2020届一轮复习人教版化学反应与能量变化学案

2020届一轮复习人教版化学反应与能量变化学案

化学反应与能量变化 ‎ ‎ ‎【学习目标】‎ ‎　　1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。‎ ‎　　2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义。‎ ‎　　3、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、几个概念模型 ‎1、有效碰撞：引起分子间发生化学反应的碰撞 ‎　　说明：（1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 ‎　　（2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件 ‎　　（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快 ‎2、活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子 ‎　　说明：（1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，这还决定于分子运动的取向问题。 ‎ ‎　　（2）有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关 ‎3、活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的部分 ‎　　说明：（1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定的 ‎ ‎　　（2）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。‎ ‎　　（3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。如图所示：‎ ‎　　　　 E1 ：活化能 ‎　　　　 E2 ：活化分子变成生成物分子放出的能量 ‎　　　　 E2-E1：化学反应前后的能量变化 ‎　　　　　　　　　　　‎ ‎　　4、催化剂 ‎ ‎　　　　　　　　　　　‎ ‎　　说明：如图所示，催化剂改变了反应过程 要点二、反应热 焓变等相关概念 ‎1、反应热 ‎　　定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量 ‎　　符号：用Q表示 ‎　　单位： kJ/mol ‎2、焓变 ‎　　含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H。△H为生成物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。△H＝H（生成物）－H（反应物）‎ ‎　　说明：‎ ‎　　（1）反应热与焓变的关系 ‎　　热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：QP=∆H，其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。‎ ‎　　（2）△H的正负与吸放热的关系 ‎　　　 　当△H为“－”或小于0，为放热反应；当△H为“+”或大于0，为吸热反应。‎ ‎　　（3）吸放热与物质能量的关系 ‎　　　 　放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H＜0。‎ ‎　　　 　吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H＞0。‎ ‎　　（4）吸放热与化学键的关系 ‎　 　　　反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。‎ ‎　　　　 反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。‎ 要点三、热化学方程式 ‎　　1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。‎ ‎　 　　例如： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H= -184.6 kJ/mol ‎　　2、意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。‎ ‎ 要点诠释：‎ ‎　　（1）热化学方程式必须标出能量变化。‎ ‎　　（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，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化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。‎ ‎【高清课堂：化学反应与能量变化】‎ 要点四、正确理解和应用热化学方程式的注意事项 ‎　　1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。‎ ‎　　2、△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现。若为放热反应，△H为“－”；若为吸热反应，△H为“＋”。△H的单位一般为kJ/mol。‎ ‎　　3、反应热△H与测定条件（温度、压强等）有关。书写热化学方程式时，应注明△H的测定条件（温度、压强），未指明温度和压强的反应热△H，指25℃（298K）、101kPa时的反应热△H（绝大多数反应热△H是在25℃、101kPa时测定的）。‎ ‎　　4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H的数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g　 液体：l　 固体：s　 稀溶液：aq），才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中，不用“↑”和“↓”。‎ ‎　　5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在热化学方程式中，只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数。对相同化学反应，化学计量数不同，反应热△H也不同。如：‎ ‎　　　　‎ ‎　　　　。‎ ‎　　6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热△H数值相等，符号相反。如：‎ ‎　　　　‎ ‎　　　　‎ ‎　　7、反应热△H的单位kJ/mol中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具体指该反应中的哪一种物质。如 ‎　　指“每摩反应”，放出571.6kJ的能量，而不是指反应中各物质的物质的量。‎ ‎　　8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。‎ ‎　　如：是指2mol SO2(g)和1mol O2(g)完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO2(g)和1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2mol SO3(g)，故Q＜197kJ。‎ ‎　　9、关于反应热的大小比较问题，注意理解：有两种情况，其一是比较Q（热量值），那么就只与反应热的数值有关，与“＋”“－”符号无关，“＋”“－”只表示吸热或放热；其二是比较△H，那么就与“＋”“－”符号有关。‎ ‎　　　　如　‎ ‎　　　　‎ ‎　　　　两反应的反应热的关系为aΔH4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。‎ ‎【总结升华】反应焓变大小比较的三种方法 ‎1.同一反应，生成物状态不同时：‎ A(g)+B(g)====C(g)　ΔH1<0，A(g)+B(g)====C(l)　ΔH2<0，因为C(g)====C(l)　ΔH3<0，则ΔH3＝ΔH2-ΔH1，所以ΔH2<ΔH1。‎ ‎2.同一反应，反应物状态不同时：S(g)+O2(g)====SO2(g)　ΔH1<0，S(s)+O2(g)====SO2(g)　ΔH2<0，，ΔH2+ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1-ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。‎ ‎3.两个有联系的不同反应相比：‎ C(s)+O2(g)====CO2(g)　ΔH1<0，C(s)+ O2(g)====CO(g)　ΔH2<0，根据常识可知CO(g)+ O2(g)====CO2(g)　ΔH3<0，又因为ΔH2+ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。‎ 举一反三：‎ ‎　　【变式1】已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（　　 ）‎ ‎　　A．H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）　ΔH＝＋242kJ·mol－1‎ ‎　　B．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）　 ΔH＝－484kJ·mol－1‎ ‎　　C．H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）　ΔH＝＋242kJ·mol－1‎ ‎　　D．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）　 ΔH＝＋484kJ·mol－1‎ ‎　　【答案】A ‎　　【变式2】如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：‎ ‎　　（1）实验中观察到的现象是____________________。‎ ‎　　（2）产生上述现象的原因是____________________。‎ ‎　　（3）写出有关反应的离子方程式________________。‎ ‎　　（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量。‎ ‎　　【答案】‎ ‎　　（1）①镁片上有大量气泡产生；　　②镁片逐渐溶解；　③烧杯中析出晶体 ‎　　（2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体 ‎　　（3）Mg＋2H＋＝Mg2＋＋H2↑‎ ‎　　（4）小于