鲁科版选修四化学全册教学ppt课件

目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、化学反应的热效应1.当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为在此温度下的热效应,简称为反应热,其符号为Q。当反应吸热时,反应热为正值;当反应放热时,反应热为负值。用实验方法和理论方法研究反应热的化学分支称为热化学。2.反应热的测定(1)测定反应热的仪器称为量热计,它由内、外两个筒组成,内筒是反应容器,外筒起保温作用。测定时,将反应物加入内筒并使之迅速混合,测量反应前后溶液温度的变化值。(2)计算:用C表示体系的热容,其单位是JK-1;用T1和T2分别表示反应前后体系的温度,则反应热的计算公式为Q=-C(T2-T1)。3.强酸、强碱发生中和反应的离子方程式可表示为H+OH-H2O。目标导航一二预习导引二、化学反应的焓变1.焓描述物质所具有的能量的物理量,符号是H。2.反应焓变(H)(1)定义:反应产物的总焓与反应物的总焓之差。(2)表达式:H=H(反应产物)-H(反应物)。(3)与反应热的关系:热化学研究表明,对于在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量全部转化为热能(同时可能伴随着反应体系体积的改变),则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变,即Qp=H。目标导航一二预习导引如果H0,即反应产物的焓大于反应物的焓,说明反应是吸收能量的,为吸热反应;如果HE2反应能量H0E1放出E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和)问题导学即时检测一二三2.焓变与物质能量的关系大于小于问题导学即时检测一二三问题导学即时检测一二三迁移与应用例2已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为吸热反应,试画出其反应过程中能量变化图像。解析：吸热反应随着反应的进行体系能量应增大,可类比焓变与物质能量关系图得出。答案：问题导学即时检测一二三迁移训练22SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的H=-99kJmol-1。(导学号52160003)问题导学即时检测一二三请回答下列问题:(1)该反应属于反应(填“放热”或“吸热”)。(2)图中A、C分别表示、。(3)从化学键的角度分析,E、F、H1分别代表什么意义?E;F;H1。(4)改变反应条件可改变E值大小,如加入V2O5作催化剂,可使E值减小。E的大小对该反应的反应热有无影响?。(5)图中H1=kJmol-1。(6)若已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(l)的H=-QkJmol-1,则HH,Q99(填“”“温馨提示：(1)反应热等于旧化学键断裂吸收的能量与新化学键生成放出的能量差。(2)物质由气态转化成液态要放出热量。(3)比较H的大小,要将“+”“-”号包括在内。问题导学即时检测一二三从能量储存和化学键变化的角度认识化学反应中的能量变化:一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。反应物与生成物的能量差若以热能形式表现,即为放热或吸热;如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应为放热反应;如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应为吸热反应。问题导学即时检测一二三能量守恒是任何变化过程所必须遵守的。化学反应中的能量守恒可用以下式子表示:H=H(生成物)-H(反应物)。若焓变H0,为吸热反应;若焓变H0D.H的大小与反应所处条件无关解析：化学反应一定有能量变化,故A不正确;生成物的键能大于反应物键能时,反应放热,故B不正确;H=H(生成物)-H(反应物),H(生成物)H(反应物)则H0,反应吸热,C正确;H的大小与反应物的量相关,也与反应所处的温度等有关。答案：C问题导学即时检测123452.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molHH键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molOO键消耗的能量为Q2kJ,形成1molHO键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是()(导学号52160004)A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2=Q3解析：本题是“根据键能计算反应热”的变形题,从微观结构上考查对放热反应和吸热反应本质的理解。氢气在氧气中燃烧O2+2H22H2O,反应放热。在反应中,要破坏2molHH键、1molOO键,形成4molHO键。所以2Q1+Q2Br2I2b.I2Br2Cl2预测1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热。问题导学即时检测12345解析：本题涉及键能与吸、放热的关系,考查了键能与反应热的定量关系。(1)1molH2在2molCl2中燃烧,参加反应的H2和Cl2都是1mol,生成2molHCl,则放出热量:431kJmol-12mol-436kJmol-11mol-247kJmol-11mol=179kJ。(2)反应H2+X22HX中,若1molH2和1molX2反应生成2molHX,就有1molHH键和1molXX键断裂,2molHX键生成,放出的热量Q(HX)=2molE(HX)-1molE(HH)-1molE(XX),将表中数据代入可算得:Q(HCl)Q(HBr)Q(HI),故H2在Cl2中燃烧放热最多,在I2中放热最少,选a;由此预测1molH2在足量F2中燃烧放热比在Cl2中放热多。答案：(1)179(2)a多目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、热化学方程式1.在热化学中,把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。2.书写热化学方程式应注意的问题:(1)要在物质的化学式后面用括号标明反应物和生成物的状态。一般用英文小写字母g、l、s分别表示物质的气态、液态和固态。水溶液中溶质则用aq表示。(2)在H后要注明温度,因为在不同温度下进行同一反应,其反应焓变是不同的。如果不标明温度和压强,则表示在298K、101kPa条件下的反应热。(3)H的单位是kJmol-1或Jmol-1。目标导航预习导引一二(4)在热化学方程式中,物质化学式前面的化学计量数(或系数)表示物质的量,可以用整数或简单分数表示。同一化学反应,热化学方程式中物质的化学计量数不同,H也不同。根据焓的性质,若热化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则H的数值也加倍;若反应逆向进行,则H改变符号,但绝对值不变。目标导航一二预习导引二、反应焓变的计算盖斯定律:一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的焓变是相同的。如下图所示:反应物A变为生成物D,可以有两个途径:由A直接变成D,反应热为H;由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别是H1、H2、H3。则H与H1、H2、H3的关系为H=H1+H2+H3。目标导航一二预习导引预习交流热化学方程式表示的意义有哪些?答案：热化学方程式的意义:热化学方程式既能表示物质的变化,又能表示反应的焓变;焓变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;热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量,不代表各物质的分子数,因此热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数,但焓变也随化学计量数的变化而变化。问题导学即时检测一二一、热化学方程式活动与探究试比较以下两个热化学方程式:写出书写热化学方程式应注意什么问题?答案：热化学方程式用焓变表示反应过程的能量变化。若为放热反应,H为“-”,表示体系焓降低;若为吸热反应,H为“+”,表示体系焓升高。由于反应物和生成物的聚集状态不同,焓变H不同,因此,必须注明各物质的聚集状态,气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中一般不注明“”和“”。问题导学即时检测一二热化学方程式中的计量数是表示参加反应的物质的物质的量。由于H与物质的物质的量成正比,如果化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则H也要加倍。当反应逆向进行时,其H数值相等,符号相反。热化学方程式一般不要写反应条件。H的单位为“Jmol-1”或“kJmol-1”。问题导学即时检测一二迁移与应用例1在2016中国南京甲醇产业大会上,甲醇燃料被寄予厚望,已知:(导学号52160006)(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为。(2)反应中的能量变化如图所示,则H2=(用含有E1、E2的字母表示)。问题导学即时检测一二(3)101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,则H2(g)的燃烧热为。(4)请你分析H2(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点:(写出两点即可)。问题导学即时检测一二H=-764.7kJmol-1(2)E1-E2(3)285.9kJmol-1(4)H2燃烧的产物是水,对环境无任何污染;等质量的H2完全燃烧放出的热量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)问题导学即时检测一二迁移训练根据碘与氢气反应的热化学方程式下列判断正确的是()(导学号52160007)A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJB.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC.反应()的产物比反应()的产物稳定D.反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低答案：D问题导学即时检测一二由于焓变H与测定条件(温度、压强等)有关,因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数化学反应的H是在298K、101kPa下测定的,因此若不注明则指298K、101kPa。热化学方程式中各物质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。因此热化学方程式中各物质的化学计量数可以是整数,也可以是分数。H的单位为“Jmol-1”或“kJmol-1”。其真正含义是指化学方程式中的各物质的物质的量用“mol”来衡量时,所对应的能量变化是多少焦(或千焦),并非特指“1mol物质参加反应时,吸收或放出的热量”。问题导学即时检测一二二、反应焓变的计算活动与探究请举例描述盖斯定律的内容。答案：化学反应的反应热只与反应体系的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。例如:由AB可以设计以下两个途径:途径一:AB(H)途径二:ACB(H1+H2)则H=H1+H2问题导学即时检测一二迁移与应用例2利用盖斯定律回答下列问题:已知热化学方程式:(导学号52160008)由金刚石转化为石墨的热化学方程式为,由热化学方程式看来,更稳定的碳的同素异形体是。解析：将反应减去反应得:C(s,金刚石)C(s,石墨)H=-1.4kJmol-1;由于金刚石转化为石墨为放热反应,因此石墨比金刚石稳定。答案：C(s,金刚石)C(s,石墨)H=-1.4kJmol-1石墨问题导学即时检测一二反应热效应只与反应体系的始态、终态有关。给定热化学方程式的反应热总值一定。热化学方程式之间可以进行数学处理,反应热也可以进行相应处理。问题导学即时检测1234567下列结论正确的是()A.1mol碳完全燃烧时HI-Br-Cl-OH-含氧酸根离子,此时根据阴离子放电顺序加以判断。阴极产物的判断:直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序与金属活动顺序相反,常见为Ag+Fe3+Cu2+H+。问题导学即时检测一二电解质溶液的导电过程,就是该溶液的电解过程。电解质溶液的导电过程发生化学变化。电解池的阴阳极取决于外接电源的正负极,与电极材料的金属活动性无关。阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。电解池中,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。问题导学即时检测一二二、电解的有关计算活动与探究500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c()=6molL-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法中不正确的是()A.原混合溶液中c(K+)为2molL-1B.上述电解过程中共转移4mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为4molL-1答案：C