HgO（s）=ZnO（s）+Hg（l） ΔH3。

其中ΔH3的值是               （） 

A．-441.8kJ/mol B．-254.6kJ/mol  C．-438.9kJ/mol  D．-260.4kJ/mol

2.已知①CO（g）+1/2 O2（g）=CO2（g）    ΔH1=-283.0kJ/mol

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

③C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2 （g）+3H2O（l）    ΔH3=-1370kJ/mol

试计算④2CO（g）＋ 4H2（g）= H2O（l）＋C2H5OH（l）  的ΔH4

3.已知下列热化学方程式：

（1）Fe2O3（s）＋3CO（g）＝2Fe（s）＋3CO2（g）　　　ΔH1＝－25kJ/mol

（2）3Fe2O3（s）＋CO（g）＝2Fe3O4（s）＋CO2（g）　　ΔH2＝－47kJ/mol

　　（3）Fe3O4（s）＋CO（g）＝3FeO（s）＋CO2（g）　　　ΔH3＝＋19kJ/mol

　　写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式。

高二化学HX-2013-2-1

第二章第一节《化学反应速率》导学案

学习目标：

班级：

姓名：

小组：

1.了解了化学反应速率的概念和表示方法，知道对同一化学反应中以不同物质表示反应速率数值的差异；

2.掌握化学反应速