高中化学 专题1 化学反应与能量变化 微型专题1 化学反应中的热效应课件 苏教版选修4.ppt

微型专题1化学反应中的热效应 专题1化学反应与能量变化 学习目标定位 1 会书写热化学方程式并能判断其正误 2 正确理解盖斯定律并学会其应用 3 掌握反应热的四种计算方法 4 会比较反应热 h 的大小 一 反应热焓变 1 吸热反应和放热反应的判断例1已知在25 101kpa条件下 4al s 3o2 g 2al2o3 s h 2834 9kj mol 1 4al s 2o3 g 2al2o3 s h 3119 1kj mol 1 下列说法正确的是a 等质量的o2比o3的能量低 由o2变为o3是吸热反应b 等质量的o2比o3的能量高 由o2变为o3是放热反应c o3比o2稳定 由o2变为o3是吸热反应d o2比o3稳定 由o2变为o3是放热反应 答案 解析 解析要结合盖斯定律比较出氧气和臭氧焓的相对大小 a项 由 可得3o2 g 2o3 g h 284 2kj mol 1 即等质量的反应物o2比生成物o3的能量低 反应吸热 a项正确 b项错误 物质的能量越低越稳定 所以o2比o3稳定 由o2变为o3是吸热反应 c d项错误 易误辨析 物质的焓是不易测出的 但可以通过化学反应确定物质的焓的相对大小 当焓相对大时其稳定性差 焓相对小时其稳定性强 即物质的能量越高越不稳定 能量越低越稳定 教师用书独具 相关链接判断反应是吸热反应还是放热反应的方法 1 理论分析判断法 h 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量 当 h 0时 反应吸热 当 h 0时 反应放热 h 反应物的键能之和 生成物的键能之和 反应物的键能越小 稳定性越弱 破坏它需要的能量就越少 生成物的键能越大 稳定性越强 形成它释放的能量就越多 当 h 0时 反应吸热 当 h 0时 反应放热 2 反应条件判断法反应开始需要加热 而停止加热后 反应亦可继续进行 则为放热反应 若反应需要持续不断地加热才能进行 则为吸热反应 3 规律判断法 常见的放热反应类型有 a 金属与h2o或酸的反应 b 酸碱中和反应 c 燃烧反应 d 多数化合反应 e 常温下的置换反应 常见的吸热反应类型有 a 多数分解反应 b c参与的一些反应 如c h2o g co h2 co2 c2co c nh4cl与ba oh 2 8h2o的反应 2 限定条件的反应热的理解例2下列热化学方程式 h能正确表示物质燃烧热的是a co g o2 g co2 g h 283 0kj mol 1b c s o2 g co g h 110 5kj mol 1c h2 g o2 g h2o g h 241 8kj mol 1d 2c8h18 l 25o2 g 16co2 g 18h2o l h 11036kj mol 1 解析燃烧热是指在25 101kpa时 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 答案 解析 书写或判断燃烧热的热化学方程式须 三看 1 一看可燃物的化学计量数是否为1 2 二看元素完全燃烧是否生成稳定氧化物 3 三看 h是否为 及单位是否正确 规律方法 教师用书独具 相关链接限定条件反应热的理解与比较 1 燃烧热的理解 研究条件 25 101kpa 可燃物的量 1mol 燃烧结果 c co2 g h h2o l s so2 g 表示方法 h akj mol 1 a 0 2 燃烧热和中和热的比较 二 热化学方程式 1 热化学方程式的书写例3完成下列反应的热化学方程式 1 沼气是一种能源 它的主要成分是ch4 常温下 0 5molch4完全燃烧生成co2 g 和液态水时 放出445kj热量 则热化学方程式为 2 已知h2s完全燃烧生成so2 g 和h2o l h2s的燃烧热为akj mol 1 写出h2s的燃烧热的热化学方程式 答案 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol 1 h2s g o2 g so2 g h2o l h akj mol 1 n g 3h g nh3 g h2 bkj mol 1nh3 g nh3 l h3 ckj mol 1写出n2 g 和h2 g 反应生成液氨的热化学方程式 4 已知 hf aq oh aq f aq h2o l h 67 7kj mol 1 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1试写出hf电离的热化学方程式 答案 n2 g 3h2 g 2nh3 l h 2 b c a kj mol 1 hf aq f aq h aq h 10 4kj mol 1 误区警示 1 漏写物质的聚集状态 漏一种就全错 2 h的符号 标示错误 3 h的值与各物质化学计量数不对应 4 h后不带单位或单位写错 写成kj kj mol等 教师用书独具 相关链接 1 热化学方程式书写的基本步骤 写出化学反应方程式 注明物质状态 计算 h数值 与系数对应并注明符号 检查热化学方程式 2 书写热化学方程式应注意的问题 1 h的符号和单位在化学方程式的右边写出 h 数值和单位 kj mol 1 吸热反应的 h为 常省略 放热反应的 h为 2 注明反应条件 h与测定条件 温度 压强等 有关 因此书写热化学方程式时需注明 h的测定条件 一般反应 h是在25 1 01 105pa条件下测定的 可以不注明测定条件 3 注明物质的聚集状态 h与反应物和生成物的聚集状态有关 因此必须注明物质的聚集状态 4 注意 h与方程式的系数有关 热化学方程式中各物质化学式前的系数仅表示该物质的物质的量 而不表示物质的分子个数或原子个数 因此系数可以是整数 也可以是分数 h与方程式的系数相对应 若热化学方程式中各物质的系数加倍 则 h的数值也加倍 若反应逆向进行 则 h改变符号 但数值不变 根据燃烧热 中和热书写的热化学方程式 要符合燃烧热 中和热的定义 2 热化学方程式的正误判断例4燃烧1g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50kj 则下列热化学方程式书写正确的是a 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 50kj mol 1b c2h2 g o2 g 2co2 g h2o l h 1300kjc 2c2h2 5o2 4co2 2h2o h 2600kj mol 1d 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2600kj mol 1 答案 解析 解析本题可结合热化学方程式的书写规则来具体分析 书写热化学方程式时 h只能写在化学方程式的右边 若为放热反应 则 h为 若为吸热反应 则 h为 其单位一般为kj mol 1 故a b项错误 并且反应物和生成物的聚集状态不同 反应热的数值可能不同 因此必须在反应方程式中用括号注明反应物和生成物在反应时的聚集状态 s l g 故c项错误 h必须与反应方程式中化学式前面的化学计量数相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 教师用书独具 相关链接判断热化学方程式正误的 五审 一审 放热反应 h一定为 吸热反应 h一定为 常省略 二审单位 单位一定为 kj mol 1 易错写成 kj 或漏写三审状态 物质的状态必须正确 特别是溶液中的反应易写错四审数值 反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应 即 h与化学计量数成正比 当反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反五审是否符合概念 如燃烧热 燃料的化学计量数为1 生成稳定的氧化物 中和热 h2o的化学计量数为1 的热化学方程式 三 盖斯定律及其应用 1 利用盖斯定律进行焓变的计算例5甲醇 ch3oh 广泛用作燃料电池的燃料 可由天然气来合成 已知 2ch4 g o2 g 2co g 4h2 g h 71kj mol 1 co g 2h2 g ch3oh l h 90 5kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol 1 则甲醇的燃烧热为 若co的燃烧热为282 5kj mol 1 则h2的燃烧热为 答案 解析 764kj mol 1 286kj mol 1 解析根据盖斯定律 由 2 2得 co g 2h2 g o2 g co2 g 2h2o l h 854 5kj mol 1 由 得ch3oh l o2 g co2 g 2h2o l h 764kj mol 1 故甲醇的燃烧热为764kj mol 1 由热化学方程式 得co的燃烧热 2 h2的燃烧热 854 5kj mol 1 由此可得h2的燃烧热为286kj mol 1 误区警示 求总反应的反应热时 不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加 只关注消去不需要的物质 而忽视反应的始态与终态是否一致 另外 易忽视 h的数值和符号要做出相应的变化 2 利用盖斯定律书写热化学方程式例6发射卫星时可用肼 n2h4 为燃料和二氧化氮 no2 作氧化剂 两者反应生成氮气和气态水 已知 n2 g 2o2 g 2no2 g h 67 7kj mol 1 n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 543kj mol 1h2 g f2 g hf g h 269kj mol 1 h2 g o2 g h2o g h 242kj mol 1 1 肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 答案 解析 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o g h 1153 7kj mol 1 解析结合盖斯定律 2 便得反应2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o g 其反应热 h 543kj mol 1 2 67 7kj mol 1 1153 7kj mol 1 2 有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂 反应释放的能量更大 试写出肼和氟气反应的热化学方程式 解析结合盖斯定律知 4 2得反应n2h4 g 2f2 g n2 g 4hf g 其反应热 h 543kj mol 1 269kj mol 1 4 242kj mol 1 2 1135kj mol 1 答案 解析 n2h4 g 2f2 g n2 g 4hf g h 1135kj mol 1 规律方法 利用盖斯定律书写或计算 h的注意事项 1 热化学方程式同乘以n时 h必须乘以n 2 热化学方程式相加减时 同种物质相加减 h也随之相加减 同时带上 号 3 写一个热化学方程式的逆反应时 h的数值不变 符号相反 教师用书独具 相关链接利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型先确定待求的化学反应方程式 找出待求热化学方程式中各物质在已知热化学方程式中的位置 根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数和位置对已知热化学方程式进行处理 得到变形后的新热化学方程式 将新得到的热化学方程式进行加减 反应热也需要相应加减 计算反应热或写出待求的热化学方程式 解析将题给热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 由 2 2得2h2o g 2h2 g o2 g h 2a b 2c kj mol 1 四 反应热的计算与比较 1 反应热的计算例7 1 随着化石能源的减少 新能源的开发利用日益迫切 bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成 so2 g i2 g 2h2o g 2hi g h2so4 l h akj mol 12h2so4 l 2h2o g 2so2 g o2 g h bkj mol 12hi g h2 g i2 g h ckj mol 1则 2h2o g 2h2 g o2 g h kj mol 1 解析 答案 2a b 2c 2 据粗略统计 我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米 这不仅是能源的浪费 也对环境造成极大污染 为解决这一问题 我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚 已知co中的c与o之间为三键连接 且合成甲醇的主要反应原理为co g 2h2 g ch3oh g h 下表所列为常见化学键的键能数据 则该反应的 h kj mol 1 128 8 解析 h 1032kj mol 1 2 436kj mol 1 3 414kj mol 1 326 8kj mol 1 464kj mol 1 128 8kj mol 1 解析 答案 3 恒温恒容条件下 硫可以发生如下转化 其反应过程和能量关系如图所示 已知 2so2 g o2 g 2so3 g h 196 6kj mol 1 解析由图可知1mols s 完全燃烧放出的热量为297kj 故能表示硫的燃烧热的热化学方程式为s s o2 g so2 g h 297kj mol 1 答案 解析 写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式 s s o2 g so2 g h 297kj mol 1 h2 kj mol 1 解析由图可知 参加反应的n so2 1mol 0 2mol 0 8mol 根据2so2 g o2 g 2so3 g h 196 6kj mol 1 h2 0 8 196 6kj mol 1 78 64kj mol 1 答案 解析 78 64 教师用书独具 相关链接计算反应热的常用方法 1 利用热化学方程式进行相关量的求解 可先写出热化学方程式 再根据热化学方程式所体现的物质与物质间 物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热 2 根据盖斯定律求算可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其 h相加或相减 得到新的热化学方程式 可进行反应热的有关计算 3