1、人教版高中化学选修4教案全册人教版新课标高中化学选修-4教 案化学反应原理的研究内容一、简化后的有效碰撞模型能引起分子之间化学反应的碰撞是有效碰撞，某一化学反应速率的大小与单位时间内 有效碰撞的次数有关。分子间的碰撞是化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件。二、活化分子和活化能1、具有较高的能量，能够发生有效碰撞的分子一定是活化分子；但是活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。2、活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能。3、有活化能为0的化学反应。如溶液中的自由离子间的反应，高空大气中自由离子间的反应，高空大气中自由原子之间的反应，因为这些反应的反应物分子在反应前已经成为自由离子或
2、原子，不需要再破坏或减弱化学键。三、催化剂（1）催化剂是能改变化学反应的速率，但前后本身的性质和质量都不再改变的物质（2）催化剂降低活化能提高活化分子数提高有效碰撞频率反应速率加快第一章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、金属氧化物的还原反应，水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量，虽然力的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸收能量。1、从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，
3、形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；2、反应物和生成物的总能量通常不相等，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学能转化为其他形式的能量释放出来，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应将其他形式的能量转化为化学能储存起来。3、我们对反应研究的对象是反应的反应物和生成物，我们把它们称为反应体系，而把除它们之外的物质称为环境，我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸收的能量，用热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称作为“焓变”，用符号“H”表示，单位常采用kJ/mol或kJmol1一、反应热 焓变1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于
4、焓变 2、符号：H 3、单位：kJ/mol或kJmol-4、反应热表示方法：H为“”或H0 时为吸热反应；H为“一”或H0 时为放热反应。5、H计算的三种表达式：(1) H = 化学键断裂所吸收的总能量化学键生成所释放的总能量 (2) H = 生成的总能量 反应物的总能量 (3) H = 反应物的键能之和 生成物的键能之和二、热化学方程式1 定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。 例：H2(g)I2(g) 2HI(g)；H= 14.9 kJ/mol2书写热化学方程式的注意事项：(1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不同时，其H不同。中学化学中所用的H的数据，
5、一般都是在101 kPa和 25时的数据，因此可不特别注明。(2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。通常气体用“g”、液体用”l”、固体用“s”、溶液用“aq”，且热化学方程式通常不用“”、“”。 (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。3热化学方程式的应用【点击试题】已知在25，101kPa下，1g (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；H48.40kJ/molB；H5518kJ/molC；H+5518kJ/mo
6、lD；H11036kJ/mol 答案 BD【实践活动】中和反应反应热的测定一、实验原理中和热的定义是在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 mol H2O 时的反应热叫中和热。【实验】实验2-3：在50mL烧杯中加入0.50mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录。盐酸温度/NaOH溶液温度/中和反应后温度/t(HCl)t(NaOH)t2 数据处理：HQ/ncmt/n 其中：c4.18J/(g)，m为酸碱溶液的质量和，tt2t1，t1是盐酸温度与NaOH溶液温
7、度的平均值，n为生成水的物质的量。二、实验操作1、为了保证0.50mol L1的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55molL1NaOH溶液，使碱稍稍过量，因为过量的碱并不参加中和反应。2、实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量小的一种，因为过量的酸碱并不参加中和反应。三、数据处理1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 (t2t1) 2、计算反应热：HQ/ncmt/n。其中：c4.18J/(g)，mm1m2100g，t(t2t1) n0.50mol L150mL1030.025mol。H 注意：单位换算L=1000 mL 选择题1、下列说法不正确的
8、是( A )A、放热反应不需加热即可发生 B、化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等C、需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应 D、化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关2、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2 ( g )1/2 O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2 ( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的
9、是 AC 。A、acd0 C、2a=b03、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4 完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是(D)A、2CH4( g )4O2( g )2CO2( g )4H2O ( l ) H = +890 kJ/molB、CH42O2CO2H2O H = 890 kJ/molC、 CH4 ( g )2 O2 ( g ) CO2 ( g ) 2 H2O ( l ) H = 890 kJ/molD、 1/2CH4 ( g )O2 ( g ) 1/2CO2 ( g ) H2O ( l ) H = -890 kJ/mo
10、l4、已知 1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量； 1mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ 由H原子和Cl原子形成1 mol HCl 分子时释放431 kJ的能量。下列叙述正确的是( AC )A、氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2 (g) + Cl2(g) = 2HCl (g)B、氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H=183 kJ/molC、氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H=-183 kJ/molD、氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的H=-183 kJ/mol解析:反应热=生成物的键能减反应物的键能=4
11、36kJ?mol-1+243kJ?mol-1-2431kJ?mol-1=-183kJ?mol-1，故1mol氢气与1mol氯气反应时放出热量为183KJ，H=-183kJ/mol，故C正确；第二节 燃烧热 能源一、燃烧热反应热种类：燃烧热、中和热、溶解热等1定义：在 101 kPa时，lmol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。注意：(1) 在101 kPa时，生成稳定的氧化物。 如C完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态 H2O，而不是气态水蒸气。S对应的是SO2等。(1) 书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mo
12、l 纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数，热化学方程式常以分数表示。例：H2(g)十O2 (g)H2O(l)；H=-285.8kJ/mol【强调】燃烧热其H02有关燃烧热的计算【点击试题】例1、10 g硫磺在 O2中完全燃烧生成气态地，放出的热量能使 500 g H2O温度由18升至62.4，则硫磺的燃烧热为 ，热化学方程式为 。【讲解】 10 g硫磺燃烧共放出热量为： Q = mC(t2t2)500 g 1034.18 J/(gC)(62.418) = 92.8 kJ，则lmol(32g)硫磺燃烧放热为=-297 kJ/mol，硫磺的燃烧热为297 kJ/mol，热化学方程式为：S(s)
13、+ O2(g) = SO2(g)；H=-297 kJ/mol 二、能源1、定义：能源就是能提供能量的资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。2、新能源：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能。【小结】燃烧热与中和热的区别与联系燃烧热中和热相同点能量变化都是放出热量HH0不同点反应物的量可燃物为1mol生成物的量生成水为1mol反应热不同可燃物其燃烧热大小不同中和热为H=-57.3kJ/mol选择题1、下列说法正确的是( B )A、1 mol 硫酸与1mol Ba(OH)2 完全中和所放出的热量为中和热B、在25、101kPa下，1 mol 硫和2 mol 硫燃烧热相等C、C
14、O是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应D、101 kPa时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热第三节 化学反应热计算一、盖斯定律1、 盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义【科学探究】对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的H无法直接测得，我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生
15、成CO2的反应热：C（s）O2（g） =CO2（g）；H=3935 kJmolCO（g）+ O2（g）=CO2（g）；H=2830 kJmol【投影】【讲解】根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的H。H1=H2+H3 H2=H1H3=3935kJ/mol（2830kJ/mol）1105 kJmol即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的H=1105 kJmol 【投影】【点击试题】例1、通过计算求的氢气的燃烧热：可以通过两种途径来完成如上图表：已知：H2（g）+O2（g）=H2O（g）；H1241.8kJ/mol H2O(g)H2O(l)；H244.0kJ/mo根据
16、盖斯定律， 则 HH1H2241.8kJ/mol(44.0kJ/mol)285.8kJ/mol第三节 化学反应热的计算(二) -典型题专题题型一： 已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。例1、将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。解析：0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量，则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为：
17、因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：。由于1mol水汽化需吸热44kJ，则3mol液态水全部汽化应吸热：，所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是： 题型二：根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。例2、已知下列两个热化学方程式：H2 (g) + 1/2 O2(g) = H2O (l) H285.8 kJmol1 C3H8(g)+5O2(g) = 3 CO2(g) +4H2O (l) H2220.0 kJmol1实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847
18、kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_，两者放出的热量之比约为_A、1：3 B、3：1 C、1：4 D、5：13 解法一：十字交叉法 解法二：估算排除法试题分析：混合气体中氢气和丙烷的物质的量分别是x和y，则根据反应的热化学方程式可知，285.8x2220.0y3847。又因为xy5，所以解得x3.75mol、y1.25mol，又因为在相同条件下，气体的体积之比是相应的物质的量之比，所以混合气体中氢气和丙烷的体积比为3：1 。总体积3+1=4，则两者放出的热量之比= 答案：BD例3、已知：；欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1
19、:1 D. 393.5:241.8解析：由题意可列得方程 答案： B题型三：反应热大小比较 例4、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，的是A. B. C D. 解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条件有关。A选项：生成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多即；B选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，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；C选项：生成物的种类不同，由于CO与O2反应生成CO2要放出热量，故；D选项：反应物的物质的量不同，
20、前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，故，即。答案选A、C。2、相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是（D）A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g)解析：氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的摩尔质量分别是2 gmol-1, 28 gmol-1, 114 gmol-1, 16 gmol-1。假设它们的质量都是114 g，则氢气放出的热量求算可以用114 g除以其摩尔质量，然后再乘以题目中相关的热化学方程式中给出的反应热数据，可得放出的热量为16 290.6 kJ。 同理，一氧化碳放出的热量为1 152.214 kJ，辛烷放出的热量为5 51
21、8 kJ，甲烷放出的热量为636.232 5 kJ，据此正确答案为D。第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。 单位是：mol/（Ls）或 mol/（Lmin）或 mol/（Lh）。V表示反应速率，C表示反应物或生成物浓度，C表示其浓度变化（取其绝对值）t表示时间，t表示时间变化 例1、在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。解： N2 + 3H2 2NH3 起始量（mol）： 1
22、 3 0 2s末量（mol）： 1-0.2 3-0.6 0.4 变化量（mol）： 0.2 0.6 0.4 则 VN2=0.2/22=0.05 mol/（Ls） VH2=0.6/22=0.15 mol/（Ls） VNH3=0.4/22=0.1 mol/（Ls）2.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD来说有： VA ：VB ：VC ：VD = CA ：CB ：CC ：CD = a ：b ：c ：d 。在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。例2、可逆反应A（g）+ B（g）= C（g）+ D（g） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的
23、是A. VA=0.15mol/Lmin B. VB=0.6 mol/Lmin C. VC=0.4 mol/Lmin D.VD=0.01 mol/Ls解析：解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。选B。例3、在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)=3V(A)，3V(C)=2V(B)。则此反应可表示为( A ) A、2A+3B=2C B、A+3B=2C C、3A+B=2C D、A+B=C【解析】对于同一个化学反应，不同的物质表示的反应速率是不同的，但表示的意义是相同的，且
24、反应速率之比是相应的化学计量数之比。根据2v(B)=3v(A)、3v(C)=2v(B)可知v(A)v(B)v(C)323，所以正确的答案是A。第二节 影响反应速率的因素一、浓度对化学反应速率的影响(1)当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。(2)还需要补充的是，固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。二、压强对化学反应速率的影响(1)当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。(2)一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果
25、气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。(3)压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。三、温度对化学反应速率的影响(1)在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。(2)上述结论，对于吸热和放执反应都适用。一般地，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。四、催化剂对化学反应速率的影响化学方程式：
26、2H2O2 2H2O + O2 MnO2(1)催化剂能够改变化学反应速率。（2）能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。选择题1、 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( AC )选项实验事实结论A其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度增大，析出硫沉淀所需的时间越短当其他条件不变时，增大反应物浓度化学反应速率加快B在化学反应前后，催化剂在质量和化学性质都没有发生改变催化剂一定不参与化学反应CH浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒如出反应反应开始时速率相同D在容积可变的密闭容器中发生反应H2 (g) +I2(g) 2HI(g)，把容积缩小一倍正反
27、应速率越快，逆反应速率不变第三节 化学平衡 （一）一、可逆反应与不可逆反应溶解平衡的建立 开始时v（溶解）v(结晶)平衡时v（溶解）=v（结晶） 结论：溶解平衡是一种动态平衡 在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。二、化学平衡状态1、定义：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，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。选择题1、下列说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( AC )A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成 C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂 D.1
28、个NN键断裂的同时,有6个NH键形成解析：A、1个NN键断裂的同时，有3个H-H键形成，表示正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故A正确；B、1个NN键断裂的同时，有3个H-H键断裂，都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；C、1个NN键断裂的同时，有6个N-H键断裂，表示正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故C正确；D、1个NN键断裂的同时，有6个N-H键形成，表示的都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故D错误；故选AC2、下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是（A）A. P、Q、R、S的浓度不再变化 B .P、Q、R
29、、S的分子数比为1:1:1:1C.反应容器内P、Q、R、S共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化解析：A是正确答案。B是错的，在达到平衡状态下，容器里的物质不一定是正好完全反应，就是说不一定是1molP和1molQ反应，也许是1molP和2molQ反应，只消耗了1molQ，所以B是错误的。C本来就是共存的，要不然就不叫可逆反应。D的话，都在密闭容器里，质量守恒。3、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( D )A.混合气体的压强 B.混合气体的密 C.气体的平均分子量 D.气
30、体的颜色解析：A、由方程式系数即可知，气体体积不变，所以压强一直都不变B、因为有固体参加反应，固体也变为气体了，所以对于气体体系整个的质量增加了，所以体积不变的话，密度就增加了C、由方程式系数即可知，气体总物质量是不变的，气体平均分子量不变D、对于有有色气体参与的可逆反应，当混合气体的颜色不变时，可以作为达平衡的标志。第三节 化学平衡(二)一、浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。 二 压强对化学平衡的影响1、其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。2、如反应前后气体体积没有变
