高二化学第一章《化学反应原理》复习提纲

详细内容

高二化学第一章《化学反应原理》复习提纲

第一章
第一节 焓变与反应热
一、焓变与反应热
1.反应热:一定温度下进行的化学反应，所吸收或释放的热量称为化学反应的反应热。
理解反应热应注意几点:
单位: kJ/mol或kJ?mol-1
描述的对象: 化学反应前后的热量变化
测定条件：一定条件（温度、压强）下
概念适用范围：任何反应；反应热的测量仪器叫量热计.
2.焓:用于描述物质内能的物理量。用H表示。
3.物质不同，内能不同，焓（H）的值也不同。所以化学反应前后物质发生变化时，焓（H）也在变化，物质焓（H）的变化称为化学反应中的焓变。用△H表示。单位：kJ/mol或kJ?mol-1.(mol-1表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中各物质的化学式的系数相同.)
△H=H（反应物）-H（生成物）
4.反应热与焓变的关系:若反应在恒温、恒压（敞口容器）的条件下进行，此时，化学反应的反应热等于焓变。高中化学一般认为：反应热=焓变。
5.化学反应中能量变化的两种形式:
当?H为“－”（ △H<0）时，为放热反应
当?H为“＋”（ △H>0）时，为吸热反应
记住：正吸负放
反应热产生的原因（从微观或宏观两个角度认识）
（1）从键能的变化来认识
① 化学反应的本质是化学键的断裂和形成;
② 旧键断裂需要 能量，新键形成会 能量。
③ 放热反应：反应物断键时吸收的能量＜生成物成键时释放的能量 △H 为“―”或△H < 0
吸热反应：反应物断键时吸收的能量＞生成物成键时释放的能量 △H 为“+”或△H > 0
④ ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
例析:实验测得有如下键能数据：H-H436 kJ/mol; Cl-Cl243 kJ/mol; H-Cl431 kJ/mol
又知1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，从微观角度应如何解释？
（2）从内能的变化来认识：
①反应物的总能量高，生成物的总能量低，当反应物转化为生成物时，反应体系能量降低，反应放热
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△H = ∑E生成物 ―∑E反应 ΔH＜0
②反应物的总能量低，生成物的总能量高，当反应物转化为生成物时，反应体系能量升高
，反应吸热
注意：①加热是反应的条件，与反应吸放热无直接关系
②反应热由化学键破坏与形成过程中吸收和放出的能量决定
③温度决定物质的存在状态影响物质的键能，反应热与外界条件有关.

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△H = ∑E生成物 ―∑E反应物 ΔH ＞ 0
二、热化学方程式的书写
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。
(1)书写热化学方程式要注明反应的温度和压强,而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。
为何要注明外在条件?
反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关。
常温、常压指101kPa和25℃。
(2)标出了反应物与生成物的状态：
固体一s 液体一l 气体一g
为何要注明各物质的状态?
物质的聚集状态不同所含的能量也不同。
(3)写出了反应热，还注明了“＋”，“－”(正吸负放)
(4)方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。
反应物和生成物前的系数它代表了什么？
热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。
在方程式中?H它表示了什么意义？
△H(kJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量。
△H的值与什么有关系？
△H它的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其△H不同。

第二节 燃烧热 能源
一、燃烧热
定义：在25℃，101kPa时，lmol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：kJ/mol 。
物质燃烧放出的热 = 该物质的量 X 该物质的燃烧热
概念要点：
（1）在25℃，101kPa时，生成稳定的化合物。
（2）燃烧热通常是由实验测得的。
（3）可燃物以1mol作为标准进行测量。
（4）计算燃烧热时，热化学方程式的系数常以分数表示。
二、中和热
1．定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。
概念分析：
（1）条件：稀溶液。
（2）反应物：酸与碱。（中学阶段，只讨论强酸和强碱反应的中和热）
（3）生成物及其物质的量：1molH＋与1mol OH－ 反应生成 1molH2O。
（4）放出的热量：57.3kJ/mol
三、中和反应反应热的测定
1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的反应热(也称中和热)呢？
Q = m c Δt? ①
Q: 中和反应放出的热量。
m：反应混合液的质量。
c：反应混合液的比热容。
Δt：反应前后溶液温度的差值。
m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c 需要查阅，Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。
酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？
量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。
Q =（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）・c・（t2－t1） ②
本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g・℃)
已知 V酸=V碱=50 mL。
c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。
ρ酸=ρ碱=1 g/cm3
c=4.18 J/（g・℃）
请把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。得出结果。
Q = 0.418（t2－t1）kJ ③
③式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？
③式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的，中和反应放热，故其ΔH为“－”。中和热是稀的酸、碱中和生成1mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol，故③式表示的也不是中和热。
该反应的中和热应怎样表示呢？
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实验仪器与药品:
大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。
0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液
实验步骤：
1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下图所示。

问：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？
两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。
2.用一个量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
问：温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？
因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。
3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
问：酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。
问：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？
为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。
5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
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你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。
可能的原因有：
①量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL都会造成误差）
②温度计的读数有误。
③实验过程中有液体洒在外面。
④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
⑤隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。
⑥测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。
问：本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？
会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。
问：若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？
否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。
四、燃烧热和中和热的区别与联系


燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
△H
△H＜0
不同点
反应物的量
可燃物为1mol
(O2的量不限)
可能多种情况
生成物的量
不限量
H2O是1mol
反应热的含义
1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同。
生成1mol H2O时放出的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为57.3kJ/mol 。

二. 能源
1.定义:能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料
（煤，石油，天然气），阳光，风力，流水，朝汐以及柴草等.
2.能源的分类
分类标准
类 别
定 义
举 例
按转换
过程分
一次能源
从自然界直接取得的自然资源
煤、原油、天然气等化石能源，水能、风能、生物质能、太阳能
二次能源
一次能源经过加工转换后获得的能源
各种石油制品、煤气、蒸汽、电力、氢能、沼气等
按性质分
可再生
能源
可持续再生，永远利用的一次能源
风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等
不可再
生能源
经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源
石油、煤、天然气等化石能源，核能
按利用
历史分
常规能源
在一定历史时期和科技水平下，已被人们广泛利用的能源
石油、煤、天然气、水能、生物质能等
新能源
随着科技的发展，才开始被人类用先进的方法加以利用的古老能源及新发展的利用先进技术所获得的能源
地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能等
3.中国现在的能源构成
煤: 76.2%; 石油:16.6%; 水电:5.1%; 天然气:2.1%
4.我国目前的能源利用状况
①目前使用最多的能源是化石能源，但它有限、不再生，开采、运输、加工、利用效率都很低；
②煤作燃料浪费大,可用清洁煤技术，液化，汽化，烟气除尘，脱硫防污染，或做深加工，作化工原料;
5.能源危机的解决办法
①开源节流，提高利用效率；
②开发新能源；
第三节 化学反应热的计算
1．盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同.换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来.