【正文】 同步導學與評估 新課標 人教版 選修 4 化 學 目 錄 ? 第一章 化學反應與能量 ? 第一節(jié) 化學反應與能量變化 ? 第二節(jié) 燃燒熱 能源 ? 第三節(jié) 化學反應熱的計算 ? 第二章 化學反應速率和平衡 ? 第一節(jié) 化學反應速率 ? 第二節(jié) 影響化學反應速率的因素 ? 第三節(jié) 化 學 平 衡 ? 第四節(jié) 化學反應進行的方向 ? 第三章 水溶液中的離子平衡 ? 第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離 ? 第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性 ? 第三節(jié) 鹽類的水解 ? 第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 ? 第四章 電化學基礎 ? 第一節(jié) 原電池 ? 第二節(jié) 化學電源 ? 第三節(jié) 電解池 ? 第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護 第一章 化學反應與能量 第一節(jié) 化學反應與能量變化 第 1課時 焓變 反應熱 三維目標 知識與技能 1．了解反應熱和焓變的含義，了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 2．理解吸熱反應和放熱反應的實質(zhì) (重點 ) 過程與方法 1．從化學反應的本質(zhì)即舊鍵斷裂與新鍵形成的角度研究反應熱產(chǎn)生的原因 2．從反應體系能量的升高與降低角度認識 ΔH的 “ ＋ ” 與“ － ” 3．通過分析反應過程中的能量變化領悟化學反應中能量守恒的思想 情感、態(tài)度 與價值觀 通過了解簡單化學反應中的熱效應，結合物質(zhì)結構，體會化學反應的實質(zhì)，培養(yǎng)學生學習化學的興趣 思維激活 現(xiàn)在新興的 “ 即食即熱型快餐盒 ” 使用起來非常方便 ，適合外出旅行使用 。 其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食品；外層則是分別包裝的兩包化學物質(zhì) ， 一包是生石灰 ， 另一包是水 。 使用時拉動預留在外的拉線使這兩種化學物質(zhì)混合 ， 幾分鐘后 ， 飯菜就變得熱騰騰的 。 你知道這是為什么嗎 ？ 自學導引 一 、 化學反應過程中的能量變化 1． 化學反應過程中能量變化的表現(xiàn)形式 化學反應過程中 ， 不僅有物質(zhì)的變化 ， 還有能量的變化 。 這種能量的變化常以 熱能 、 電能 、 光能 等形式表現(xiàn)出來 。 2． 放熱反應和吸熱反應 釋放 熱量的化學反應叫做放熱反應； 吸收 熱量的化學反應叫做吸熱反應 。 3． 化學反應過程中物質(zhì)變化與能量變化的關系 化學反應中 ， 能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎的 ， 能量的多少則以反應物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎 。 思考題 1 下列說法中不正確的是 ( ) A． 化學變化過程是原子的重新組合過程 B． 化學反應可分為吸熱反應和放熱反應 C． 化學反應中能量變化的多少與其反應物的質(zhì)量有關 D． 化學變化中的能量變化都是以熱能形式表現(xiàn)出來的 答案 D 二 、 反應熱 、 焓變 1． 反應熱：在反應過程中所 釋放 或 吸收 的能量 ， 以熱量來表示 ， 叫做反應熱 ， 又稱為 焓變 ， 符號用 ΔH表示 ， 單位常采用 kJ/mol或 (kJmol－ 1)。 2． 以 1 mol H2與 1 mol Cl2反應生成 2 mol HCl時放出 kJ的熱量為例 ， 從微觀角度解釋化學反應過程中的能量變化 。 解答此反應過程的能量變化可表示如下： (1)化學鍵斷裂時需要吸收能量 ,吸收的總能量為 679 kJ。 (2)化學鍵形成時需要釋放能量釋放的總能量為 862 kJ。 (3)反應熱的計算： 862 kJ－ 679 kJ＝ 183 kJ， 即放出 183 kJ的能量 。 顯然 ， 分析結果與實驗測得的該反應的反應熱 kJmol－ 1很接近 (一般用實驗數(shù)據(jù)來表示反應熱 )。 3． ΔH的正負和吸放熱反應的關系 (1)放熱反應：反應完成時 ， 生成物釋放的總能量 大于 反應物吸收的總能量 。 由于反應后放出熱量 (釋放給環(huán)境 )而使反應體系的能量 降低 ， 故 ΔH＜ 0或 ΔH為 “ － ” 。 (2)吸熱反應：反應完成時 ， 生成物釋放的總能量 小于 反應物吸收的總能量 。 由于反應后吸收環(huán)境熱量而使反應體系的能量 升高 ， 故 ΔH＞ 0或 ΔH為 “ ＋ ” 。 思考題 2 下列說法中正確的是 ( ) A． 焓變是指 1 mol物質(zhì)參加反應時的能量變化 B． 當反應放熱時 ΔH＞ 0， 當反應吸熱時 ΔH＜ 0 C． 在加熱條件下發(fā)生的反應均為吸熱反應 D． 一個化學反應中 ， 當反應物能量大于生成物能量時 ，反應放熱 ， ΔH為 “ － ” 答案 D 名師解惑 一 、 放熱反應與吸熱反應的比較 放熱反應 吸熱反應 定義 釋放熱量的化學反應 吸收熱量的化學反應 形成原因 反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量 反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量 與化學鍵強弱的關系 生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量 生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量 表示方法 Δ H 0 Δ H 0 圖示 實例 H2(g ) ＋ Cl2(g) == =2 HCl(g) Δ H ＝－ 184. 6 k J m ol－ 1 C( s) ＋ H2O(g) == =CO( g) ＋ H2(g) Δ H ＝＋ kJ mol－ 1 類 型 比 較 ［ 特別提醒 ］ 比較 ΔH的大小時 ， 要連同 “ ＋ ” 、 “ － ” 包含在內(nèi) ， 類似于數(shù)學上的正負數(shù)比較 。 如果只比較反應放出熱量的多少 ，則只須比較數(shù)值大小 ， 與 “ ＋ ” 、 “ － ” 無關 。 二 、 中學常見的放熱反應與吸熱反應 1． 放熱反應：燃燒 、 中和反應 、 金屬的氧化 、 金屬與酸或水的反應 、 由不穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)的反應等 。 2． 吸熱反應：鹽類的水解 、 C與 CO2或 H2O的反應 、CaCO3的分解 、 Ba(OH)28H2O與 NH4Cl的反應 、 由穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定物質(zhì)的反應等 。 ［ 特別提醒 ］ ① 化學反應總體遵循 “ 分吸合放 ” 規(guī)律 ， 即大多數(shù)分解反應吸熱 ， 大多數(shù)化合反應放熱 ， 且化學反應中吸熱反應占少數(shù) ， 所以務必記住常見的吸熱反應 。 ② 放熱反應或吸熱反應必須屬于化學變化 。 如醋酸的電離雖然要吸熱 ， 但不能稱為吸熱反應 ， 只能稱為吸熱過程；同樣 ， 水蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)水 ， 也不能稱為放熱反應 。 三 、 用化學鍵鍵能 (拆開 1 mol化學鍵所吸收的能量 )如何估算化學反應的熱效應 ？ 化學反應過程是原子重新組合的過程 ， 反應物分子內(nèi)化學鍵的斷裂需要吸收能量 ， 生成新物質(zhì)時形成新的化學鍵要放出能量 ， 二者的能量差 ， 就決定了能量的變化 。 因此用化學鍵鍵能的大小可粗略計算化學反應的熱效應 ， 公式為： ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和 。 四 、 在加熱條件下進行的反應一定是吸熱反應嗎 ？ 不同化學反應發(fā)生的條件不同 ， 有的常溫下就可以發(fā)生 ，有的則需要加熱 。 因此往往容易把在加熱條件下進行的反應認為是吸熱反應 ， 而在常溫下進行的反應認為是放熱反應 。其實兩者之間無必然聯(lián)系 ， 常溫下進行的反應可能是放熱反應 ， 如中和反應；也可能是吸熱反應 ， 如 NH4 Cl與Ba(OH)28H2O的反應 。 加熱條件下進行的反應 ， 可能是吸熱反應 ， 如 C＋ CO2 2CO；也可能是放熱反應 ， 如 C＋ O2 CO2。 兩者的區(qū)別是放熱反應撤去熱源后仍能進行 ， 吸熱反應必須持續(xù)加熱才能繼續(xù)進行 。 由上可見 ， 反應吸熱還是放熱與反應條件無關 ， 而是由反應物總能量與生成物總能量的高低決定的 。 =====△ =====點燃 典例導析 知識點 1：對放熱反應和吸熱反應概念的考查 例 1 下列過程能肯定是放熱反應的是 ( ) A． 燃燒 B． 分解 C． 凝華 D． 溶解 解析 反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 。 凝華和溶解均屬物理變化 ， C、D不符合題意；大多數(shù)分解反應為吸熱反應 ， 如 NH4HCO3分解；而燃燒反應均為放熱反應 。 答案 A 跟蹤練習 1 下列過程要吸收熱量的是 ( ) C． H＋ ＋ OH－ →H2O D． C＋ O2→CO2 答案 A A ． ○ H ○ H → ○ H ＋ ○ H B ． ○ H ＋ ○ Cl → ○ H ○ Cl 知識點 2：化學反應中的能量變化的考查 例 2 下列反應中 ， 生成物的總能量大于反應物的總能量的是 ( ) A． 氫氣在氧氣中燃燒 B． 鐵絲在氧氣中燃燒 C． 硫在氧氣中燃燒 D． 焦炭在高溫下與水蒸氣反應 解析 A、 B、 C三項均為放熱反應 ， 說明它們的反應物的總能量大于生成物的總能量 ， 多余的能量以熱能的形式放出；而 D項為吸熱反應 ， 正好相反 ， 故 D項正確 。 答案 D 跟蹤練習 2 對于放熱反應： 2H2(g)＋ O2(g)＝ 2H2O(l)，下列說法中正確的是 ( ) A． 產(chǎn)物 H2O所具有的總能量高于反應物 H2和 O2所具有的總能量 B． 反應物 H2和 O2所具有的總能量高于產(chǎn)物 H2O所具有的總能量 C． 反應物 H2和 O2所具有的總能量等于產(chǎn)物 H2O所具有的總能量 D． 反應物 H2和 O2比產(chǎn)物 H2O穩(wěn)定 答案 B 第 2課時 熱化學方程式 三維目標 知識與技能 1．理解熱化學方程式的含義，能較熟練地書寫熱化學方程式并進行有關熱化學方程式的計算 (重、難點 ) 2．掌握中和熱的概念及其測定方法 (重點 ) 過程與方法 1．通過實例理解化學方程式的局限性，介紹熱化學方程式的必要性 2．采用對比方法明確熱化學方程式與普通化學方程式的區(qū)別與聯(lián)系 情感、態(tài)度與價值觀 通過熱化學方程式的書寫的教學過程，培養(yǎng)學生勇于探索、嚴謹求實的科學態(tài)度 思維激活 《 拯救大兵瑞恩 》 里面有一個美軍用燃燒彈燒死坑道中敵兵的鏡頭 ， 這就是燃燒彈在現(xiàn)代坑道戰(zhàn) 、 塹壕戰(zhàn)中的作用之一 。 由于汽油的密度較小 ， 發(fā)熱量高 ， 且價格便宜 ， 所以被廣泛用做燃燒彈原料 。 汽油燃燒是化學變化 ， 如何書寫汽油燃燒的熱化學方程式呢 ？ 自學導引 一 、 熱化學方程式 1． 概念：能表示 參加反應物質(zhì)的量 和 反應熱 的關系的化學方程式 ， 叫做熱化學方程式 。 2． 表示意義：熱化學方程式不僅表明了化學反應中的物質(zhì)變化 ， 也表明了化學反應中的能量變化 。 思考題 1 下列說法中不正確的是 ( ) A． 物質(zhì)發(fā)生化學反應的反應熱僅指反應放出的熱量 B． 熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量 ， 不表示分子的個數(shù) C． 所有的燃燒都是放熱反應 D． 熱化學方程式中分子式前面的化學計量數(shù)可以是分數(shù) 答案 A 3． 特點 (與化學方程式比較 ) (1)指明了反應時的溫度和壓強 ， 如在 25 ℃ 、 101 kPa下進行的反應 ， 可不注明 。 (2)在化學方程式右邊注明 ΔH的符號 、 數(shù)值和單位 。 (3)所有反應物和產(chǎn)物都用括號注明了它們的 聚集狀態(tài) 。 (4)化學計量數(shù)只表示 物質(zhì)的量 ， 而不表示分子數(shù)或原子數(shù) ， 因此可以為非整數(shù) 。 (5)化學計量數(shù)和反應熱的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同倍數(shù) 。 思考題 2 為什么書寫熱化學方程式時要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài) ？ 答案 反應熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關 ， 即狀態(tài)不同 ， 產(chǎn)生的熱效應不同 。 二 、 中和熱及其測定 1． 中和熱 在稀溶液中 ， 酸 跟 堿 發(fā)生中和反應生成 1 mol H2O， 這時的反應熱叫做中和熱 。 2． 中和熱的測定 如右圖所示裝置 ， 利用 50 mL molL－ 1鹽酸與 50 mL molL－ 1 NaOH溶液進行中和反應 ， 通過測定反應過程中所放出來的熱量可計算中和熱 。 其實驗過程為： (1)安裝實驗裝置 。 (2)用一個量筒量取 50 mL molL－ 1鹽酸 ， 倒入小燒杯中 ， 用溫度計測出溶液的溫度 ， 再用水洗凈溫度計 。 (3)用另一個量筒量取 50 mL molL－ 1 NaOH溶液 ，并用溫度計測出 NaOH溶液的溫度 。 (4)將 NaOH溶液倒入小燒杯中 ，