人教版高中化学选修4知识点总结第一章化学反应与能量.docx

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第一章化学反响及能量一、化学反响及能量的变化课标要求 1、了解化学反响中能量转化的原因和常见的能量转化形式 2、了解反响热和焓变的含义 3、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式要点精讲 1、焓变及反响热〔1〕化学反响的外观特征化学反响的实质是旧化学键断裂和新化学键生成，从外观上看，所有的化学反响都伴随着能量的释放或吸收、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象的发生。能量的变化通常表现为热量的变化，但是化学反响的能量变化还可以以其他形式的能量变化表达出来，如光能、电能等。〔2〕反响热的定义当化学反响在一定的温度下进展时，反响所释放或吸收的热量称为反响在此温度下的热效应，简称为反响热。通常用符号Q表示。反响热产生的原因：由于在化学反响过程中，当反响物分子内的化学键断裂时，需要克制原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。生成物分子形成时所释放的总能量及反响物分子化学键断裂时所吸收的总能量的差即为该反响的反响热。〔3〕焓变的定义对于在等压条件下进展的化学反响，如果反响中物质的能量变化全部转化为热能〔同时可能伴随着反响体系体积的改变〕，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，那么该反响的反响热就等于反响前后物质的焓的改变，称为焓变，符号ΔΗ。 ΔΗ=Η〔反响产物〕—Η〔反响物〕为反响产物的总焓及反响物总焓之差，称为反响焓变。如果生成物的焓大于反响物的焓，说明反响物具有的总能量小于产物具有的总能量，需要吸收外界的能量才能生成生成物，反响必须吸热才能进展。即当Η〔生成物〕>Η〔反响物〕，ΔΗ>0，反响为吸热反响。如果生成物的焓小于反响物的焓，说明反响物具有的总能量大于产物具有的总能量，需要释放一局部的能量给外界才能生成生成物，反响必须放热才能进展。即当Η〔生成物〕<Η〔反响物〕，ΔΗ<0，反响为放热反响。〔4〕反响热和焓变的区别及联系反响热焓变含义化学反响中吸收或放出的热量化学反响中生成物所具有的焓及反响物所具有的焓之差符号 Q ΔΗ 单位 kJ·mol-1 kJ·mol-1 及能量变化的关系 Q>0，反响吸收热量 Q<0，反响放出热量 ΔΗ>0，反响吸收热量 ΔΗ<0，反响放出热量二者的相互联系 ΔΗ是化学反响在恒定压强下〔即敞口容器中进展的化学反响〕且不及外界进展电能、光能等其他能量的转化时的反响热〔Qp〕；ΔΗ= Qp，中学阶段二者通用及键能的关系 ΔΗ= Q=反响物的键能总和－原生成物的键能总和 2、热化学方程式〔1〕定义把一个化学反响中物质的变和能量的变化同时表示出来的学方程式，叫热化学方程式。〔2〕表示意义不仅说明了化学反响中的物质化，也说明了化学反响中的焓变。〔3〕书写热化学方程式须注意的几点 ①只能写在标有反响物和生成物状态的化学方程式的右边。假设为放热反响，ΔΗ为“-〞；假设为吸热反响，ΔΗ为“+〞。ΔΗ的单位一般为kJ·mol-1。②焓变ΔΗ及测定条件〔温度、压强等〕有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔΗ的测定条件。 ③热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 ④反响物和产物的聚集状态不同，焓变ΔΗ不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地表达出热化学方程式的意义。气体用“g〞，液体用“l〞，固体用“s〞，溶液用“aq〞。热化学方程式中不用“↑〞和“↓〞。假设涉及同素异形体，要注明同素异形体的名称。 ⑤热化学方程式是表示反响已完成的量。由于ΔΗ及反响完成的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须及ΔΗ相对应，如果化学计量数加倍，那么ΔΗ也要加倍。当反响向逆向进展时，其焓变及正反响的焓变数值相等，符号相反。〔4〕热化学方程式及化学方程式的比拟化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量既可以是整数，也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明 ΔΗ正负号及单位无必须注明意义说明了化学反响中的物质变化不仅说明了化学反响中的物质变化，也说明了化学反响中的能量变化 3、中和反响反响热的测定〔1〕实验原理将两种反响物参加仪器内并使之迅速混合，测量反响前后溶液温度的变化值，即可根据溶液的热容C，利用下式计算出反响释放或吸收的热量Q。 Q=-C(T2-T1) 式中：C表示体系的热容；T1、T2 分别表示反响前和反响后体系的温度。〔2〕实验考前须知： ①作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。 ②盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须大于盐酸的浓度。为了使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，那么溶液中阴阳离子间相互牵制作用就大，电离度就会减少，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一局部来补偿未电离分子的离解热，造成较大的误差。 ③宜用有0.1分度值的温度计，且测量时尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球局部要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。〔3〕实验结论所测得的三次中和反响的反响热一样。〔4〕实验分析以上溶液中所发生的反响均为H++OH-=H2O。由于三次实验中所用溶液的体积一样，溶液中 H+和OH-的浓度也是一样的，因此三个反响的反响热也是一样的。〔1〕定义：在稀溶液中，酸及碱发生中和反响生成1mol H2O〔l〕时所释放的热量为中和热。中和热是反响热的一种形式。〔2〕注意：中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸收热等。中和反响的实质是H+及OH-化合生成H2O，假设反响过程中有其他物质生成，这局部反响热也不在中和热内。 5、放热反响及吸热反响的比拟类型比拟放热反响吸热反响定义放出热量的化学反响吸收热量的化学反响形成原因反响物具有的总能量大于生成物具有的总能量反响物具有的总能量小于生成物具有的总能量及化学键变化的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反响物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反响物分子断裂时吸收的总能量本节知识树二、燃烧热能源课标要求 1、掌握燃烧热的概念 2、了解资源、能源是当今社会的重要热点问题 3、常识性了解使用化石燃料的利弊及新能源的开发要点精讲 1、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，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ·mol-1。如果是1g物质完全燃烧的反响热，就叫做该物质的热值。〔2〕对燃烧热的理解 ①燃烧热是反响热的一种，并且燃烧反响一定是放热反响，其ΔΗ为“-〞或 ΔΗ<0。 ②25℃，101kPa时，可燃物完全燃烧时，必须生成稳定的化合物。如果该物质在燃烧时能生成多种燃烧产物，那么应该生成不能再燃烧的物质。如C完全燃烧应生成CO2〔g〕，而生成 CO〔g〕属于不完全燃烧，所以C的燃烧热应该是生成CO2时的热效应。〔3〕表示燃烧热的热化学方程式书写燃烧热是以员1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准，来配平其余物质的化学计量数，故在其热化学方程式中常出现分数。〔4〕研究物质燃烧热的意义了解化学反响完成时产生热量的多少，以便更好地控制反响条件，充分利用能源。 2、能源能提供能量的自然资源，叫做能源。能量之间的相互转化关系如下：〔1〕能源的分类 ①一次能源及二次能源从自然界直接取得的自然能源叫一次能源，如原煤、原油、流过水坝的水等；一次能源经过加工转换后获得的能源称为二次能源，如各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等。 ②常规能源及新能源在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源称为常规能源，如煤、石油、天然气、水能等。人类采用先进的方法刚开场加以利用的古老能源以及利用先进技术新开展的能源都是新能源，如核聚变能、风能、太阳能、海洋能等。 ③可再生能源及非再生能源可连续再生、永远利用的一次能源称为可再生能源，如水力、风能等；经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如石油、煤、天然气等。〔2〕人类对能源利用的三个时代 ①柴草能源时代：草木、人力、畜力、大阳、风和水的动力等。 ②化石能源时代：煤、石油、天然气。 ③多能源时代：核能、太阳能、氢能等。〔3〕燃料充分燃烧的条件 ①要有足够的空气 ②燃料及空气要有足够大的接触面注意：足够的空气不是越多越好，而是通入量要适当，否那么过量的空气会带走局部热量，造成浪费。扩大燃料及空气的接触面，工业上常采用固体燃料粉碎或液体燃料以雾状喷出的方法，从而提高燃料燃烧的效率。〔4〕我国目前的能源利用状况目前主要能源是化石燃料，它们蕴藏有限且不能再生，终将枯竭，且从开采、运输、加工到终端的利用效率都很低。我们目前使用的最多的燃料，仍是化石燃料，它们都是古代动植物遗体埋在地下经过长时间复杂变化形成的，除含有C、H等元素外，还有少量S、N等元素，它们燃烧产生SO2、氮的氧化物，对环境造成污染，形成酸雨。此外，煤的不充分燃烧，还产生CO，既造成浪费，也造成污染。〔5〕解决能源危机的方法：节约能源；开发新能源。 3、有关燃烧热的计算〔1〕计算公式：Q放=n〔可燃物〕×ΔΗ 〔2〕含义：一定量的可燃物完全燃烧放出的热量，等于可燃物的物质的量乘以该物质的燃烧热。〔3〕应用：“热量值及热化学方程式中各物质的化学计量数〔应相对应〕成正比〞进展有关计算。〔4〕应用：“总过程的反响热值等于各分过程反响热之和〞进展有关计算。 4、燃烧热和中和热的比拟燃烧热中和热一样点能量变化放热反响 ΔΗ ΔΗ<0，单位常用kJ·mol-1 不同点反响物的量 1mol 不限量生成物的量不限量 1mol H2O 反响热的定义在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量；反响物不同，燃烧热不同在稀溶液中，酸及碱发生中和反响，生成1mol H2O 时放出的热量；强酸及强碱反响的中和热都一样，均约为57.3 kJ·mol-1 本节知识树三、化学反响热的计算课标要求 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、学会化学反响热的有关计算要点精讲 1、盖斯定律〔1〕盖斯定律的内容化学反响的焓变只及反响体系的始态〔各反响物〕和终态〔各生成物〕有关，而及反响的途径无关。如果一个反响可以分几步进展，那么各分步反响的反响焓变之和及该反响一步完成时的焓变是一样的，这就是盖斯定律。〔2〕特点 ①反响热效应只及始态、终态有关，及过程无关。 ②反响热总值一定。〔3〕意义有些反响很慢，有些反响不容易直接发生，有些反响的产品不纯〔有副反响发生〕，给测定反响热造成了困难。应用盖斯定律，可以间接地把它们的反响热计算出来。 2、反响热的计算〔1〕依据 ①热化学方程式及数学上的方程式相似，可以移项〔同时改变正、负号〕；各项的系数〔包括ΔΗ的数值〕可以同时扩大或缩小一样的倍数。 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ΔΗ〕相加或相减，从而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×燃烧热。注：计算反响热的关键是设计合理的反响过程，正确进展方程式和反响热的加减合并。〔2〕计算方法列出方程或方程组计算求解。 ① 明确解题模式：审题→分析→求解。 ②有关热化学方程式及有关单位书写正确。 ③计算准确。〔3〕进展反响热计算的考前须知： ①反响热数值及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，其反响热数值需同时做一样倍数的改变。 ②热化学方程式中的反响热，是指反响按所给形式完全进展时的反响热。 ③正、逆反响的反响热数值相等，符号相反。 ④用某种物质的燃烧热计算反响放出的总热量时，注意该物质一定要满足完全燃烧且生成稳定的氧化物这一条件。本节知识树四、本章知识网络第 7 页

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