高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一章 化学反应与能量综合与测试教案及反思

(教师用书备选)

(1)在化学反应中，从反应物分子变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间结合方式发生了改变。

(2)在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部断裂，生成物分子中的新化学键形成了。在断裂旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用。在形成新化学键时，由于原子间的相互作用而放出能量。

(3)化学反应的焓变来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。

1．化学键的键能是原子间形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：H—S：364 kJ·mol－1，S—S：266 kJ·mol－1，S===O：522 kJ·mol－1，H—O：464 kJ·mol－1。

试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：

2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即)，则Q＝________。

[解析]　反应可以改成：

2H2S(g)＋SO2(g)===S8(s)＋2H2O(l)

根据公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝4×364 kJ·mol－1＋2×522 kJ·mol－1－3×266 kJ·mol－1－4×464 kJ·mol－1＝－154 kJ·mol－1。

[答案]　154

2．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1。

下列叙述正确的是(　　)

A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能   

B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH

C．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol－1

D．P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·mol－1

C　[A.根据Cl原子半径小于P原子半径，可判断P—P键键长大于P—Cl键键长，所以P—P键的键能小于P—Cl键的键能，故A错误。B.根据盖斯定律可得Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)　ΔH＝(b－a)/4 kJ·mol－1，但不知PCl5(g)转化为PCl5(s)时的热效应，故B错误。C.由B选项分析得出的热化学方程式可得：(b－a)/4＝x(Cl—Cl键的键能)＋3×1.2c－5c，x＝(b－a)/4＋1.4c，故C正确。D.由P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1可知：a＝6y(P—P键的键能)＋6×－12×1.2c，得：y＝，D错误。]

(1)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，而与反应的途径无关。

(2)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。如：

　ΔH＝ΔH1＋ΔH2

注意：求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。

利用盖斯定律计算及应热的一般步骤

3．(1)已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1

2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1

则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝______ kJ·mol－1。

(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)

ΔH1＝48 kJ·mol－1

3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g)

ΔH2＝－30 kJ·mol－1

则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为_______kJ·mol－1。

[解析]　(1)将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由×a－b得N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＝ kJ·mol－1＝＋53.1 kJ·mol－1。

(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②，可得：4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)　ΔH＝3×48 kJ·mol－1－30 kJ·mol－1＝114 kJ·mol－1。

[答案]　(1)＋53.1　(2)＋114

4．近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)

ΔH1＝＋551 kJ·mol－1

反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3＝－297 kJ·mol－1

反应Ⅱ的热化学方程式：___________________________。

[解析]　由于反应Ⅱ是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O2H2SO4＋S↓。根据盖斯定律，反应Ⅰ与反应Ⅲ的热化学方程式相加得：2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋254 kJ·mol－1，所以反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1。

[答案]　3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1