高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应中的热效应 第1课时 化学反应的焓变课件 苏教版选修41.ppt

第1课时化学反应的焓变 专题1第一单元化学反应中的热效应 学习目标定位 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一 反应热和焓变 1 化学反应的两大基本特征 断裂 形成 吸收 放出 2 反应热在化学反应过程中 当反应物和生成物具有相同的时 所或 的热量 3 焓变在的条件下 化学反应过程中或的热量 符号为 常用单位 4 h与吸热反应和放热反应的关系 1 当 h0时 反应物的总能量生成物的总能量 反应过程热量 为反应 2 当 h0时 反应物的总能量生成物的总能量 反应过程热量 为反应 温度 吸收 放出 恒温 恒压 吸收 释放 h kj mol 1 小于 吸收 吸热 大于 放出 放热 5 化学反应伴随能量变化的原因 1 从反应物和生成物总能量相对大小角度分析如图所示 吸 放 反应热的计算公式 h e 生成物 e 反应物 2 从反应物断键和生成物成键角度分析n2 g o2 g 2no g 反应的能量变化如图所示 由图可知 1moln2分子中的化学键断裂吸收的能量是 1molo2分子中的化学键断裂吸收的能量是 2molno分子中的化学键形成释放的能量是 则n2 g o2 g 2no g 的反应吸收的热量为 反应热的计算公式 946kj 498kj 1264kj 180kj h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 教师用书独具 相关链接理解焓变的 三 注意 1 反应热 h的基本计算公式 h 生成物的总能量 反应物的总能量 h 反应物的总键能之和 生成物的总键能之和 2 物质的物理变化过程中 也会有能量的变化 但不属于吸热反应或放热反应 而化学反应同时有旧键断裂 新键形成的过程 缺少任何一个过程都不是化学变化 都伴随着能量的变化 在进行反应热的有关计算时 必须要考虑到物理变化时的热效应 如物质的三态变化 3 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系 如吸热反应的ba oh 2 8h2o与nh4cl在常温常压下即可进行 而很多放热反应需要在加热的条件下进行 解析根据图像可知 反应物的总能量低于生成物的总能量 该反应是吸热反应 每生成2molab g 吸收 a b kj热量 a c项错误 根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知 该反应热 h a b kj mol 1 b项正确 化学键断裂吸收能量 d项错误 例1化学反应a2 g b2 g 2ab g 的能量变化如图所示 下列有关叙述正确的是a 每生成2molab g 吸收bkj热量b 反应热 h a b kj mol 1c 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量d 断裂1mola a键和1molb b键 放出akj能量 答案 解析 例2工业合成氨的反应为n2 g 3h2 g 2nh3 g 已知下列化学键的键能 拆开或形成1mol化学键所吸收或放出的热量 下列说法正确的是a 该反应为吸热反应b 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量c 反应热 h 92kj mol 1d 生成1molnh3放出92kj热量 答案 解析 解析反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 过程中 共断裂1moln n键和3molh h键 形成6moln h键 则断键共吸热为946kj mol 1 1mol 436kj mol 1 3mol 2254kj 形成n h键共放热为391kj mol 1 6mol 2346kj 由于放出热量 吸收热量 故反应放热 放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量 a项错误 b项正确 1moln2完全反应生成nh3的反应热为 h 2346 2254 kj mol 1 92kj mol 1 c项错误 生成1molnh3时放出的热量为 e 92kj mol 1 mol 46kj d项错误 例3下列反应既属于氧化还原反应 又属于吸热反应的是a 铝片与稀盐酸反应b ba oh 2 8h2o与nh4cl反应c 灼热的炭与co2反应d 甲烷在氧气中的燃烧反应 解析al与盐酸反应是放热反应 a项错误 b中反应是吸热反应 但不是氧化还原反应 b项错误 灼热的c和co2反应是氧化还原反应 同时又是吸热反应 c项正确 甲烷的燃烧是放热反应 d项错误 答案 解析 1 常见的吸热反应与放热反应常见的吸热反应 大多数盐的分解反应 ba oh 2 8h2o与铵盐的反应 c和co2 c和水的反应等 常见的放热反应 中和反应 金属与酸 或水 的反应 燃烧反应及缓慢氧化 化合反应 大多数 铝热反应等 2 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系 如吸热反应ba oh 2 8h2o与nh4cl在常温常压下即可进行 而很多放热反应需要在加热的条件下进行 规律方法 二 热化学方程式 1 定义 能够表示的化学方程式 2 特点 1 指明了反应时的和 若在25 101kpa时进行反应 可不注明 2 在化学方程式右边注明 h的 和 常省略 3 所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的 常用 分别表示固 液 气和水溶液 4 化学计量数只表示 因此可以为 5 化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小倍数 反应热 温度 压强 单位 状态 s l g aq 物质的量 分数 相同 3 意义 不仅表示化学反应中的变化 而且表示化学反应中的 变化 例如 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1表示的意义是在25 101kpa下 气态h2与mol气态o2反应生成时 的热量是285 8kj 1mol 1mol液态水 放出 物质 能量 4 热化学方程式的书写方法及要求 s l g aq 热化学方程式的化学计量数表示的是参加反应的物质的物质的量 可以是整数 也可以是分数 普通的化学方程式的化学计量数只能是整数 特别提醒 教师用书独具 相关链接热化学方程式与普通化学方程式的区别 例4在常温常压下 1gh2在足量cl2中完全燃烧生成hcl气体 放出92 3kj的热量 下列热化学方程式中正确的是a h2 g cl2 g 2hcl g h 92 3kj mol 1b h2 g cl2 g 2hcl g h 92 3kj mol 1c h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 1d 2hcl g h2 g cl2 g h 184 6kj mol 1 答案 解析 解析h2在cl2中燃烧生成hcl气体 1gh2燃烧放出92 3kj的热量 则1mol 2g h2燃烧放出184 6kj的热量 化学反应放出热量 h为 则h2在cl2中燃烧生成hcl气体的热化学方程式为h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 1 一个放热反应的逆反应是吸热反应 并且在其他条件相同时 h是原 h的相反数 则该题的四个选项中只有d是正确的 四看 法判断热化学方程式的正误一看各物质的聚集状态是否正确 二看 h的 符号是否正确 三看反应热的单位是否为 kj mol 1 四看反应热的数值与化学计量数是否对应 方法总结 例5根据所给信息完成下列热化学方程式 1 已知1molc s 石墨 与适量h2o g 反应生成co g 和h2 g 吸收131 3kj热量 请写出该反应的热化学方程式 答案 c s 石墨 h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 1 解析1 7gnh3的物质的量为0 1mol 则4molnh3发生反应放出的热量为22 67kj 40 906 8kj 1molnh3完全反应放出的热量为226 7kj 那么相应的热化学方程式为4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 906 8kj mol 1或 h 226 7kj mol 1 2 1 7gnh3 g 发生催化氧化反应生成气态产物 放出22 67kj的热量 答案 解析 3 已知 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 请写出1molnh3分解对应的热化学方程式 答案 h 46 2kj mol 1 解析首先根据反应物和生成物写出反应方程式 注明各物质的状态 化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差 根据键能数据可知 所求反应的反应热 h 414kj mol 1 4 155kj mol 1 4 489kj mol 1 4 565kj mol 1 4 1940kj mol 1 4 已知一些化学键的键能数据如表所示 答案 解析 请根据键能数据估算ch4 g 和f2 g 反应生成cf4 g 和hf g 的热化学方程式 ch4 g 4f2 g cf4 g 4hf g h 1940kj mol 1 1 化学计量数改变 h要相应改变 逆反应的 h数值与正反应的相等 符号相反 2 利用键能计算化学反应的反应热并书写热化学方程式时 一定要准确判断分子中化学键的个数 特别提醒 学习小结 达标检测 1 2 3 4 5 1 2017 杭西高高二模拟 下列图示变化为吸热反应的是 解析a项中的图像表示生成物的能量比反应物的能量高 故为吸热反应 b项中的图像表示反应物的能量比生成物的能量高 故为放热反应 c项中浓硫酸溶于水放热 不是化学变化 d项中锌与盐酸反应是放热反应 答案 解析 解析依据反应热的概念 反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时 吸收或放出的热量 单位是kj mol 1 该热化学方程式表示 1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气 并吸收131 3kj的热量 特别要指明各物质的状态 1 2 3 4 5 2 热化学方程式c s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 1表示a 碳和水反应吸收131 3kj能量b 1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气并吸收131 3kj热量c 1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气 吸收热量131 3kjd 1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131 3kj 答案 解析 1 2 3 4 5 3 co g 与h2o g 反应的能量变化如图所示 有关两者反应的说法正确的是a 该反应为吸热反应b 1molco g 和1molh2o g 具有的总能量大于1molco2 g 和1molh2 g 具有的总能量c 该反应不需要加热就能进行d 1molco2 g 和1molh2 g 反应生成1molco g 和1molh2o g 要放出41kj热量 解析由能量变化可知 生成物的总能量比反应物的总能量低 该反应为放热反应 但并不是不需要加热 当1molco2 g 和1molh2 g 反应生成1molco g 和1molh2o g 时 要吸收41kj热量 答案 解析 4 下列热化学方程式或叙述正确的是a 1mol液态肼 n2h4 在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气 放出642kj热量 n2h4 l o2 g n2 g 2h2o g h 642kj mol 1b 12g石墨转化为co时 放出110 5kj热量 2c s 石墨 o2 g 2co g h 110 5kj mol 1c 已知 h2 g o2 g h2o l h 286kj mol 1 则2h2o l 2h2 g o2 g h 572kj mol 1d 已知 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 则在一定条件下向密闭容器中充入0 5moln2 g 和1 5molh2 g 充分反应放出46 2kj的热量 1 2 3 4 5 答案 解析 解析a项 放出热量 h 0 正确的热化学方程式为n2h4 l o2 g n2 g 2h2o g h 642kj mol 1 b项 2c s 石墨 o2 g 2co g 的 h应是2mol即24g石墨转化为co时的反应热 即 h 221kj mol 1 c项 根据热化学方程式的含义知 若化学方程式中各物质的化学计量数加倍 则 h数值也加倍 若反应逆向进行 则 h改变符号 但绝对值不变 据此可判断该项正确 d项 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1表示1moln2 g 与3molh2 g 完全反应生成2molnh3 g 时放出92 4kj的热量 但合成氨反应是可逆反应 0 5moln2 g 与1 5molh2 g 充分反应后生成的nh3 g 的物质的量小于1mol 故放出的热量小于46 2kj 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 5 依据事实 写出下列反应的热