化學 1 化學反應與能量變化 第一單元 化學反應中的熱效應 第1課時 化學反應的焓變 蘇教版選修4

第1課時化學反應的焓變專題1第一單元化學反應中的熱效應學習目標定位知識內(nèi)容必考要求加試要求1.反應熱。2.焓變的含義。3.焓變與鍵能的關系。 aac課時要求1.熟知能量轉(zhuǎn)化形式及反應熱和焓變的含義、吸熱反應和放熱反應的本質(zhì)。2.學會熱化學方程式的書寫及簡單計算。3.應用鍵能計算焓變。新知導學達標檢測內(nèi)容索引新知導學一、反應熱和焓變1.化學反應的兩大基本特征化學反應的兩大基本特征斷裂形成吸收放出2.反應熱反應熱在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同的時，所或_的熱量。3.焓變焓變在的條件下，化學反應過程中或的熱量。符號為，常用單位。4.H與吸熱反應和放熱反應的關系與吸熱反應和放熱反應的關系(1)當H0時，反應物的總能量生成物的總能量，反應過程熱量，為反應。(2)當H0時，反應物的總能量生成物的總能量，反應過程熱量，為反應。溫度吸收放出恒溫、恒壓吸收釋放HkJmol1小于吸收吸熱大于放出放熱5.化學反應伴隨能量變化的原因化學反應伴隨能量變化的原因(1)從反應物和生成物總能量相對大小角度分析如圖所示吸放反應熱的計算公式：。HE(生成物)E(反應物)(2)從反應物斷鍵和生成物成鍵角度分析N2(g)O2(g)=2NO(g)反應的能量變化如圖所示：由圖可知：1molN2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是，1molO2分子中的化學鍵斷裂吸收的能量是，2molNO分子中的化學鍵形成釋放的能量是，則N2(g)O2(g)=2NO(g)的反應吸收的熱量為。反應熱的計算公式：。946kJ498kJ1264kJ180kJH反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和歸納總結(jié)歸納總結(jié)教師用書獨具相關相關鏈接鏈接 理解焓變的理解焓變的“三三”注意注意(1)反應熱H的基本計算公式H生成物的總能量反應物的總能量H反應物的總鍵能之和生成物的總鍵能之和(2)物質(zhì)的物理變化過程中，也會有能量的變化，但不屬于吸熱反應或放熱反應。而化學反應同時有舊鍵斷裂、新鍵形成的過程(缺少任何一個過程都不是化學變化)，都伴隨著能量的變化。在進行反應熱的有關計算時，必須要考慮到物理變化時的熱效應，如物質(zhì)的三態(tài)變化。(3)化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應的Ba(OH)28H2O與NH4Cl在常溫常壓下即可進行，而很多放熱反應需要在加熱的條件下進行。解析解析根據(jù)圖像可知，反應物的總能量低于生成物的總能量，該反應是吸熱反應，每生成2molAB(g)吸收(ab)kJ熱量，A、C項錯誤；根據(jù)反應熱等于生成物總能量與反應物總能量的差值可知，該反應熱H(ab)kJmol1，B項正確；化學鍵斷裂吸收能量，D項錯誤。例例1化學反應A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示。下列有關敘述正確的是A.每生成2molAB(g)吸收bkJ熱量B.反應熱H(ab)kJmol1C.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1molAA鍵和1molBB鍵，放出akJ能量答案解析例例2工業(yè)合成氨的反應為N2(g)3H2(g)2NH3(g)，已知下列化學鍵的鍵能(拆開或形成1mol化學鍵所吸收或放出的熱量)：下列說法正確的是A.該反應為吸熱反應B.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量C.反應熱H92kJmol1D.生成1molNH3放出92kJ熱量答案解析化學鍵鍵能/kJmol1HH436NH391NN946解析解析反應N2(g)3H2(g) 2NH3(g)過程中，共斷裂1molNN鍵和3molHH鍵，形成6molNH鍵，則斷鍵共吸熱為946kJmol11mol436kJmol13mol2254kJ，形成NH鍵共放熱為391kJmol16mol2346kJ，由于放出熱量吸收熱量，故反應放熱，放熱反應的反應物的總能量高于生成物的總能量，A項錯誤，B項正確；1molN2完全反應生成NH3的反應熱為H(23462254)kJmol192kJmol1，C項錯誤；生成1molNH3時放出的熱量為E92kJmol1mol46kJ，D項錯誤。例例3下列反應既屬于氧化還原反應，又屬于吸熱反應的是A.鋁片與稀鹽酸反應B.Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應C.灼熱的炭與CO2反應D.甲烷在氧氣中的燃燒反應解析解析Al與鹽酸反應是放熱反應，A項錯誤；B中反應是吸熱反應，但不是氧化還原反應，B項錯誤；灼熱的C和CO2反應是氧化還原反應，同時又是吸熱反應，C項正確；甲烷的燃燒是放熱反應，D項錯誤。答案解析(1)常見的吸熱反應與放熱反應常見的吸熱反應：大多數(shù)鹽的分解反應，Ba(OH)28H2O與銨鹽的反應，C和CO2、C和水的反應等。常見的放熱反應：中和反應、金屬與酸(或水)的反應、燃燒反應及緩慢氧化、化合反應(大多數(shù))、鋁熱反應等。(2)化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應Ba(OH)28H2O與NH4Cl在常溫常壓下即可進行，而很多放熱反應需要在加熱的條件下進行。規(guī)律方法二、熱化學方程式1.定義：定義：能夠表示的化學方程式。2.特點特點(1)指明了反應時的和，若在25、101kPa時進行反應，可不注明。(2)在化學方程式右邊注明H的“”“”和“”(“”常省略)。(3)所有反應物和生成物都用括號注明了它們在反應時的，常用_分別表示固、液、氣和水溶液。(4)化學計量數(shù)只表示，因此可以為。(5)化學計量數(shù)和反應熱數(shù)值可以同時增大或減小倍數(shù)。反應熱溫度壓強單位狀態(tài)s、l、g、aq物質(zhì)的量分數(shù)相同3.意義：意義：不僅表示化學反應中的變化，而且表示化學反應中的_變化。例如：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8kJmol1表示的意義是在25、101kPa下，氣態(tài)H2與mol氣態(tài)O2反應生成 時，的熱量是285.8kJ。1mol1mol液態(tài)水放出物質(zhì)能量4.熱化學方程式的書寫方法及要求熱化學方程式的書寫方法及要求s、 l、 g、 aq+-熱化學方程式的化學計量數(shù)表示的是參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)，普通的化學方程式的化學計量數(shù)只能是整數(shù)。特別提醒教師用書獨具相關鏈接相關鏈接熱化學方程式與普通化學方程式的區(qū)別熱化學方程式與普通化學方程式的區(qū)別普通化學方程式熱化學方程式化學計量數(shù)是整數(shù)，既表示微粒個數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量可以是整數(shù)也可以是分數(shù)，只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量狀態(tài)不要求注明必須在化學式后注明H正負號及單位無必須注明意義表明了化學反應中的物質(zhì)變化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遵循規(guī)律原子守恒原子守恒和能量守恒例例4在常溫常壓下，1gH2在足量Cl2中完全燃燒生成HCl氣體，放出92.3kJ的熱量。下列熱化學方程式中正確的是A.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H92.3kJmol1B.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H92.3kJmol1C.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6kJmol1D.2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H184.6kJmol1答案解析解析解析H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體，1gH2燃燒放出92.3kJ的熱量，則1mol(2g)H2燃燒放出184.6kJ的熱量，化學反應放出熱量，H為“”。則H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體的熱化學方程式為H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6kJmol1。一個放熱反應的逆反應是吸熱反應，并且在其他條件相同時，H是原H的相反數(shù)。則該題的四個選項中只有D是正確的。“四看四看”法判斷熱化學方程式的正誤法判斷熱化學方程式的正誤一看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；二看H的“”、“”符號是否正確；三看反應熱的單位是否為“kJmol1”；四看反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應。方法總結(jié)例例5根據(jù)所給信息完成下列熱化學方程式：(1)已知1molC(s，石墨)與適量H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ熱量，請寫出該反應的熱化學方程式：_。答案C(s，石墨)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3kJmol1解析解析1.7gNH3的物質(zhì)的量為0.1mol，則4molNH3發(fā)生反應放出的熱量為22.67kJ40906.8kJ,1molNH3完全反應放出的熱量為226.7kJ。那么相應的熱化學方程式為4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H906.8kJmol1或H226.7kJmol1。(2)1.7gNH3(g)發(fā)生催化氧化反應生成氣態(tài)產(chǎn)物，放出22.67kJ的熱量：。答案解析(3)已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，請寫出1molNH3分解對應的熱化學方程式：_。答案H46.2kJmol1解析解析首先根據(jù)反應物和生成物寫出反應方程式，注明各物質(zhì)的狀態(tài)，化學反應的反應熱等于斷裂舊化學鍵吸收的能量和形成新化學鍵放出的能量的差，根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)可知，所求反應的反應熱H414kJmol14155kJmol14489kJmol14565kJmol141940kJmol1。(4)已知一些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：答案解析化學鍵CHCFHFFF鍵能/kJmol1414489565155請根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)和F2(g)反應生成CF4(g)和HF(g)的熱化學方程式：。CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)H1940kJmol1(1)化學計量數(shù)改變，H要相應改變；逆反應的H數(shù)值與正反應的相等、符號相反。(2)利用鍵能計算化學反應的反應熱并書寫熱化學方程式時，一定要準確判斷分子中化學鍵的個數(shù)。特別提醒學習小結(jié)達標檢測123451.(2017杭西高高二模擬)下列圖示變化為吸熱反應的是解析解析A項中的圖像表示生成物的能量比反應物的能量高，故為吸熱反應；B項中的圖像表示反應物的能量比生成物的能量高，故為放熱反應；C項中濃硫酸溶于水放熱，不是化學變化；D項中鋅與鹽酸反應是放熱反應。答案解析解析解析依據(jù)反應熱的概念，反應熱表示按照熱化學方程式中化學計量數(shù)的物質(zhì)的量反應時，吸收或放出的熱量，單位是kJmol1，該熱化學方程式表示：1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應生成1mol一氧化碳氣體和1mol氫氣，并吸收131.3kJ的熱量。特別要指明各物質(zhì)的狀態(tài)。123452.熱化學方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3kJmol1表示A.碳和水反應吸收131.3kJ能量B.1mol碳和1mol水反應生成1mol一氧化碳和1mol氫氣并吸收131.3kJ熱量C.1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應生成1mol一氧化碳氣體和1mol氫氣，吸收熱量131.3kJD.1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應吸熱131.3kJ答案解析123453.CO(g)與H2O(g)反應的能量變化如圖所示，有關兩者反應的說法正確的是A.該反應為吸熱反應B.1molCO(g)和1molH2O(g)具有的總能量大于1molCO2(g)和1molH2(g)具有的總能量C.該反應不需要加熱就能進行D.1molCO2(g)和1molH2(g)反應生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ熱量解析解析由能量變化可知，生成物的總能量比反應物的總能量低，該反應為放熱反應，但并不是不需要加熱；當1molCO2(g)和1molH2(g)反應生成1molCO(g)和1molH2O(g)時，要吸收41kJ熱量。答案解析4.下列熱化學方程式或敘述正確的是A.1mol液態(tài)肼(N2H4)在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ熱量：N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H642kJmol1B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時，放出110.5kJ熱量：2C(s，石墨)O2(g)=2CO(g)H110.5kJmol1C.已知：H2(g)O2(g)=H2O(l)H286kJmol1，則2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H572kJmol1D.已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應放出46.2kJ的熱量12345答案解析解析解析A項，放出熱量，H0，正確的熱化學方程式為N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H642kJmol1；B項，2C(s，石墨)O2(g)=2CO(g)的H應是2mol即24g石墨轉(zhuǎn)化為CO時的反應熱，即H221kJmol1；C項，根據(jù)熱化學方程式的含義知，若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)加倍，則H數(shù)值也加倍；若反應逆向進行，則H改變符號，但絕對值不變，據(jù)此可判斷該項正確；D項，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1表示1molN2(g)與3molH2(g)完全反應生成2molNH3(g)時放出92.4kJ的熱量，但合成氨反應是可逆反應，0.5molN2(g)與1.5molH2(g)充分反應后生成的NH3(g)的物質(zhì)的量小于1mol，故放出的熱量小于46.2kJ。12345123455.依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式。(1)1molN2(g)與適量H2(g)反應，生成2molNH3(g)，放出92.4kJ熱量。答案答案答案N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1(2)1molCu(s)與適量O2(g)反應，生成CuO(s)，放出157kJ熱量。答案答案Cu(s)O2(g)=CuO(s)H157kJmol1(3)23gC2H6O(l)和一定量的氧氣混合點燃，恰好完全反應，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.5kJ的熱量。答案答案C2H6O(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1367kJmol1本課結(jié)束