高二化学选修四期末复习学案文档格式.docx
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即如果一个反应可以分步进行,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。
一、典例分析
【例题1】下列关于热化学反应的描述中正确的是()
A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·
mol-1,
则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热△H=2×
(-57.3)kJ·
B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是
CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ·
则CH3OH的燃烧热为192.9kJ·
C.H2(g)的燃烧热285.8kJ·
mol-1,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ·
D.葡萄糖的燃烧热是2800kJ·
mol-1,则1/2C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-1400kJ·
【解析】本题综合考查反应热的有关概念(燃烧热、中和热等)和热化学方程式。
A选项反应过程中有SO42—+Ba2+=BaSO4生成,这部分反应热不在中和热内;
B选项氢元素未转化成稳定的氧化物;
C选项水应为液态;
答案D
【例题2】08山东,北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大火炬燃料是丙烯(C3H6)。
丙烷脱氢可得丙烯。
已知:
C3H8(g)===CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)△H1=156.6kJ·
mol-1CH3CH=CH2(g)===CH4(g)+HC=CH(g)△H2=32.4kJ·
mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)===CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=________kJ·
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。
电池反应方程式为______________________________________;
放电时,CO32-移向电池的_______(填“正”或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×
10-5mol·
L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3
HCO3-+H+的平衡常数K1=_____(已知:
10-5.60=2.5×
10-6)
(4)常温下,0.1mol·
L-1NaHCO3溶液的PH>8,则溶液c(H2CO3)______c(CO32-)(填“>
”、“=”或“<
”),原因是________________________________________(用离子方程式和必要的文字说明)。
【解析】
(1)由盖斯定律可知,由上一个反应减去下一个反应:
C3H8(g)===CH3CH=CH2(g)+H2(g)得:
△H=124.2kJ·
mol-1。
(2)注意电池反应不是电极反应,这是本题的关键。
电池反应为:
C3H8+5O2===3CO2+4H2O,由于CO32-为阴离子,所以它应向负极移动。
(4)由于0.1mol·
L-1NaHCO3溶液的pH大于8,说明溶液呈碱性,进一步推测可知,HCO3-的水解大于HCO3-的电离。
答案:
(1)124.2。
(2)C3H8+5O2===3CO2+4H2O;
负。
(3)4.2×
10-7mol·
(4)>
;
HCO3-+H2O
CO32-+H3O+(或HCO3-
CO32-+H+)。
HCO3-+H2O
H2CO3+OH-、HCO3-的水解程度大于电离程度
二、效果检测
1、分析右面的能量变化示意图,下列热化学方程式正确的是()
物
质的
所总
具能
有量
A.2A(g)+B(g)=2C(g)△H=a(a>
0)
B.2A(g)+B(g)=2C(g)△H=a(a<
0)高2A(g)+B(g)
2C(g)
低
C.2A+B=2C△H=a(a<
D.2C=2A+B△H=a(a>
O)
2、在一定条件下化学反应:
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-197kJ/mol现有容积相同的甲、乙、丙三个容器,在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q)如下表所列:
容器
SO2(mol)
O2(mol)
N2(mol)
Q(kJ)
甲
2
1
Q1
乙
0.5
Q2
丙
Q3
根据以上数据,下列叙述不正确的是()
A.在上述条件下反应生成1molSO3气体放热98.5kJ
B.2Q2=2Q3<
Q1<
197kJ
C.Q1=2Q2=2Q3=197
D.在上述条件下每摩该反应进行到底时放出的热量为197kJ
3、一些盐的结晶水合物,在温度不太高时就有熔化现象,即熔溶于自身的洁净水中,又同时吸收热量。
他们在塑料袋中经日晒就熔化,又在日落后缓慢凝结而释放热量。
故可用于调节室内温度,或用作夏日防暑的枕垫或坐垫,这些物质可称之为热材料。
现有几种盐的结晶水合物有关数据如下:
①Na2S2O3·
5H2O
②CaCl2·
6H2O
③Na2SO4·
10H2O
④Na2HPO4·
熔点/℃
40~50
29.92
32.38
35.1
熔化热kJ·
mol-1
49.7
37.3
77
100.1
根据上述数据和实用性考虑,实际运用时常采用的物质应该是()
A.①B.②C.③D.④
4、已知胆矾溶于水时溶液的温度降低,胆矾分解的热化学方程式为:
CuSO4.5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H1=+Q1kJ/mol,室温时若将1mol无水CuSO4溶解为溶液时放热Q2kJ,则()
A、Q1>Q2B、Q1=Q2C、Q1<Q2D、无法确定
5、实验室用50mL0.50mol/L盐酸、50mL0.55mol/LNaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验,得到表中的数据:
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃
盐酸
NaOH溶液
20.2
20.3
23.7
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
试回答下列问题:
(1)实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是_______________________,
不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是_____________________________。
(2)经数据处理,t2-t1=3.4℃。
则该实验测得的中和热ΔH=___________[盐酸和NaOH溶液的密度按1g/cm3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J/(g•℃)计算]。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水,测得中和热为ΔH1,则ΔH1
与ΔH的关系为:
ΔH1_______ΔH(填“<”、“>”或“=”),理由是_______
_______________________________________________________________________。
6、“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)实验测得,1克氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);
△H=-142.9kJ·
B.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);
△H=-285.8kJ·
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);
△H=-571.6kJ·
D.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);
△H=-285.8kJ·
(2)根据“绿色化学”的思想,为了制备H2,某化学家设计了下列反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2④2HgO2Hg+O2↑
你认为该方法的主要缺点是。
(3)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。
下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘,。
请写出反应①的化学方程式:
用法制取氢气最大的优点是:
;
(4)有人认为目前利用氢气作为能源不太现实。
请问你认为是否现实?
(填“不现实”或“现实”),说明能够支持你的观点的两点理由:
,;
。
BCCA
5.
(1)上下振动金属的传热性好,热损失大。
(2)—56.85(3)>氨水电离吸热,释放出的总热量减小。
6.BC循环耗能大,且会有汞污染SO2和I2可循环使用,无污染
不现实现有的制取方法耗能大,储运也很困难
第二章化学反应速率和化学平衡(课时1)
一、化学反应速率:
1、定义:
表达式:
单位
若反应物为固体或纯液体表达式
2、化学反应速率都取正值。
3、同一个化学反应,用不同的物质表示化学反应速率,数值可能不同但表示的意义是一样的。
同一个化学反应,各物质的化学反应速率之比=
4、化学反应速率一般指平均速率,但在速率一时间图像中,经常出现瞬间速率。
例1:
(2006四川)
5、影响化学反应速率的因素:
1)浓度
其他条件不变,增大反应物浓度,单位体积内分子数活化分子百分数活化分子数,有效碰撞
(对于纯固体或液体,其浓度视为常数其物质的量变化不影响化学反应速率)
2)压强
若参加反应的物质为固体或液体,增大压强,化学反应速率
有气体参加的反应,其它条件不变,增大压强,化学反应速率
注意以下几种情况:
A、恒温时,增大压强,化学反应速率
B、恒容时:
a.充入气体反应物,化学反应速率
b.充入稀有气体,化学反应速率
C、恒压时:
充入稀有气体,化学反应速率
3)温度
其他条件不变,升高温度,单位体积内分子数
活化分子百分数
活化分子数有效碰撞
4)催化剂
插图形判断
二、化学平衡状态(化学平衡)
指在一定条件下的可逆反应里正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中的各组分的浓度不变的状态。
化学平衡的特征:
(1)逆:
可逆反应
(2)等:
v正=v逆
(3)定:
反应混合物各组分浓度保持不变
(4)动:
动态平衡
(5)变:
条件改变,平衡发生移动
(6)同:
不同途径可以达到相同的化学平衡状态
※平衡态达到的标准,某反应:
mA+nB=xC+yD
1、直接:
①v(正)=v(逆)化学键断裂数=化学键生成数
②各组分浓度保持不变(色不变)
温度不变
2、间接:
(相关物理量恒定不变则不一定平衡;
相关物理量该变的不变了则一定平衡;
)
①若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定
②混合气体的平均相对分子质量(平均摩尔质量)不再变化(m+n≠x+y或四种不全是气体)
③密度不再变化(ρ=m/V)
练习:
下列属于平衡状态的是()
①容器内N2、H2、NH3三者共存
②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等
③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:
3:
④tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2
⑤tmin内,生成1molN2同时消耗3molH2
⑥某时间内断裂3molH-H键的同时,断裂6molN-H键
⑦容器内质量不随时间的变化而变化
⑧容器内压强不随时间的变化而变化
⑨容器内混合气体密度不再发生变化
⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化
举例反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
混合物体
系中各成
分的含量
①各物质
的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v正=v逆
②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC,均指v正
③vA:
vB:
vC:
vD=m:
n:
p:
q,v正不一定等于v逆
④在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD,因均指v逆
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
混合气体的平均分子量(
①
一定时,只有当m+n≠p+q时,
②
一定,但m+n=p+q时
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时
体系的密度
密度一定
练习1:
在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是()
1)单位时间里消耗2nmolNO2的同时生成nmolO2;
2)单位时间里生成nmolO2的同时生成2nmolNO2;
3)单位时间里生成nmolO2的同时生成2nmolNO;
4)混合气体的颜色不再发生变化的状态
5)用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的
反应速率的比为2:
2:
1的状态
A1)4)5)B2)3)4)5)
C2)4)D1)2)3)5)
练习2、在一定的温度下,可逆反应
A(g)+3B(g)
2C(g),达到平衡的标志是:
C的生成速率与C的分解速率相等
单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
A、B、C的浓度不再变化
A、B、C的分子数之比为1:
3:
练习3.下列说法中,在单位时间中可以表示反应
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)已达到平衡的是
A、1摩N≡N断裂的同时有3摩H-H键生成
B、1摩N≡N断裂的同时有3摩H-H键断裂
C、1摩N≡N断裂的同时有6摩N-H键生成
D、1摩N≡N断裂的同时有6摩N-H键断裂
4.对于2A(气)
B(气)+3C(气)的可逆反应,通过对不同物质反应速率的测定,可以判断该反应已达到平衡状态的是:
ABCD
正反应速率(mol/L·
min)VA=2VA=2VA=1VA=1
逆反应速率(mol/L·
min)VA=2VB=2VB=1.5VC=1.5
第二章化学反应速率和化学平衡(课时2)
一、勒夏特列原理
定义:
化学平衡总是朝着能减弱外界条件影响的方向移动,但结果却不能完全抵消外界条件的影响。
二、平衡的移动与转化率的关系
反应实例
条件变化与平衡移动方向
达新平衡后转化率变化
2SO2+O2
2SO3(气)+热
增大O2浓度,平衡正移
SO2的转化率增大,O2的转化率减小
增大SO3浓度,平衡逆移
从逆反应角度看,SO3的转化率减小
升高温度,平衡逆移
SO2、O2的转化率都减小
增大压强,平衡正移
SO2、O2的转化率都增大
2NO2(气)
N2O4
体积不变时,无论是加入NO2或者加入N2O4
NO2的转化率都增大(即新平衡中N2O4的含量都会增大)
2HI
H2+I2(气)
增大H2的浓度,平衡逆移
H2的转化率减小,I2的转化率增大
增大HI的浓度,平衡正移
HI的转化率不变
增大压强,平衡不移动
转化率不变
预习练习:
1、已知NO2能形成二聚分子
2NO2
N2O4+Q
现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为()
A、高温低压B、低温高压
C、低温低压D、高温高
2、2A(g)
2B(g)+E(g)-Q
反应达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是()
A、加压B、减压
C、加入正催化剂D、升温
3、反应2A
2B+E-Q达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是()
C、减小E的浓度D、降温
4、能引起化学平衡移动的是()
A、化学反应速率发生了变化。
B、有气态物质参加的反应达到平衡后,改变了压强。
C、由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的变化。
D、可逆反应达到平衡后,使用催化剂
5:
在一定的温度和压强下,合成氨反应3H2+N2
2NH3达到平衡时,下列操作平衡不发生移动的是()
(A)恒温恒压充入氨气
(B)恒温恒压充入氮气
(C)恒温恒容充入氦气
(D)恒温恒压充入氦气
6、对平衡N2+3H2
2NH3,
(1)如果在恒温恒容下加入氮气,平衡向——移动。
(2)如果在恒温恒容下加入氨气呢?
加入氩气又怎么样呢?
(3)如果需要增加氢气的转化率,可以有什么办法?
(4)如果增大压强,正反应速率——,逆反应速率——,氮气的转化率——。
7.图2-25是在T1、P1下2SO2+O2
2SO3的SO2转化率图。
改变温度T2得到图2-26、通过比较推测T1、T2的关系?
8.图2-28是SO2体积分数在T1、T2下随
压强变化示意图试分析T1、T2的关系?
9.如可逆反应aA(g)+bB(g)
D(g)+eE(g);
△H=Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。
则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。
(1)a+b_____c+d;
(2)Q___0。
10.反应A(g)+B(g)
C(g)+Q已达平衡,升高温度,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为( )
课时2能力测试
1、有平衡体系:
CO(气)+2H2(气)
CH3OH(甲醇:
气)+Q,为了增加甲醇的产量,工厂应采取正确的措施是
A、高温、高压B、适宜的温度、高压、催化剂
C、低温、低压D、低温、低压、催化剂
2.本题列举的四个选项是4位同学在学习“化学反应的速率和化学平衡”一章后,联系工业生产实际所发表的观点,你认为不正确的是(
)。
A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
3.二氧化氮存在下列平衡:
2NO2(g)=N2O4(g);
△H<0,在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中较为适宜的是(
A.温度130℃、压强3.03×
105Pa
B.温度25℃、压强1.01×
105Pa
C.温度130℃、压强5.05×
104Pa
D.温度0℃、压强5.05×
104Pa
4.同时符合下列两个图象的反应(v表示反应速率,V%表示某气态生成物的体积分数,Q>
0)是()
A
、
B、
C、
D、
5.(2007年全国II)已知:
C(s)+CO2(g)
2CO(g) △H>0。
该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是
A.升高温度和减小压强B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强D.升高温度和增大压强
6、可用右侧示意图象表示的是()
7.某温度下,密闭容器中发生反应aX(g)
bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。
则下列叙述正确的是
A.
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