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1、同步導(dǎo)學(xué)與評估新課標(biāo)人教版選修4,化 學(xué),目錄,第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二節(jié)燃燒熱能源 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 第二章化學(xué)反應(yīng)速率和平衡 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率 第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 第三節(jié)化 學(xué) 平 衡 第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,第三章水溶液中的離子平衡 第一節(jié)弱電解質(zhì)的電離 第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性 第三節(jié)鹽類的水解 第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡 第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)原電池 第二節(jié)化學(xué)電源 第三節(jié)電解池 第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),第一章化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第1課時焓變反應(yīng)熱 三維目標(biāo),思維激活 現(xiàn)在新興的“即食即熱型快餐盒”使用
2、起來非常方便,適合外出旅行使用。其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食品;外層則是分別包裝的兩包化學(xué)物質(zhì),一包是生石灰,另一包是水。使用時拉動預(yù)留在外的拉線使這兩種化學(xué)物質(zhì)混合,幾分鐘后,飯菜就變得熱騰騰的。你知道這是為什么嗎? 自學(xué)導(dǎo)引 一、化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化 1化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的表現(xiàn)形式 化學(xué)反應(yīng)過程中,不僅有物質(zhì)的變化,還有能量的變化。這種能量的變化常以熱能、電能、光能等形式表現(xiàn)出來。,2放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng);吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)。 3化學(xué)反應(yīng)過程中物質(zhì)變化與能量變化的關(guān)系 化學(xué)反應(yīng)中,能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,能
3、量的多少則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎(chǔ)。 思考題1下列說法中不正確的是() A化學(xué)變化過程是原子的重新組合過程 B化學(xué)反應(yīng)可分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) C化學(xué)反應(yīng)中能量變化的多少與其反應(yīng)物的質(zhì)量有關(guān) D化學(xué)變化中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的 答案D,二、反應(yīng)熱、焓變 1反應(yīng)熱:在反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量,以熱量來表示,叫做反應(yīng)熱,又稱為焓變,符號用H表示,單位常采用kJ/mol或(kJmol1)。 2以1 mol H2與1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl時放出184.6 kJ的熱量為例,從微觀角度解釋化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。 解答此反應(yīng)過程的能量變化可表示如下:,(1)化學(xué)鍵斷
4、裂時需要吸收能量,吸收的總能量為679 kJ。 (2)化學(xué)鍵形成時需要釋放能量釋放的總能量為862 kJ。 (3)反應(yīng)熱的計(jì)算:862 kJ679 kJ183 kJ,即放出183 kJ的能量。顯然,分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測得的該反應(yīng)的反應(yīng)熱184.6 kJmol1很接近(一般用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來表示反應(yīng)熱)。,3H的正負(fù)和吸放熱反應(yīng)的關(guān)系 (1)放熱反應(yīng):反應(yīng)完成時,生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量。由于反應(yīng)后放出熱量(釋放給環(huán)境)而使反應(yīng)體系的能量降低,故H0或H為“”。 (2)吸熱反應(yīng):反應(yīng)完成時,生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量。由于反應(yīng)后吸收環(huán)境熱量而使反應(yīng)體系的能量升高,故H0或H為
5、“”。 思考題2下列說法中正確的是() A焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化 B當(dāng)反應(yīng)放熱時H0,當(dāng)反應(yīng)吸熱時H0 C在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng) D一個化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量時,反應(yīng)放熱,H為“” 答案D,名師解惑 一、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較,特別提醒 比較H的大小時,要連同“”、“”包含在內(nèi),類似于數(shù)學(xué)上的正負(fù)數(shù)比較。如果只比較反應(yīng)放出熱量的多少,則只須比較數(shù)值大小,與“”、“”無關(guān)。 二、中學(xué)常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) 1放熱反應(yīng):燃燒、中和反應(yīng)、金屬的氧化、金屬與酸或水的反應(yīng)、由不穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)等。 2吸熱反應(yīng):鹽類的水解、C與CO2或H2O
6、的反應(yīng)、CaCO3的分解、Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)、由穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)等。,特別提醒 化學(xué)反應(yīng)總體遵循“分吸合放”規(guī)律,即大多數(shù)分解反應(yīng)吸熱,大多數(shù)化合反應(yīng)放熱,且化學(xué)反應(yīng)中吸熱反應(yīng)占少數(shù),所以務(wù)必記住常見的吸熱反應(yīng)。 放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)必須屬于化學(xué)變化。如醋酸的電離雖然要吸熱,但不能稱為吸熱反應(yīng),只能稱為吸熱過程;同樣,水蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)水,也不能稱為放熱反應(yīng)。 三、用化學(xué)鍵鍵能(拆開1 mol化學(xué)鍵所吸收的能量)如何估算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)? 化學(xué)反應(yīng)過程是原子重新組合的過程,反應(yīng)物分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量,生成新物質(zhì)時形成新的化學(xué)鍵要放出能量,二者的能量差,
7、就決定了能量的變化。因此用化學(xué)鍵鍵能的大小可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),公式為:H反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和。,四、在加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎? 不同化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件不同,有的常溫下就可以發(fā)生,有的則需要加熱。因此往往容易把在加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)認(rèn)為是吸熱反應(yīng),而在常溫下進(jìn)行的反應(yīng)認(rèn)為是放熱反應(yīng)。其實(shí)兩者之間無必然聯(lián)系,常溫下進(jìn)行的反應(yīng)可能是放熱反應(yīng),如中和反應(yīng);也可能是吸熱反應(yīng),如NH4Cl與Ba(OH)28H2O的反應(yīng)。加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng),可能是吸熱反應(yīng),如CCO2 2CO;也可能是放熱反應(yīng),如CO2 CO2。兩者的區(qū)別是放熱反應(yīng)撤去熱源后仍能進(jìn)行,吸熱反應(yīng)必須持續(xù)加熱
8、才能繼續(xù)進(jìn)行。由上可見,反應(yīng)吸熱還是放熱與反應(yīng)條件無關(guān),而是由反應(yīng)物總能量與生成物總能量的高低決定的。,典例導(dǎo)析 知識點(diǎn)1:對放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)概念的考查 例1下列過程能肯定是放熱反應(yīng)的是() A燃燒 B分解 C凝華 D溶解 解析反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。凝華和溶解均屬物理變化,C、D不符合題意;大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),如NH4HCO3分解;而燃燒反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。 答案A 跟蹤練習(xí)1下列過程要吸收熱量的是() CHOHH2O DCO2CO2 答案A,知識點(diǎn)2:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的考查 例2下列反應(yīng)中,生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量的是() A氫
9、氣在氧氣中燃燒 B鐵絲在氧氣中燃燒 C硫在氧氣中燃燒 D焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng) 解析A、B、C三項(xiàng)均為放熱反應(yīng),說明它們的反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,多余的能量以熱能的形式放出;而D項(xiàng)為吸熱反應(yīng),正好相反,故D項(xiàng)正確。 答案D,跟蹤練習(xí)2對于放熱反應(yīng):2H2(g)O2(g)2H2O(l),下列說法中正確的是() A產(chǎn)物H2O所具有的總能量高于反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量 B反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量高于產(chǎn)物H2O所具有的總能量 C反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量等于產(chǎn)物H2O所具有的總能量 D反應(yīng)物H2和O2比產(chǎn)物H2O穩(wěn)定 答案B,第2課時熱化學(xué)方程式 三維目標(biāo),思維激活 拯救大
10、兵瑞恩里面有一個美軍用燃燒彈燒死坑道中敵兵的鏡頭,這就是燃燒彈在現(xiàn)代坑道戰(zhàn)、塹壕戰(zhàn)中的作用之一。由于汽油的密度較小,發(fā)熱量高,且價格便宜,所以被廣泛用做燃燒彈原料。汽油燃燒是化學(xué)變化,如何書寫汽油燃燒的熱化學(xué)方程式呢? 自學(xué)導(dǎo)引 一、熱化學(xué)方程式 1概念:能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。 2表示意義:熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。,思考題1下列說法中不正確的是() A物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱僅指反應(yīng)放出的熱量 B熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子的個數(shù) C所有的燃燒都是放熱反應(yīng) D熱化學(xué)方程
11、式中分子式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù) 答案A 3特點(diǎn)(與化學(xué)方程式比較) (1)指明了反應(yīng)時的溫度和壓強(qiáng),如在25 、101 kPa下進(jìn)行的反應(yīng),可不注明。 (2)在化學(xué)方程式右邊注明H的符號、數(shù)值和單位。 (3)所有反應(yīng)物和產(chǎn)物都用括號注明了它們的聚集狀態(tài)。,(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,而不表示分子數(shù)或原子數(shù),因此可以為非整數(shù)。 (5)化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)熱的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小相同倍數(shù)。 思考題2為什么書寫熱化學(xué)方程式時要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)? 答案反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān),即狀態(tài)不同,產(chǎn)生的熱效應(yīng)不同。 二、中和熱及其測定 1中和熱 在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mo
12、l H2O,這時的反應(yīng)熱叫做中和熱。,2中和熱的測定 如右圖所示裝置,利用50 mL 0.50 molL1鹽酸與50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng),通過測定反應(yīng)過程中所放出來的熱量可計(jì)算中和熱。其實(shí)驗(yàn)過程為: (1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置。 (2)用一個量筒量取50 mL 0.50 molL1鹽酸,倒入小燒杯中,用溫度計(jì)測出溶液的溫度,再用水洗凈溫度計(jì)。,(3)用另一個量筒量取50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液,并用溫度計(jì)測出NaOH溶液的溫度。 (4)將NaOH溶液倒入小燒杯中,攪拌溶液,測量最高溫度。 (5)重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,取平均值計(jì)算。 (6)數(shù)據(jù)處理。如起始兩溶
13、液的平均溫度為t1,實(shí)驗(yàn)中最高溫度為t2,則生成1 mol H2O所放出的熱量(即中和熱)為: H kJmol1 即酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時所放出的熱 量。,名師解惑 一、書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng) 1H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊,并用“空格”隔開。若為放熱反應(yīng),H為“”;若為吸熱反應(yīng),H為“”。H的單位一般為kJmol1。 2注意反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱數(shù)值不同。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系如下圖,因此,必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(s、l、g)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不用標(biāo)“”或“”。,3H的單位“kJmol
14、1”的含義。并不是指每摩爾具體物質(zhì)反應(yīng)時伴隨的能量變化是多少千焦,而是指給定形式的具體反應(yīng)以各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)來計(jì)量其物質(zhì)的量時伴隨的能量變化。如2H2(g)O2(g)2H2O(g)H483.6 kJmol1中的反應(yīng)熱是指每摩爾反應(yīng),放出的熱量為483.6 kJ。因此H與化學(xué)方程式的寫法有關(guān),如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時,其反應(yīng)熱與正反 應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。例如:已知H2(g) O2(g) H2O(l)H285.8 kJmol1,則2H2(g)O2(g) 2H2O(l)H571.6 kJmol1;H2O(l)H2(g) O2(g) H285.8 kJmol1。
15、特別提醒 在進(jìn)行熱化學(xué)方程式的書寫和正誤判斷時,一定要注意檢查狀態(tài)、數(shù)值及正負(fù)號,此三處易錯易漏。,二、熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別,三、中和熱的測定與計(jì)算 1中和熱測定實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) 整個實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)把好兩關(guān):隔熱關(guān)。如量熱計(jì)保溫層內(nèi)隔熱填充材料要填滿;蓋板上的兩孔只需要正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒通過即可;倒入NaOH溶液要迅速,盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。準(zhǔn)確關(guān)。如配制溶液的濃度要準(zhǔn)確;NaOH溶液要新制;量取溶液體積時讀數(shù)要準(zhǔn)確;對溫度計(jì)的讀數(shù)要讀到最高點(diǎn)。 2中和熱的計(jì)算 由50 mL 0.50 molL1鹽酸與50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)所測結(jié)
16、果,計(jì)算中和反應(yīng)的中和熱為: H kJmol1(C為生成溶液的比熱容),特別提醒 中和熱的測量中堿稍過量的原因是保證酸能完全反應(yīng),計(jì)算時應(yīng)以不足的酸作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)驗(yàn)中使用的酸和堿不能是濃酸或濃堿,若用濃酸或濃堿,由于稀釋過程中放出熱量,會使測得的中和熱數(shù)值偏高。 3導(dǎo)致測定誤差的因素 求算出的中和熱是否接近57.3 kJmol1,取決于溶液的濃度、溶液的體積及溫度的變化。引起中和熱測定有較大誤差的因素主要有:溶液濃度不準(zhǔn)確;溶液量取不準(zhǔn)確;隔熱較差;室溫太低;溫度未讀取到最高點(diǎn)等。,典例導(dǎo)析 知識點(diǎn)1:反應(yīng)熱(焓變)的比較 例1已知1 mol白磷轉(zhuǎn)化成紅磷,放出18.39 kJ的熱量,又知
17、:P4 (白,s)5O2(g)=2P2O5(s) H1,4P(紅,s)5O2(g)=2P2O5(s)H2 。 則H1和H2的關(guān)系正確的是() AH1H2BH1H2 CH1H2D無法確定 解析由于白磷轉(zhuǎn)化為紅磷時放出熱量,所以白磷和紅磷與等量O2反應(yīng)生成等量的P2O5時,白磷放出的熱量更多,又因H10,H20,故H1H2。 答案B,跟蹤練習(xí)1下列各組熱化學(xué)方程式中,化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是() C(s)O2(g)CO2(g)H1, C(s) O2(g)CO(g)H2 S(s)O2(g)SO2(g)H3, S(g)O2(g)SO2(g)H4 H2(g) O2(g)H2O(l)H5, 2H2(g
18、)O2(g)2H2O(l)H6 CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)H7, CaO(s)H2O(l)Ca(OH)2(s)H8 A B C D 答案C,知識點(diǎn)2:熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷 例2在25 、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ,下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是() ACH3OH(l) O2(g)CO2(g)2H2O(l) H725.76 kJmol1 B2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) H1451.52 kJmol1 C2CH3OH(l)3O2(g)2CO2(g)4H2O(l) H725.76 kJmol1 D2CH3
19、OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H1451.52 kJmol1 解析1 g甲醇燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放熱22.68 kJ,則1 mol甲醇(32 g)燃燒放熱22.68 kJ32725.76 kJ,相同條件下,2 mol甲醇燃燒放熱725.76 kJ21451.52 kJ。 答案B,跟蹤練習(xí)2含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸恰好完全反應(yīng),放出28.7 kJ熱量,下列表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式正確的是() A NaOH(aq) HCl(aq) NaCl(aq) H2O(l) H28.7 kJmol1 B NaOH(aq) HCl(aq) NaCl(
20、aq) H2O(l) H57.4 kJmol1 CNaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l) H57.4 kJmol1 DNaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l) H57.4 kJmol1 答案D,第二節(jié)燃燒熱能源 三維目標(biāo),思維激活 柴草是家庭最早使用的燃料,隨著煤和石油的開采利用,家用燃料又進(jìn)入了新的時代燃?xì)鈺r代。 為保證燃料的充分燃燒,燃燒柴草時使用的風(fēng)屜,是不是拉得越快越好?調(diào)節(jié)燃?xì)庠畹恼{(diào)節(jié)閥時,是不是空氣的通入量越大越好? 自學(xué)導(dǎo)引 一、燃燒熱 1概念:25 、101 kPa時,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒
21、熱。單位是kJmol1。,2表示的意義 例如,CH4的燃燒熱為H890.3 kJmol1,表示在25 、101 kPa時,1 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O放出的熱量為890.3 kJ。 思考題1在25 、101 kPa時,2 mol H2在O2中完全燃燒,生成2 mol液態(tài)水,放出571.6 kJ熱量,則H2的燃燒熱H_,表示H2燃燒的熱化學(xué)方程式為:_。 答案285.8 kJmol1; H2(g)O2(g)H2O(l)H285.8 kJmol1,二、能源 1能源就是能提供能量的自然資源,它包括化石燃料、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等?;剂习骸⑹秃吞烊粴?。 2我
22、國目前使用的重要能源是化石燃料,它們的蘊(yùn)藏量有限,而且不能再生,最終將會枯竭。 3現(xiàn)在探索的新能源主要有太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Q竽芎蜕镔|(zhì)能等。新能源的特點(diǎn)是資源豐富,可以再生,沒有污染或很少污染。 思考題2新的替代能源主要包括() 核能柴草煤炭太陽能氫能液化石油氣水煤氣天然氣 ABC D 答案B,名師解惑 一、正確理解燃燒熱 1反應(yīng)條件:25 和101 kPa(書中給出的燃燒熱數(shù)值均為此條件下測得)。 2可燃物用量:1 mol純物質(zhì)。 例如,C8H18燃燒的熱化學(xué)方程式為2C8H18(l)25O2(g)16CO2(g)18H2O(l)H11036 kJmol1。C8H18的燃燒熱為5
23、518 kJmol1,而不是11036 kJmol1。 3“完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物”是指完全燃燒時,下列元素要生成對應(yīng)的氧化物:CCO2、HH2O。CCO不是完全燃燒,生成的水為液態(tài)不能是氣態(tài)。 例如,C燃燒的熱化學(xué)方程式為: C(s) O2(g)CO(g) H110.5 kJmol1 C(s)O2(g)CO2(g)H393.5 kJmol1 則C的燃燒熱為393.5 kJmol1, 而不是110.5 kJmol1。,4燃燒熱用文字?jǐn)⑹鰰r,用“正值”;若用“H”表示,則為“負(fù)值”。例如,CH4的燃燒熱為890.3 kJmol1或H890.3 kJmol1。 5燃燒熱是以1 mol 物質(zhì)完全燃
24、燒所放出的熱量來定義的。因此在書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時,應(yīng)以燃燒1 mol 物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),故在其熱化學(xué)方程式中常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。 二、燃燒熱與中和熱的比較,特別提醒 “燃燒熱的熱化學(xué)方程式”與“燃燒的熱化學(xué)方程式”的書寫不同。寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時可燃物必須為1 mol,燃燒的熱化學(xué)方程式不強(qiáng)調(diào)可燃物的物質(zhì)的量,可為任意值。 “中和熱的熱化學(xué)方程式”與“中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式”的書寫不同。書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時生成的水必須為1 mol,書寫中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式時生成的水的量可為任意值。 三、有關(guān)燃燒熱的計(jì)算 燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的。
25、因此計(jì)算燃燒反應(yīng)所釋放的熱量時,應(yīng)先計(jì)算出可燃物的物質(zhì)的量,然后根據(jù)該可燃物的燃燒熱Hc計(jì)算燃燒反應(yīng)所釋放的熱量。其計(jì)算公式為Q放n(可燃物)Hc。,典例導(dǎo)析 知識點(diǎn)1: 燃燒熱的考查 例1由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1 mol水蒸氣,放熱241.8 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。 若1 g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.444 kJ,則反應(yīng)H2(g) O2(g)H2O(l)的H_kJmol1。 解析本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫及燃燒熱的求 算。書寫熱化學(xué)方程式時注意:化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時,H也同等倍數(shù)地改變,故生成水蒸氣時的熱化學(xué)方程式可寫為: H2(g) O2(g)H2O(g)H241.8 kJmo
26、l1或2H2(g)O2(g)2H2O(g) H483.6 kJmol1等多種形 式。18 g水蒸氣變成18 g液態(tài)水時放熱44 kJmol1,所以1,mol H2燃燒生成1 mol H2O(l)時,H241.8 kJmol1(44 kJmol1)285.8 kJmol1。 答案 H2(g) O2(g)H2O(g)H241.8 kJmol1 H483.6 kJmol1;285.8 跟蹤練習(xí)1已知:C2H2(g)H2(g)C2H4(g)H199.6 kJmol1; 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H2599.2 kJmol1。 則C2H2的燃燒熱H為() A199.6 kJ
27、mol1 B2599.2 kJmol1 C1299.6 kJmol1 D2798.8 kJmol1 答案C,知識點(diǎn)2:化石能源的考查 例2已知天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體,等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大。下面是有關(guān)天然氣的幾種敘述:天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大 燃燒天然氣也是酸雨的成因之一, 其中正確的是() A B只有C和 D只有 解析CH4燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2O,與煤、柴油相比屬較清潔的能源;依題意,以1 mol作比較,1 mol CH4(16 g)比1 mol CO2(44 g)產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大,
28、故等質(zhì)量的CH4比CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大;天然氣燃燒生成的CO2不是酸雨的成因,因?yàn)镠2CO3酸性很弱。 答案C,跟蹤練習(xí)2下列說法中正確的是() A化石燃料在任何條件下都能充分燃燒 B化石燃料在燃燒過程中會產(chǎn)生污染環(huán)境的有害氣體如CO、SO2等 C直接燃燒煤和將煤深加工后再燃燒的熱效率相同 D固體煤變?yōu)闅怏w燃料后,燃燒效率將降低 答案B 知識點(diǎn)3:新能源開發(fā)的考查 例3近20年來,對以氫氣作為未來動力燃料的氫能源的研究取得了迅速發(fā)展。氫氣燃燒時耗氧量小,發(fā)熱量大。已知碳和氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為: C(s)O2(g)CO2(g) H393.5 kJmol1 H2(g) O2(g)H2O(l)
29、H285.8 kJmol1,試通過計(jì)算說明等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時產(chǎn)生熱量的比是_。 解析由熱化學(xué)方程式可知,相同質(zhì)量的氫氣和碳完全燃燒時放出的熱量之比: (285.8 kJmol1 )(393.5 kJmol1 ) 4.361。 答案4.361 跟蹤練習(xí)3乙醇汽油的推廣使用,帶動了糧食深加工相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與消費(fèi)的良性循環(huán)。 (1)下列說法中正確的是_。,推廣乙醇汽油可以減輕環(huán)境污染,可降低尾氣中一氧化碳的含量。 乙醇汽油作為一種新型清潔燃料,是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn)之一。 乙醇屬于可再生資源,使用乙醇汽油可以緩解目前石油緊缺的矛盾。 太陽能
30、、風(fēng)能、水能、生物能、地?zé)崮堋⒊毕艿榷紝儆诳稍偕茉础?AB CD (2)通過分析反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的斷開和形成,應(yīng)用有關(guān)數(shù)據(jù),可以估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。已知有關(guān)數(shù)據(jù)見下表:,工業(yè)制乙醇目前主要方法是乙烯水化法(CH2CH2 H2O CH3CH2OH ),估算制取1 mol 乙醇的反應(yīng)熱 H_kJmol1。 (3)在相同溫度和壓強(qiáng)下,將46 g乙醇分別在純氧中和空氣中完全燃燒,在純氧中燃燒熱為H1,在空氣中燃燒熱為H2,則H1_H2(填“”、“”、“”或“無法判斷”)。 答案(1)D(2)53.5(3),第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 第1課時蓋 斯 定 律 三維目標(biāo),自學(xué)導(dǎo)引 一、蓋斯定律 1蓋斯定
31、律的內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的?;蛘哒f,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 2蓋斯定律的解釋:能量的釋放或吸收是以發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的,兩者密不可分,但以物質(zhì)為主。 思考題1如何用能量守恒的原理理解蓋斯定律? 答案蓋斯定律體現(xiàn)了能量守恒原理,因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的始態(tài)物質(zhì)和終態(tài)物質(zhì)各自具有的能量是恒定的,二者的能量差就是反應(yīng)放出或吸收的熱量。只要始態(tài)和終態(tài)定了,不論途經(jīng)哪些中點(diǎn)狀態(tài),最終的能量差就是固定的。,二、蓋斯定律的應(yīng)用 對于進(jìn)行得很慢的反應(yīng),不容易直接發(fā)生的反應(yīng),產(chǎn)品不純(即有副反應(yīng)發(fā)生)的反應(yīng),測定反應(yīng)熱有困難,如果應(yīng)用蓋斯定
32、律,就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。 思考題2已知下列熱化學(xué)方程式: Zn(s) O2(g)ZnO(s)H1351.1 kJmol1 Hg(l) O2(g)HgO(s)H290.7 kJmol1 由此可知Zn(s)HgO(s)ZnO(s)Hg(l)H3,其中 H3的值是() A441.8 kJmol1 B254.6 kJmol1 C438.9 kJmol1D260.4 kJmol1 答案D,名師解惑 一、蓋斯定律的特點(diǎn) 1反應(yīng)熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān),與反應(yīng)的途徑無關(guān)。就像登山至山頂,不管選哪一條路走,山的海拔總是不變的。 2反應(yīng)熱總值一定。如右圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱,則HH1H2H3H
33、4H5。,二、蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義 因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢,有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生,有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生),這給測定反應(yīng)熱造成了困難。此時如果應(yīng)用蓋斯定律,就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。 例如: (1)C(s) O2(g)CO2(g)H1393.5 kJmol1 (2)CO(g) O2(g)CO2(g)H2283.0 kJmol1 求C(s)O2(g)CO(g)的反應(yīng)熱。,解析: 根據(jù)上述兩個反應(yīng)的關(guān)系可知: H1H2H3, H3H1H2 393.5 kJmol1(283.0 kJmol1) 110.5 kJmol1 所以C(s)O2(g)CO(g)H3110.5
34、kJmol1,三、應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時應(yīng)注意的事項(xiàng) 1熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)同乘以某一個數(shù)時,反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。 2熱化學(xué)方程式相加減時,同種物質(zhì)之間可相加減,反應(yīng)熱也隨之相加減。 3將一個熱化學(xué)方程式顛倒時,H的“”、“”號必須隨之改變。 4若熱化學(xué)方程式需相減,最好能先把被減方程式進(jìn)行顛倒,然后相加,更不易出錯。,典例導(dǎo)析 知識點(diǎn)1:蓋斯定律的意義 例1實(shí)驗(yàn)中不能直接測出由石墨和氫氣反應(yīng)生成甲烷的反應(yīng)熱,但可通過測出CH4、石墨及H2燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱,再求由石墨生成甲烷的反應(yīng)熱。已知: CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H1890.3 kJmol1 C
35、(石墨)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJmol1 H2(g) O2(g)H2O(l)H3285.8 kJmol1 求:C(石墨)2H2(g)CH4(g) H4_,解析本題考查蓋斯定律的理解和運(yùn)用,可用“加合法”。 因?yàn)榉磻?yīng)式、之間有以下關(guān)系: 2 所以H4H22H3H1 =-393.5 kJmol-1+2(-285.8 kJmol-1)-(-890.3 kJmol-1) =-74.8 kJmol1 答案74.8 kJmol1,跟蹤練習(xí)1蓋斯定律指出:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化,由右圖
36、判斷下列關(guān)系錯誤的是() AAF:HH6 BH1H2H3H4H5H61 CCF:|H|H1H2H6| DH1H2H3(H4H5H6) 答案B,知識點(diǎn)2:蓋斯定律的應(yīng)用 例2已知下列熱化學(xué)方程式: (1)CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H1870.3 kJmol1 (2)C(s)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJmol1 (3)H2(g) O2(g)H2O(l)H3285.8 kJmol1 則反應(yīng):2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為() A488.3 kJmol1 B244.15 kJmol1 C488.3 kJmol1 D244.
37、15 kJmol1,解析依據(jù)反應(yīng): 2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l) 可將(1)、(2)、(3)分別演變成如下情況: 2CO2(g)2H2O(l)CH3COOH(l)2O2(g)Ha870.3 kJmol1 2C(s)2O2(g)2CO2(g) Hb2393.5 kJmol1 2H2(g)O2(g)2H2O(l)Hc2285.8 kJmol1 由于總反應(yīng)等于、相加,故其反應(yīng)熱也等于Ha+Hb+Hc+870.3 kJmol1+(2393.5 kJmol1)(2285.8 kJmol1)488.3 kJmol1。 答案A,跟蹤練習(xí)2下圖構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中太陽能最終轉(zhuǎn)化為() A化
38、學(xué)能B熱能 C生物能D電能 答案B,第2課時反應(yīng)熱的計(jì)算 三維目標(biāo),思維激活 在化學(xué)科學(xué)研究中,常常需要通過實(shí)驗(yàn)測定物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的反應(yīng)熱,但是某些反應(yīng)的反應(yīng)熱,由于種種原因不能直接測得,只能通過化學(xué)計(jì)算的方式間接地獲得。在生產(chǎn)中對于燃料的燃燒,反應(yīng)條件的控制以及“廢熱”的利用,也需要進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。 反應(yīng)熱的計(jì)算要依據(jù)什么來進(jìn)行? 自學(xué)導(dǎo)引 一、怎樣進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算 1熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以移項(xiàng)同時改變正、負(fù)號;各項(xiàng)的系數(shù)包括H的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。,2根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其H相加或相減,得到一個新的熱化學(xué)方程式。 3可燃
39、物完全燃燒產(chǎn)生的熱量nH。 思考題已知C(s)O2(g)CO2(g) H393.5 kJmol1,則2.5 mol C在O2中完全燃燒生成CO2時放出多少熱量? 答案983.75 kJ 二、進(jìn)行反應(yīng)熱計(jì)算常用的幾種方法 1列方程或方程組法。 2平均值法。 3極限分析法。 4十字交叉法。 5估算法(僅適于選擇題)。,名師解惑 一、反應(yīng)熱的計(jì)算 1由化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)(舊鍵斷裂新鍵生成)及化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因(反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量不等)可得: (1)反應(yīng)熱斷裂舊鍵所需的能量生成新鍵釋放的能量 (2)反應(yīng)熱生成物的總能量反應(yīng)物的總能量 2根據(jù)蓋斯定律計(jì)算:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,
40、其反應(yīng)熱是相同的。也就是說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與具體反應(yīng)的途徑無關(guān)。所以,可將熱化學(xué)方程式進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹凹印薄ⅰ皽p”等變形,H進(jìn)行相應(yīng)的變化后來計(jì)算反應(yīng)熱。 3其他相關(guān)計(jì)算 根據(jù)比熱容公式HCmt進(jìn)行計(jì)算;由生成反應(yīng)的焓變計(jì)算:反應(yīng)熱生成物生成焓之和反應(yīng)物生成焓之和。,特別提醒 利用蓋斯定律解題的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)流程:從反應(yīng)物開始,經(jīng)歷若干中間反應(yīng)(并不是真實(shí)的反應(yīng)歷程),最終生成生成物。分析過程中要注意同一物質(zhì)的不同狀態(tài),因?yàn)槲镔|(zhì)的狀態(tài)不同,吸收或放出的熱量也不相同。 二、進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算時需注意的問題 1反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)成正比,因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化
41、學(xué)計(jì)量數(shù)改變時,其反應(yīng)熱數(shù)值需同時做相同倍數(shù)的改變。 2熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時的反應(yīng)熱。 3正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。,典例導(dǎo)析 知識點(diǎn)1:有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 例1已知: CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H1Q1; 2H2(g)O2(g)2H2O(g)H2Q2; 2H2(g)O2(g)2H2O(l)H3Q3。 室溫時取體積比為41的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至室溫,放出的熱量為() A0.4 molQ1 0.05 molQ3 B0.4 molQ1 0.05 molQ2 C0.4 molQ1 0.1 mo
42、lQ3 D0.4 molQ1 0.1 molQ2,解析n(氣體) 0.5 mol, n(CH4)0.5 mol 0.4 mol, n(H2)0.5 mol 0.1 mol。 燃燒后恢復(fù)至室溫,H2O為液態(tài), 所以放出的熱量為: Q0.4 molQ10.1 mol 0.4 molQ1 0.05 molQ3。 答案A,跟蹤練習(xí)1化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知P4(白磷)、P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJmol1):PP 198、PO 360、OO 498,則反應(yīng)P4(s)3O2(g)P4O6(g)的反應(yīng)熱H為() A1638 kJm
43、ol1B1638 kJmol1 C126 kJmol1D126 kJmol1 答案B,知識點(diǎn)2:有關(guān)反應(yīng)熱的綜合考查 例2已知下列兩個熱化學(xué)方程式: H2(g)O2(g)H2O(l) H285.8 kJmol1 C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(l) H2220.0 kJmol1 實(shí)驗(yàn)測得氫氣和丙烷的混合氣體共5 mol,完全燃燒時放熱3847 kJ,則混合氣體中氫氣和丙烷的體積比約是_(填字母,下同);兩者放出的熱量之比約為_。 A13 B31 C14 D513,解析該題為計(jì)算型選擇題,可采用以下兩種方法巧解。 方法一(十字交叉法):,方法二(估算排除法): 因C3H8的燃燒
44、熱為2220.0 kJmol1,而兩者燃燒共放熱3847 kJ,故H2和C3H8的體積比一定大于11,而四個選項(xiàng)中唯有B選項(xiàng)3111符合題意。 兩者放出的熱量之比也只需列出方法一中的計(jì)算式,再估算并對照選項(xiàng)便可選定D選項(xiàng)為答案。 答案B;D 跟蹤練習(xí)2一定條件下,2CO(g) O2(g)2CO2(g)H566.0 kJmol1,CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1,則1 mol CO和3 mol CH4組成的混合氣在上述條件下完全燃燒放出熱量為 () A2912 kJB2953 kJ C3236 kJD3836 kJ 答案B,第二章化學(xué)反應(yīng)速率和平衡 第一節(jié)
45、化學(xué)反應(yīng)速率 三維目標(biāo),思維激活 在我們熟悉的化學(xué)反應(yīng)中,有的反應(yīng)可以瞬間完成,如沉淀反應(yīng)、中和反應(yīng)等,但有的反應(yīng)很慢,如煤的形成、石油的形成等。如何來表示這些反應(yīng)的快慢呢? 自學(xué)導(dǎo)引 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1化學(xué)反應(yīng)速率的概念 化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化來表示。在容積不變的反應(yīng)器中,通常是用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 2化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式v (1)化學(xué)反應(yīng)速率的符號是v,c|c始c末|表示反應(yīng)過程中,其反應(yīng)物減少的濃度或生成物增加的濃度的絕對值,常用的單位是molL1。,t表示變化時間,其單位常根據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢來適當(dāng)選擇,常用的單
46、位是s、min。 (2)v ,其常用單位是molL1s1或molL1min1。 思考題同一反應(yīng),用不同物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化所表示的反應(yīng)速率的數(shù)值可能不同。為什么? 答案在一個化學(xué)反應(yīng)里,各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不一定相同,則單位時間內(nèi)不同物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化量就可能不同,所以用不同物質(zhì)所表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值就不一定相同。 二、化學(xué)反應(yīng)速率的測定 化學(xué)反應(yīng)的速率是通過實(shí)驗(yàn)來測定的。包括能夠直接觀察的某些性質(zhì),如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng);也包括必須依靠儀器來測量的性質(zhì),如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。在溶液中常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)的
47、速率。,名師解惑 一、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律 在1 L固定容積的容器中發(fā)生反應(yīng):N23H22NH3,在1 min內(nèi)2 mol N2與6 mol H2反應(yīng)生成了4 mol NH3。在該反應(yīng)中,各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比、發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量之比、發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì)的量濃度之比、各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比如下:,可以看出,各物質(zhì)所占有的體積及反應(yīng)所用的時間均相同,所以各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比發(fā)生變化的物質(zhì)的量之比發(fā)生變化的物質(zhì)的量濃度之比化學(xué)反應(yīng)速率之比。 二、理解化學(xué)反應(yīng)速率時要注意的幾個問題 1無論是反應(yīng)物還是生成物,其化學(xué)反應(yīng)速率的值都取正值。 2對于給定的一個化學(xué)反應(yīng),有關(guān)的物質(zhì)的量是不斷變
48、化的,因此化學(xué)反應(yīng)速率有平均速率和即時(瞬時)速率之分。在中學(xué)化學(xué)里,我們能夠計(jì)算的是單位時間內(nèi)的反應(yīng)速率,即平均速率,而在速率圖像上的每一個點(diǎn)則表示的是瞬時速率。如右圖表示的是一定量的碳酸氫鈉在鹽酸中反應(yīng)的速率時間曲線,曲線中的每一個點(diǎn)表示該時刻的瞬時速率,如A點(diǎn)表示t1時刻的反應(yīng)速率。,3由于一個化學(xué)反應(yīng)里各物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)不一定相同,所以在同一個化學(xué)反應(yīng)里,不同物質(zhì)所表示的化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)值不一定相同。雖然用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)值不一定相同,但是它們的實(shí)際意義卻完全相同,即一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率也就代表了整個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。,4在一定溫度下,純固態(tài)和純液態(tài)物質(zhì),單位體積里的
49、物質(zhì)的量保持不變,因此液態(tài)或固態(tài)純物質(zhì)物質(zhì)的量濃度可以看成常數(shù),所以不能用純固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。 特別提醒 在比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小時,不能簡單直接地進(jìn)行數(shù)據(jù)比較,要做到反應(yīng)速率的單位一致,對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同,或換算成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率后再進(jìn)行比較。 典例導(dǎo)析 知識點(diǎn)1:化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算 例1在一密閉的容器里裝有氮?dú)夂蜌錃狻7磻?yīng)開始時,氮?dú)獾臐舛葹? molL1,氫氣的濃度為5 molL1,反應(yīng)開始2 min后,測得容器中氮?dú)獾臐舛葹?.8 molL1。這2,min內(nèi)氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率是多少?氫氣和氨氣的平均反應(yīng)速率各是多少? 解析N23H22NH3 起始濃度(mol
50、L1)25 2 min后濃度(molL1) 1.8 變化濃度(molL1) 0.2 用氮?dú)獾臐舛茸兓硎镜姆磻?yīng)速率是: v(N2) 0.1 molL1min1 根據(jù)各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,用氫氣和氨氣的濃度變化表示的反應(yīng)速率分別是: v(H2)=v(N2) =0.1 molL1min1 =0.3 molL1min1,v(NH3)=v(N2) =0.1 molL-1min-1 =0.2 molL-1min-1。 答案在2 min內(nèi),氮?dú)?、氫氣、氨氣的平均反?yīng)速率分別是0.1 molL1min1、0.3 molL1min1、 0.2 molL1min1。 跟蹤練習(xí)1將化合物A的
51、蒸氣1 mol通入0.5 L 的容器中加熱,發(fā)生反應(yīng):2A(g)B(g)nC(g)。反應(yīng)到3 min時,容器內(nèi)A的濃度為0.8 molL1,通過測定得這段時間內(nèi)的平均速率v(C)0.6 molL1min1,則化學(xué)方程式中的n值為_,用物質(zhì)B表示這段時間的平均速率v(B)_。 答案3;0.2 molL1min1,知識點(diǎn)2:判斷化學(xué)反應(yīng)速率的快慢 例2反應(yīng):A3B2C2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為: v(A)0.15 molL1min1,v(B)0.01 molL1s1,v(C)0.40 molL1min1,v(D)0.45 molL1min1,該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開(填序號)。 解析比較
52、四種不同情況下反應(yīng)速率的快慢,需要用同一物質(zhì)的變化來表示。 v(A)v(B)v(C)v(D)1322,轉(zhuǎn)化為用A的濃度變化來表示的反應(yīng)速率為:v(A)0.15 molL1min1;v(B)0.01 molL1s10.6 molL1min1,則v(A) v(B)0.20 molL1min1; v(C)0.40 molL1min1,則v(A) v(C)0.20 molL1min1; v(D)0.45 molL1min1,則v(A) v(D)0.225 molL1min1。故 反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)椋骸?答案,跟蹤練習(xí)2甲、乙兩個容器內(nèi)都在進(jìn)行AB的反應(yīng),甲中每分鐘減少4 mol A,乙中每分鐘減少2
53、 mol A,則兩容器中的反應(yīng)速率() A甲快 B乙快C相等 D無法確定 答案D 知識點(diǎn)3:化學(xué)方程式的推斷 例3某溫度時,在2 L的容器中, X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間 變化的曲線如下圖所示。則由圖中數(shù) 據(jù)分析可知:該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _;反應(yīng)開始至 2 min時,用Z表示的平均反應(yīng)速率為 _。,解析由圖可知,X、Y的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而減小,Z的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而增大,則X和Y為反應(yīng)物,Z為生成物。且2 min后,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生改變,則可確定該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 n(X)1.0 mol0.7 mol0.3 mol n(Y)1.0 mol0.9 mol0.
54、1 mol n(Z)0.2 mol00.2 mol n(X)n(Y)n(Z) 0.3 mol0.1 mol0.2 mol 312 故反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 3XY2Z,v(Z) 0.05 molL1min1 答案3XY2Z;0.05 molL1min1 跟蹤練習(xí)3在一定條件下,反應(yīng):mAnBpC中各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率分別為: v(A)a molL1s1, v(B) molL1s1, v(C)a molL1s1, 則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。 答案2AB2C,化學(xué)反應(yīng)原理,新課標(biāo)人教版選修四,第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率 (一課時),化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向(推動力) 本章學(xué)習(xí)內(nèi)容 化
55、學(xué)反應(yīng)的快慢(速率) 化學(xué)反應(yīng)的限度(反應(yīng)物能否全部轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物),學(xué)習(xí)目標(biāo) 、掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念 2、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 重點(diǎn)、難點(diǎn): 化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解和其表示方法,一、化學(xué)反應(yīng)速率,1、定義:是描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量, 是指單位時間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量(mol) 的變化。 2、表示方法:用單位時間內(nèi)某一反應(yīng)物的物質(zhì)的量濃度的減少或生成物的物質(zhì)的量濃度的增加來表示。 V=C/t 3、單位:mol/L.h 、mol/L.min 、mol/L.s 如反應(yīng)方程式mA+nB=pY+qZ 則VA=C(A)/t, VB=C(B)/t, VY=C(Y)/t, VZ=C(Z
56、)/t。,學(xué)與問,一個化學(xué)反應(yīng)的速率用不同的反應(yīng)物或生成物來表示,數(shù)值可能 但含意 , 速 率之比等 于該反應(yīng)方程式中對應(yīng) 之比。,不同,是一致的,物質(zhì)的系數(shù),、各物質(zhì)速率與化學(xué)計(jì)量關(guān)系,一定條件下,用不同的物質(zhì)來表示某反應(yīng)的速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同。且它們的數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中系數(shù)比。,如 N2+3H2=2NH3 1 3 2,=1:3:2,課堂練習(xí),在一定條件下2升的反應(yīng)容器中充入一定量的N2和H2發(fā)生下反應(yīng),N2+3H2=2NH3,5分鐘后測的NH3的物質(zhì)的量為0.5mol則 NH3的反應(yīng)速率為_; H2的反應(yīng)速率為_。,0.05mol/(Lmin),32 0.05mol
57、/(Lmin)=0.075 mol/(Lmin),課堂練習(xí):,(1)在一定條件下,密閉容器中合成3H2+N2=2NH3,開始時測得H2=4mol/L ,N2=1mol/L,2S末,測得N2=0.9mol/L。求V H2為多大?,(2)向2L的密閉容器(內(nèi)有催化劑)充入2mol的SO2和1molO2,經(jīng)2S,測得容器內(nèi)有1mol的SO3,則該反應(yīng)的速率可怎樣表示。,0.15mol/Ls,(4)在下列過程,需要加快化學(xué)反應(yīng)速率的是 A、鋼鐵腐蝕 B、塑料老化 C、食物腐爛 D、工業(yè)煉鋼 (5)某溫度時,圖中曲線X,Y,Z是在2L容器中X,Y,Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。由圖中數(shù)據(jù)分析,該
58、反應(yīng)的 化學(xué)方程式為; 反應(yīng)從開始計(jì)時,2分鐘 內(nèi)Z的平均反應(yīng)速率為_。,D,3X+Y=2Z,二、化學(xué)反應(yīng)的速率是通過實(shí)驗(yàn)測定的。,測定方法有 、直接觀察某些性質(zhì)(如釋放出氣體的體積和體系壓強(qiáng)); 、科學(xué)儀器測定(如顏色的深淺、光的吸收和發(fā)射、導(dǎo)電能力等); 、溶液中,常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率。,(實(shí)驗(yàn)一)實(shí)驗(yàn)分析,反應(yīng)物(指氣體和液體,不含純液體和固體)的濃度越大,反應(yīng)時間越短,反應(yīng)速率越快。,注意問題,(1)化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢的尺度,它與時間和濃度變化有關(guān). (2)在同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)來表示時,其數(shù)值可以不同,但都表示同一個反應(yīng)的速率.因此,表示化學(xué)反應(yīng)的速率時,必須說明反應(yīng)物中哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn).不同物質(zhì)的速率的比值一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比. (3)一般來說,化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減慢.因此,某一段時間內(nèi)的反應(yīng)速率,是平均速率,而不是指瞬時速率. (4)化學(xué)反應(yīng)速率一般不能用固體或純液體表示。,學(xué)生練習(xí):,1把下列四種X溶液,分別加進(jìn)四個盛有10mL濃度為2 molL
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