1415学年高中化学人教版选修4 课件+学案+章末复习+章
1415学年高中化学人教版选修4 课件+学案+章末复习+章末检测+专题突破+专项训练：第二章 化学反
第4课时化学平衡常数[学习目标定位] 1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。
2.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
1．在一定条件下，x A＋y B z C的可逆反应达到平衡。
(1)已知A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x，y，z的关系是____________。
(2)已知C是气体，且x＋y＝z，在加压时，如果平衡发生移动，则平衡必须向________方向移动。
(3)已知B、C是气体，现增加A物质的量(其他条件不变)，平衡不移动，则A 是______态。
(4)加热后C的质量分数减小，则正反应是______热反应。
答案(1)x＋y>z(2)逆反应(3)固或液(4)放2．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，当反应达到平衡时，有3 mol SO2发生了反应，则：(1)生成了________mol SO3，SO2的转化率为________。
(2)平衡时容器内气体的总物质的量为________。
(3)平衡时SO2的浓度是__________，O2的浓度是____________________________，SO3的浓度是__________。
答案(1)360%(2)6.5 mol(3)0.2 mol·L－10．15 mol·L－10.3 mol·L－1探究点一化学平衡常数1．二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，在25 ℃，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。
(1)请根据表中已知数据填写空格：请总结归纳平衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的定量关系：生成物平衡浓度与反应物平衡浓度的平方之比近似为一常数。
2．化学平衡常数①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。
高二化学人教版选修四课件：章末专题复习1 (35 张)
• 解析：由题可知反应物具有的总能量大于生成物具有的总 能量，反应后物质总能量降低，反应放热，ΔH<0，A项正 确；催化剂能降低反应的活化能，故E1、E2均减小，B项 不正确；催化剂不改变反应物与生成物具有的总能量，故 反应体系中加入催化剂，ΔH不变，C项正确；由于反应为 放热反应，故旧键断裂吸收的能量小于新键形成释放的能 量，D项正确，答案选B。
• (2)吸热反应常温下也能自发进行。 • 例如，固体Ba(OH)2·8H2O和固体NH4Cl之间的反应，两固 体混合后加少量的水溶解，用玻璃棒搅拌，反应即可发生。 • 一个反应能否自发进行，主要看在通常环境下是否能达到 该反应发生的条件。因此，不能根据反应条件判断一个反 应是放热反应还是吸热反应。
2．下列变化一定是放热的化学反应的是 导学号 04300130 ( D ) A．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ· mol
－1
B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) C．形成化学键时共放出能量 862 kJ 的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反应
解析：A 项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B 项，该反 应为分解反应，是吸热反应；C 项，未告诉断裂化学键吸收的能量，无法判断 该反应是吸热反应还是放热反应；D 项，反应物的总能量大于生成物的总能量， 故该反应为放热反应。
化 学
选修4 ·人教版
第一章
章末专题复习
1 2 3
知 识 网 络
专 题 归 纳
触 及 高 考
知识网络
吸热反应：ΔH>0，E反应物<E生成物，反应物键能总和>生 成物键能总和 概念：化学反应过程中放出或吸收的热量 符号：ΔH －1 单位：kJ· mol 或kJ/mol 化学反应 化学反应与 ①根据热化学方程式求反应热 与能量 能量变化 反应热 或发生反应的物质的量 计算 ②比较反应热的大小 ③根据盖斯定律的计算 ④ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和 放热反应：ΔH<0，E反应物>E生成物，反应物键能 总和<生成物键能总和
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已知拆开1mol H2中的化学键要吸收436 kJ的能 量，拆开1mol O2中的化学键要吸收496 kJ的能 量，形成水分子中的1mol H—O键要放出463 kJ 的能量，试说明 2H2+ O2 = 2H2O中的能量变化。
△H=-484kJ/mol
练习
1、1molC与1molH2O(g)反应生成lmol CO(g)和 1应m的ol反H应2(g热)，为需△要H=吸＋收13113.15.5kJ的kJ热/m量ol，。该反
燃烧热与中和热的区别与联系
相 同 能量变化 点 ΔH
反应物的量
燃烧热
放热反应
中和热
ΔH<0 , 单位 kJ/mol
1mol可燃物
可能是1mol也可 以是0.5mol(不限)
不 生成物的量
不限量
同 点 反应热
的含义
1mol反应物完全 燃烧时放出的热 量;不同的物质 燃烧热不同
H2O 1mol
酸碱中和生成 1molH2O时放出的热 量,强酸强碱间的中和 反应中和热大致相同, 均约为57.3kJ/mol
恒(等)容过程：反应前后体积不变，压强改变 密闭容器、体积不变容器
2、焓变
焓：热力学状态函数。
焓变：在一定条件下（恒压）的反应热 生成物与反应物的焓值差
①焓变符号：△H ②焓变单位：kJ/mol ③测量条件：恒压下，一般为敞口容器中 ④“+”：吸热，环境对体系做功自身能量增加
“-”：放热，体系对环境做功自身能量减少
名称
化学式
ΔH/kJ·mol-
1
名称
化学式
ΔH/kJ·mol-1
石墨
C(s) -393.5
金刚石 C(s) -395.0
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2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程 式。
C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -393.5 kJ/mol
C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -395.0 kJ/mol
石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同？
因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有 的能量也不相同
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△H1=-Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H2=-Q2kJ/mol
Q1﹥Q2
△H1 ＜△H2
注意：热量比较比数值， △H比较带符号
练：⑴比较Q1＜Q2的大小、△H1 ＞△H2的大小
S(g)+O2(g)==SO2(g) △H1=- Q1 kJ/mol S(s)+O2(g)==SO2(g) △H2=- Q2 kJ/mol
890.31kJ/mol就是甲烷的燃烧热
2、注意问题：
①研究条件：25℃、 101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。
如:C → CO2(g) H → H2O（l） S → SO2（g）
③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量（ΔH<0，单kJ/mol）
一些物质燃烧热
A.1000kJ/mol C.2000kJ/mol
B.1500kJ/mol D.3000kJ/mol
3.家用液化气中主要成分是丁烷，当 10kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液 态水时，放出热量5×105kJ。
写出丁烷燃烧的热化学方程式。
第一章 化学反应与能量
第三节 化学反应热的计算
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H1=－241.8kJ/mol 上式中的△H1是否表示氢气的燃烧热？
人教版高中化学选修四课件本章知识复习
生成物总键能大于 生成物总键能小于 反应物总键能 反应物总键能 联系 键能越大，物质能量越低，越稳定，反 之键能越小，物质能量越高，越不稳定
键能 变化
1、对于一个放热反应，已知产物的总能量为 70KJ，那么反应物的总能量可能是（） D A、20KJ B、30KJ C、70KJ D、80KJ
2．下列反应中生成物总能量高于反应物总能 量的是 A A．碳酸钙受热分解 B．乙醇燃烧 C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水
（08年海南化学· 15）反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
放热 反应（填“吸 (1)该反应____ 热”、“放热”）
（2）反应体系中加入催化 剂对反应热是否有影 不影响 响?______________ ，原因 催化剂不改变平衡的移动 是_________. （3）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和 减小 减小 E2的变化是：E1_________ ，E2________ （填“增大”、“减 小”或“不变”）。
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（08年四川理综· 7）下列关于热化学反应的描述中正确 的是 A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ· mol-1， 则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热 ΔH＝2×(-57.3)kJ· mol-1 B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ· mol-1， B 则2CO2(g) ＝2CO(g)＋O2(g)反应的 ΔH＝2×283.0 kJ· mol-1 C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热 量是甲烷燃烧热
△H＝－5518kJ／mபைடு நூலகம்l
C8H18的燃烧热为-5518kJ／mol。
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02 化学反应速率与 化学平衡
化学反应速率概念及影响因素
化学反应速率定义
单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓 度的增加量。
浓度对反应速率的影响
反应物浓度越大，反应速率越快；生成物浓 度增加，反应速率减慢。
影响因素
浓度、温度、催化剂、光照、压强等。
温度对反应速率的影响
温度升高，分子热运动加快，有效碰撞频率 增加，反应速率加快。
溶剂
不同的溶剂对难溶电解质的溶解度 也有影响，因为不同的溶剂分子与 难溶电解质分子之间的相互作用力 不同。
沉淀溶解平衡在化学实验中的应用案例分析
01
02
03
沉淀的生成和转化
在化学实验中，可以通过 控制条件使难溶电解质生 成沉淀，也可以通过改变 条件使沉淀发生转化。
沉淀的洗涤和提纯
在化学实验中，可以利用 沉淀溶解平衡的原理对沉 淀进行洗涤和提纯，从而 提高产物的纯度。
04
酸碱中和滴定在化学分 析中的应用：如物质含 量测定、化学反应机理 研究等。
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化学平衡常数计算与影响因素分析
化学平衡常数定义
在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂 的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值。
计算方法
根据化学方程式和平衡时各组分的浓度或物质的量计算。
影响因素
温度、浓度、压强等。
温度对化学平衡常数的影响
温度升高，平衡常数增大；温度降低，平衡常数减小。
在计算过程中需要注意溶液的体积变 化以及离子之间的相互影响等因素。
该公式适用于强酸、强碱以及弱酸、 弱碱的混合溶液，其中Kb为弱酸的电 离平衡常数或弱碱的电离平衡常数。
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第一节弱电解质的电离[学习目标定位] 1.能准确判断强电解质和弱电解质。
2.会描述弱电解质的电离平衡，能正确书写弱电解质的电离方程式，会分析电离平衡的移动。
3.知道电离平衡常数的意义。
1．化学反应平衡：对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH>0，在一定条件下达到平衡，平衡常数的表达式为K＝c(H2)·c(I2)/c2(HI)。
分析下列条件的改变对此反应平衡的移动及平衡常数的影响：(1)升高温度，平衡向右移动(填“向左”、“向右”或“不”，下同)，平衡常数K增大(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。
(2)通入氢气，平衡向左移动，平衡常数K不变。
(3)增大压强，平衡不移动，平衡常数K不变。
2．化合物按照其在水溶液或熔融状态下能否导电，可分为电解质和非电解质。
判断下列结论的正误：(1)电解质和非电解质都是化合物(√)(2)电解质在水溶液中能电离产生自由移动的离子而导电(√)(3)酸、碱、盐、氧化物都是电解质(×)(4)电解质不一定能导电，能导电的物质不一定是电解质(√)探究点一强电解质和弱电解质分别试验等体积、等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量镁条的反应，并测定两种酸溶液的pH。
填写下表：[(1)分类依据：根据电解质在水溶液中是否全部电离，把电解质分为强电解质和弱电解质。
(2)强电解质是在水溶液中能够全部电离的电解质。
常见的强电解质有强酸、强碱和盐。
(3)弱电解质是在水溶液中只有部分电离的电解质。
常见的弱电解质有弱酸、弱碱和水。
[活学活用]1．下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是()A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物C．强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离D．强电解质不一定能导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱答案 D解析判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离，与其溶解度、浓度大小及水溶液导电能力的强弱无关。
高二化学人教版选修四课件：章末专题复习4 (40张)
电 化 学 基 础
化学腐蚀 金属腐蚀 析氢腐蚀 条件、现象、本质、联系 电化学腐蚀 吸氧腐蚀 ①改变金属的内部组成结构 主要 金属腐蚀的防护方法②在金属表面覆盖保护层 应用 ③电化学保护法 一次电池 制造新化学电池二次电池 燃料电池
－ ①－②×2，得燃料电池负极反应：CH4＋10OH－－8e－===CO2 3 ＋7H2O
(3)固体电解质(高温下能传导O2－) 燃料电池总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O① 燃料电池正极反应：O2＋4e ===2O2 ②
－ －
①－②×2，得燃料电池负极反应：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
(2)第二步：写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电 解质溶液的不同，其电极反应有所不同，一般为以下四种情况： ①酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 ③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－。 ④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e
－ ===2CO2 3 。 －
(3)第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。 电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正 极反应式＋电池负极反应式(消去电子)。 故根据第一、二步写出的反应：电池的总反应式－电池正极反应式＝电池 负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
2．书写燃料电池反应式的基本步骤 (1)第一步：写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总 反应为加和后的反应。 如氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O；甲烷燃料电池(电解质溶液 为NaOH溶液)的反应： CH4＋2O2===CO2＋2H2O① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O② ①＋②式得燃料电池总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
高中化学选修4教学课件 第四章 章末共享专题
(3)电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了 OH－外还含有 ___C_O__23－__(忽略水解)。
(4)在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化 12.8 g，则
装置Ⅰ中理论上消耗甲烷__1_._1_2___L(标准状况下)。
解析：(1)装置Ⅱ要实现铁棒上镀铜，则 Cu 作阳极，Fe 作阴极，
则装置Ⅰ中 a 处电极为负极，b 处电极为正极，负极上通入燃料，
正极上通入氧化剂，所以 a 处通入的气体是 CH4，电极反应为 CH4 ＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O，b 处通入 O2，电极反应为 O2＋2H2O ＋ 4e － ===4OH － 。 (2) 根 据 装 置 Ⅰ 中 电 池 总 反 应 CH4 ＋ 2O2 ＋ 2KOH===K2CO3＋3H2O，KOH 参加反应导致溶液中 KOH 浓度降 低，则溶液的 pH 减小；装置Ⅱ中发生电镀，阳极上溶解铜的质量 等于阴极上析出铜的质量，则溶液中 Cu2＋的物质的量浓度不变。(3) 装置Ⅰ溶液中的阴离子除了 OH－外还含有 CO23－。(4)装置Ⅱ中阴极 质量变化 12.8 g，n(Cu)＝0.2 mol，则转移 0.4 mol 电子，串联电路 中转移电子数相等，由 CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O，可知 消耗 0.05 mol 甲烷，标准状况下体积为 1.12 L。
第四章 章末共享专题
微专题一 “三池比较”
原电池
电解池
电镀池
用电解原理在某些
定义
将化学能转化为电 将电能转化为化学 金属表面
能的装置
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b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入
小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记录。
把温度计上的酸用水冲洗干净。
c、用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化 钠，并用温度计测量氢氧化钠的温度，记录。
d、把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放 入小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入 小烧杯（注意不要洒在外面），盖好盖板。用 环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确量取混 合溶液的最高温度，记为终止温度，记录。
答:ΔH=-285.8 kJ/mol
2、请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程 式。
C(石墨s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -393.5 kJ/mol
C(金刚石s）+ O2（g）= CO2（g） ΔH= -395.0 kJ/mol
石墨与金刚石的燃烧热为什么不相同？
因为石墨与金刚石的晶体结构不同,其具有 的能量也不相同
1、能否根据式子
1/2CH4(g)+O2 (g) =1/2CO2 (g) +H2O(l) ΔH=-445.15kJ/mol
认为甲烷的燃烧热是445.15kJ/mol？ 2、已知： 2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) ΔH= - 571.6 kJ/mol H2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) ΔH= - 241.8 kJ/mol 求氢气的燃烧热。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，△H1=-Q1kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H2=-Q2kJ/mol
Q1﹥Q2
△H1 ＜△H2
注意：热量比较比数值， △H比较带符号
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典例精析
【解析】考查有关盖斯定律的综合应用能力。 ②-①即得③式，则ΔH2-ΔH1=ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH1；
根据平衡移动原理：常温（T＞13.2℃），③式向右移动，所 以锡以白锡形式存在；当温度低于13.2℃，③式向左移动，锡 以灰锡（粉末状态）形式存在，所以长期处于低温环境中，锡 器会自行毁坏。
A．①
B．④
C．②③④
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D．①②③
典例精析
【解析】 ① 由于氧气与CO反应生成CO2放出热量，所以： ΔH1＜ΔH2；
② 由于固态硫变为气态硫要吸收热量，所以气态硫燃烧放出 的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即ΔH3＞ΔH4； ③ 气态水变为液态水要放出热量，所以生成液态水比生成气 态水放出的热量要多，即ΔH5＞ΔH6； ④ 碳酸钙分解是吸热反应，氧化钙与水化合是放热反应，所 以ΔH7＞ΔH8。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正
确的是( A)
A.（6a+5d-4c-12b）kJ·mol–1 B.（4c+12b－6a－5d）kJ·mol–1 C.（4c+12b－4a－5d）kJ·mol–1 D.（4a+5d－4c－12b）kJ·mol–1
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典例精析
4、分类
定义
(1)燃烧热
Q(放)=n(可燃物)×△H
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(2)中和热
定义 H+(aq) +OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ·mol -1
二.热化学方程式
1.定义 2.书写
表述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。
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化学反应与能量专项训练一、能源及其利用1．下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是()A．化石能源物质内部蕴涵着大量的能量B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C．物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用D．吸热反应没有利用价值答案 D解析大多数分解反应是吸热反应，某些吸热反应如由焦炭制水煤气等是可以被人类利用的反应。
2．形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是()A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展C．在农村推广使用沼气D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生答案 B3．太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。
(1)划分下列能源的类别。
煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、电(2)煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是____________________________，能量形成和转换利用过程基本上是____________。
(3)为了消除大气污染，节约燃料，缓解能源危机，化学家提出了利用太阳能促使燃料循环使用的构想图，该设想的物质循环中太阳能最终转化为________________，主要需解决的问题是_____________________________________________________________________ ___。
答案(1)(2)(3)化学能利用太阳能使燃烧产物经化学反应重新组合，使之变成CH4、CH3OH、NH3等解析解答本题的关键是明确能源的分类知识，例如不可再生能源和可再生能源、一次能源和二次能源等。
(1)一次能源是指没有经过转化，而直接来自自然界的能源；二次能源则是经过转化的能源。
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1、已知在25℃，101kpa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳 和液态水时放出48.40kJ热量，表示上述反应的热化学方程 式正确的是
A．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) Δ H=-48.40 kJ·mol-1
B．C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) Δ H=-5518 kJ·mol-1
④燃烧时放出
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
38
2、1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3NHNHCH3） 完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃 烧热为：
A.1000kJ/mol C.2000kJ/mol
B.1500kJ/mol D.3000kJ/mol
39
3.家用液化气中主要成分是丁烷，当 10kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液 态水时，放出热量5×105kJ。 写出丁烷燃烧的热化学方程式。
不同的物质燃烧热不同酸碱中和生成1molh2o时放出的热量量强酸强碱间的中和反应中和热大致相同均约为573kjmol二能源11能源定义22能源种类33我国现阶段能源构成44能源研究热点课题11下列性质中能说明乙醇宜作燃料的是燃烧时发生氧化反应充分燃烧的产物不污染环境乙醇是一种再生能源燃烧时放出大量的热a
2、拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、 lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、 946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为-92KJ/mol
，1mol H2生成NH3的反应热为 -30.7KJ/m。ol 12
13
二、热化学方程式
表示参加反应物质的量和反应热的关系的 化学方程式。
高中化学人教版选修4教案(详)
第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化（第一课时）教学目标:1.知识与技能①了解反应热和焓变的含义②理解吸热反应和放热反应的实质2．过程与方法^从化学反应的本质即旧键断裂与新键形成的角度研究反应热产生的原因3．情感态度与价值观通过了解简单过程中的能量变化中的热效应教学重点理解吸热反应和放热反应的实质教学难点能量变化中的热效应教学用具：*投影仪学习过程引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有思考—（1）你所知道的化学反应中有哪些是放热反应能作一个简单的总结吗活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量> 生成物具有的总能量（2）你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应能作一个简单的总结吗多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳反应物具有的总能量< 生成物具有的总能量1：当能量变化以热能的形式表现时：我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。
【能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。
那么化学反应中能量到底怎样变化2:反应热,焓变化学反应过程中为什么会有能量的变化（用学过的知识回答）化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。
旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。
而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。
所以化学反应过程中会有能量的变化。
反应热焓变化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。
符号：ΔH ，单位：kJ/mol 或kJ•mol-1∆H为“－”为放热反应,∆H为“＋”为吸热反应?思考:能量如何转换的能量从哪里转移到哪里体系的能量如何变化升高是降低环境的能量如何变化升高还是降低规定放热反应的ΔH 为“－”，是站在谁的角度体系还是环境放热反应ΔH为“—”或ΔH〈0吸热反应ΔH为“+”或ΔH 〉0∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）∆H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能）3:练习1)1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收的热量，；该反应的反应热为△H= kJ/mol。
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，1mol H2生成NH3的反应热为 -30.7KJ/m。ol
二、热化学方程式
表示参加反应物质的量和反应热的关系的 化学方程式。
①放热反应 放出热量的化学反应。△H 为“-”或△H <0
常见放热反应：中和反应 燃烧反应 活泼金属与酸反应 大多数为“+”或△H >0 常见的吸热反应： 大多数分解反应 某些金属氧化物的还原反应 C+CO2 C+H2O Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=- 890 kJ/mol
3、常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧， 放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。
CO(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) △H=- 282.6 kJ/mol
4、比较Q1和Q2的大小、 △H1和△H2的大小
CO(g)
H1
H2
C(s)
H3 CO2(g)
已知
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH3=-393.5kJ/mol
求算C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1=?
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) C(s)+O2(g)=CO2(g)
b、用一个量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸， 倒入
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e、重复实验步骤2—4三次
如何提高中和热测定的准确度呢？
• 增强保温、隔热措施，减少实验过程中热量 的损失。 • 不断搅动，使热量分散均匀 • 使用稀酸溶液和稀碱溶液，减少溶解热的干 扰 • 使用强酸和强碱溶液，减少电离热效应的干 扰
第一章 化学反应与能量
第二节 燃烧热 能源
若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生 成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙 炔燃烧的热化学方程式为:
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △ H2=－285.8kJ/mol
一、盖斯定律
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。 ——条条大路通罗马
CO(g) H1 C(s) H3 H2
CO2(g)
已知 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol 求算C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1=?
2SO2(g) ＋O2(g) △H=+197kJ/mol
注意：对于可逆反应，
①当反应逆向进行时，其反应热与正反应的 数值相等，符号相反。 ②其反应热是指反应物完全转变成生成物 放出或吸收的热量。
6、已知：C(s)+O2(g)==CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 要获得1000kg热量，需燃烧多少克碳？
第一章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化
化学反应的本质 从物质的角度： 从微粒的角度： 有新物质生成
原子重新组合的过程
从化学键的角度： 旧键的断裂和新键的形成 从能量的角度: 释放或贮存能量的过程
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3、熵判据
熵判据：体系趋向于由有序状态转变为 无序状态，即混乱度增加（ △S＞0）。 且△S越大，越有利于反应自发进行
答案：C
【评注】反应放出或吸收热量的多少，跟反应物和生成物的聚 集状态和物质的量有密切关系。比较ΔH大小时要包含正负号 进行对照。
例2.（2008·海南）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2＝P4O10。 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P- P a kJ·mol–1、 P-O b kJ·mol–1、P＝O c kJ·mol—1、O＝O d kJ·mol–1。
② S(s)＋O2(g)＝SO2(g) S(g)＋O2(g)＝SO2(g)
③ 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)
ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH4 ΔH5 ΔH6
④ CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g) ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s) ΔH8
相同 相同 相同 相同 相同 完全等效
相同
相同
成比例 成比例
相同(气体) 成比例
成比例
成比例
成比例 相似等效
成比例 相似等效
六、化学平衡常数
aA+bB 1、定义
2、表达式
cC+dD
3、平衡常数的意义
4、应用
=Kc，反应达平衡状态，V(正)=V(逆) Qc <Kc, 反应向正反应方向进行，V(正)>V(逆)
四、几种平衡图像
对于反应 mA(g)+nB(g) ⑴转化率－时间
pC(g)+qD(g)；△H= - Q
Q>0
m+n>p+q
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通过了解简单化学反应中的热效应，结合物质结构，体会 化学反应的实质，培养学生学习化学的兴趣
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新课标 人教版·选修4
化学
目录
• 第一章 化学反应与能量
• 第三章 水溶液中的离子平衡
• 第一节 化学反应与能量变化
• 第一节 弱电解质的电离
• 第二节 燃烧热 能源
• 第二节 水的电离和溶液的酸碱性
• 第三节 化学反应热的计算
• 第三节 盐类的水解
• 第四节 难溶电解质的溶解平衡
• 第二章 化学反应速率和平衡 • 第四章 电化学基础
ΔH<0
ΔH>0
图示
实例
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1
［特别提醒］ 比较ΔH的大小时，要连同“＋”、“－”包含在内，类 似于数学上的正负数比较。如果只比较反应放出热量的多少， 则只须比较数值大小，与“＋”、“－”无关。 二、中学常见的放热反应与吸热反应 1．放热反应：燃烧、中和反应、金属的氧化、金属与酸 或水的反应、由不稳定物质转变为稳定物质的反应等。 2 ． 吸 热 反 应 ： 盐 类 的 水 解 、 C 与 CO2 或 H2O 的 反 应 、 CaCO3的分解、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应、由稳定物质 转变成不稳定物质的○H ＋○Cl →○H○Cl
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第2课时沉淀反应的应用[目标要求] 1.了解沉淀反应的应用。
2.知道沉淀转化的本质。
一、沉淀的生成1．沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2．沉淀的方法(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋4(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。
反应如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。
二、沉淀的溶解1．Mg(OH)2溶解性Mg(OH)2难溶于水；能溶于盐酸，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；能溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。
2．沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
3．溶解沉淀的试剂类型(1)主要类型：用强酸溶解。
例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。
(2)用某些盐溶液溶解。
例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。
三、沉淀的转化1．实验探究＋对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3．沉淀转化的实质 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
4．沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
(1)锅炉除水垢水垢[CaSO 4(s)――→Na 2CO 3溶液CaCO 3――→盐酸Ca 2＋(aq)]其反应方程式是CaSO 4＋Na 2CO 3CaCO 3＋Na 2SO 4，CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑。
(2)对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。
例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO 4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。
其反应如下：CuSO 4＋ZnS===CuS ＋ZnSO 4，CuSO 4＋PbS===CuS ＋PbSO 4。
知识点一 沉淀的生成1．要使工业废水中的重金属Pb 2＋离子沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物2＋A ．硫化物B ．硫酸盐C ．碳酸盐D ．以上沉淀剂均可答案 A解析PbS的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。
2．为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()A．NaOH B．Na2CO3C．氨水D．MgO 答案 D解析要除FeCl3实际上是除去Fe3＋，由于pH≥3.7时，Fe3＋完全生成Fe(OH)3，而pH≥11.1时，Mg2＋完全生成Mg(OH)2，所以应加碱性物质调节pH使Fe3＋形成Fe(OH)3；又由于除杂不能引进新的杂质，所以选择MgO。
知识点二沉淀的溶解3．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的()A．MgCl2B．NaOH C．MgSO4D．NaHSO4答案 D解析若使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，应减小c(Mg2＋)或c(OH－)。
答案为D。
4．下列关于沉淀的叙述不正确的是()A．生产、科研中常利用生成沉淀来达到分离或除杂的目的B．沉淀的溶解只能通过酸碱中和反应来实现C．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动D．一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现答案 B解析酸碱中和反应是实现沉淀溶解的方法之一，沉淀的溶解也可以通过其他途径实现。
知识点3沉淀转化5．向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为() A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl<AgI<Ag2SC．AgCl>AgI>Ag2S D．AgI>AgCl>Ag2S答案 C解析沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag2S。
6．已知如下物质的溶度积常数：FeS：K sp＝6.3×10－18；CuS：K sp＝6.3×10－36。
下列说法正确的是()A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，K sp(FeS)变小C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeSD．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂答案 D解析A项由于FeS的K sp大，且FeS与CuS的K sp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；D项向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS ，可以用FeS 作沉淀剂；B 项K sp 不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C 项先达到CuS 的K sp ，先出现CuS 沉淀。
练基础落实1．在BaSO 4饱和溶液中加入少量BaCl 2溶液时产生沉淀，若以K sp 表示BaSO 4的溶度积常数，则平衡后溶液中( )A ．c (Ba 2＋)＝c (SO 2－4)＝(K sp )12B ．c (Ba 2＋)·c (SO 2－4)＝K sp ，c (Ba 2＋)>c (SO 2－4)C ．c (Ba 2＋)·c (SO 2－4)>K sp ，c (Ba 2＋)＝c (SO 2－4)D ．c (Ba 2＋)·c (SO 2－4)≠K sp ，c (Ba 2＋)<c (SO 2－4)答案 B2．往含I －和Cl －的稀溶液中滴入AgNO 3溶液，沉淀的质量与加入AgNO 3溶液体积的关系如下图所示。
则原溶液中c (I －)/c (Cl －)的比值为() A ．(V 2－V 1)/V 1 B ．V 1/V 2 C ．V 1/(V 2－V 1) D ．V 2/V 1答案 C解析 从图象变化情况看，O ―→V 1主要是生成AgI 沉淀，V 1―→V 2段主要是生成AgCl 沉淀，所以溶液中c (I －)/c (Cl －)＝V 1V 2－V 1。
练方法技巧3．难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。
在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数(K sp )。
例如：Cu(OH)2(s) Cu 2＋(aq)＋2OH －，K sp ＝c (Cu 2＋)·[c (OH)－]2＝2×10－20。
当溶液中各(1)某CuSO 4溶液里c (Cu 2＋)＝0.02 mol·L －1，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH ，使之大于________。
(2)要使0.2 mol·L －1 CuSO 4溶液中Cu 2＋沉淀较为完全(使Cu 2＋浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH 溶液，使溶液pH 为________。
答案 (1)5 (2)6解析 (1)根据信息，当c (Cu 2＋)[c (OH －)]2＝2×10－20时开始出现沉淀，则c (OH －)＝2×10－20c (Cu 2＋)＝2×10－200.02＝10－9 mol·L －1，c (H ＋)＝10－5 mol·L －1，pH ＝5，所以要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH ≥5。
（2）要使Cu 2＋浓度降至0.21 000mol·L －1＝2×10－4 mol·L －1，c (OH －)＝2×10－202×10－4＝10－8 mol·L －1，c (H ＋)＝10－6 mol·L －1，此时溶液的pH ＝6。
练综合拓展4．已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：M m A n(s)m M n＋(aq)＋n A m－(aq)K sp＝[c(M n＋)]m·[c(A m－)]n，称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25℃)①往100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。
④_______________________________________________________________ _________。
(1)由题中信息知K sp越大，表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________ _______。
(3)设计第③步的目的是___________________________________________________。
(1)请补充第④步操作及发生的现象：_______________________________________________________________________________________________________ _______。
答案(1)大(2)Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3↓(3)洗去沉淀中附着的SO2－4(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体解析本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。