高中化学 1.1.1 化学反应的焓变课件 苏教版选修4.ppt

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 目标定位 1 了解反应热和焓变的涵义 2 了解焓变与键能的关系 了解化学反应过程中能量变化的实质 3 认识热化学方程式的意义 并能正确书写热化学方程式 基础清单 一 化学反应的焓变1 反应热 在化学反应过程中 当反应物和生成物具有相同 时 所 或 的热量 2 焓变 在 的条件下 化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变 符号 单位 kj mol 1 温度 吸 收 放出 恒温 恒压 h 3 吸热反应和放热反应 二 热化学方程式1 概念 能够表示 的化学方程式 2 特点 1 应标明反应温度和压强 若不标明温度和压强 则表示是在 条件下的反应热 反应热 25 即298k 101kpa 2 应标明反应物和生成物的状态 在反应物和生成物的化学式后面用英文小写字母标注其聚集状态 常用g l s aq分别表示 3 化学计量数的意义 物质化学式前面的化学计量数表示 可以用整数或简单分数表示 气体 液体 固体 水溶液 物质 的量 3 实例 已知在298k 时 2g氢气完全燃烧生成液态水 放出285 8kj的热量 则此反应的热化学方程式可表示为 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 三 化学键与化学反应中能量变化的关系1 本质 反应物中化学键断裂时 的能量与生成物中化学键形成时 的能量不同所导致的 2 举例 n2 g o2 g 2no g 吸收 放出 吸收 吸收 放出 1444 1264 思考辨析 1 判断正误 1 所有的化学反应都有能量的变化 分析 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 化学键的断裂和形成过程中 能量变化不可能一致 故任何化学反应中 既有物质变化 又会伴随能量变化 2 伴随能量变化的物质变化过程 都是化学变化 分析 有能量变化的过程不一定是化学变化 如浓硫酸的稀释过程 干冰的气化过程等 3 反应开始前需要加热的反应一定是吸热反应 分析 如碳的燃烧反应 虽然该反应是放热反应 但反应开始前需要加热 4 物质的状态不同 化学反应的反应热不同 分析 物质的总能量与其状态有关 状态不同 总能量不同 化学反应的反应热不同 2 问题思考 1 书写热化学方程式时 为什么必须要标明反应物和生成物的聚集状态 试举例说明 分析 因为反应物和生成物的聚集状态不同 反应热的数值不同 例如 1molh2完全燃烧生成液态水放出的热量为285 8kj 而同样多的h2完全燃烧生成气态水时所放出的热量只有241 8kj 2 化学方程式和热化学方程式中的化学计量数所表示的意义有何不同 分析 化学方程式的化学计量数只能是整数 其既表示微粒的个数也表示相应物质的物质的量 而热化学方程式中的化学计量数既可以是整数也可以是分数 其仅表示相应物质的物质的量 知识链接 kj mol 1kj mol 1中的mol并不表示某一具体的物质 而是表示 1mol反应 或者说是 1mol反应过程 是指1mol特定的反应组合 其数值随化学方程式中的化学计量数不同而不同 k热力学温度是国际单位制 si 的7个基本量之一 符号t 单位 开尔文 简称 开 国际代号 k 热力学温度t与人们惯用的摄氏温度t的关系是t k 273 15 t 一 物质的能量 化学键的键能 焓变三者之间的关系辨析1 微观角度 化学键与焓变 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 化学反应的热效应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 2 宏观角度 物质能量变化与焓变 知识备选 反应热的大小比较比较反应热 h 时要注意以下4点 1 放热反应 h0 h的数值越大 就越大 3 同一反应 生成物的状态不同时 a g b g c g h1 0 a g b g c l h2 0 存在 h2 h1 4 同一反应 反应物的状态不同时 a s b g c l h1 0 a g b g c l h2 0 存在 h2 h1 思 悟 1 放热反应一定不需要加热 吸热反应一定需要加热 的说法正确吗 试举例说明 提示 不正确 许多放热反应也需要加热来引发 如铝热反应2al fe2o3al2o3 2fe 吸热反应不一定要加热 如反应2nh4cl ba oh 2 8h2o bacl2 2nh3 10h2o 2 断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成生成物中的化学键释放的总能量时 该反应的焓变是正值还是负值 提示 断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成生成物中的化学键释放的总能量时 为吸热反应 h是正值 二 五看 法快速判断热化学方程式的正误1 一看 各物质的聚集状态是否正确 化学原理是否正确 反应物和生成物的聚集状态不同 反应热 h也不同 因此必须注明物质的聚集状态 2 二看 h的数值是否正确 若为放热反应 h为负值 若为吸热反应 h为正值 3 三看 反应热的单位是否准确 反应热的单位为kj mol 1 要防止错写为kj 4 四看 反应热数值与化学计量数是否相对应 由于 h与反应完成的物质的量有关 所以化学计量数必须与 h相对应 5 五看 题目要求 写热化学方程式 答案不是唯一的 书写时要符合题目要求的物质的量等 思 悟 1 已知i2 h2 2hi为放热反应 请分析热化学方程式 i2 h2 2hi h 14 9kj 中的错误之处 提示 漏掉各物质的聚集状态 放热反应的 h 0 h单位为kj mol 1 2 如何理解可逆反应的热化学方程式中的 h 提示 可逆反应的热化学方程式中的 h表示的是反应已完成的热量变化 与反应是否可逆无关 因是可逆反应 反应物不可能完全转化成生成物 故其实际反应放出或吸收的热量肯定要小于 h的数值 类型一化学键与化学反应中的能量变化 典例 2014 金华高二检测 2so2 g o2 g 2so3 g 反应过程的能量变化如图所示 已知1molso2 g 被氧化为1molso3 g 的 h1 99kj mol 1 请回答下列问题 1 该反应属于反应 填 放热 或 吸热 2 从化学键的角度分析 f代表什么意义 3 改变反应条件可改变e值大小 如加入v2o5作催化剂 可使e值减小 e的大小对该反应的反应热 填 无影响 有影响 或 不确定 4 图中 h kj mol 1 解题指南 解答本题时要注意以下两点 1 看清图像中各个点的意义 包括起点 最高点 拐点等 2 熟练掌握化学键断裂形成过程中能量变化情况 焓变 热效应之间关系 解析 1 由题目条件可知 1molso2 g 被氧化为1molso3 g 的 h1 99kj mol 1 0 该反应为放热反应 2 e代表旧键断裂时吸收的能量 则f代表新键形成时释放的能量 3 e值的大小代表了断裂旧键时所吸收的能量 而反应热的数值取决于旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量的差值 所以e的大小对反应热无影响 4 图示代表2so2 g o2 g 2so3 g 反应过程的能量变化 所以 h 2 99 kj mol 1 198kj mol 1 答案 1 放热 2 新键形成释放的能量 3 无影响 4 198 方法规律 反应热 焓变的图像问题的解题思路反应热 焓变的图像辨析题是经常会出现的一类题目 解题的关键是能根据图像的纵横坐标的意义 根据图线的走向趋势 顺利判断出物质在反应过程中的能量变化情况 同时 对于焓变 反应热 键能 物质的能量等概念要有清晰的认识 变式训练 2012 大纲版全国卷 反应a b c h0 x c h 0 下列示意图中 能正确表示总反应过程中能量变化的是 解析 选d a项中a与b反应生成x的反应是放热反应 x生成c的反应是吸热反应 均与题意矛盾 a项不正确 b项x生成c的反应是吸热反应 与题意不符 b项错误 c项中a与b反应生成x的反应是放热反应 与题意矛盾 c项不正确 d项中a与b反应生成x的反应是吸热反应 x生成c的反应是放热反应 且a与b反应生成c的反应是放热反应 符合题意 因此d项正确 类型二热化学方程式的书写 典例 2013 富阳高二检测 燃烧ag乙醇 液态 生成co2气体和液态h2o放出的热量为qkj 经测定ag乙醇与足量na反应能生成h25 6l 标准状况 则乙醇燃烧的热化学方程式正确的是 a c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h qkj mol 1b c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h qkj mol 1 c c2h5oh l o2 g co2 g h2o l h qkj mol 1d c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h 2qkj mol 1 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 根据h2的体积计算出ag乙醇的物质的量 2 注意 h的符号以及与化学计量数的对应关系 解析 选d 热化学方程式中物质前的数字只表示物质的量 因此 应首先计算1mol乙醇燃烧的反应热 2c2h5oh 2na2c2h5ona h2 2mol22 4ln c2h5oh 5 6l所以n c2h5oh 0 5mol 即ag乙醇的物质的量为0 5mol 由题意知1mol液态乙醇燃烧生成co2气体和液态h2o 放出的热量应该为2qkj 因此d正确 名师点评 讲解本题时应注意以下3点 1 热化学方程式中物质前的数字只表示各物质的物质的量 2 分清 h的数值的意义 若为放热反应 h为负值 若为吸热反应 h为正值 3 在有关化学方程式的计算中 列比例式时要注意各物理量的对应关系 方法规律 化学方程式与热化学方程式的区别 变式训练 已知充分燃烧ag乙炔 c2h2 气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkj 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 a 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj mol 1b c2h2 g o2 g 2co2 g h2o l h 2bkj mol 1 c 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2bkj mol 1d 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h bkj mol 1 解析 选a 放热反应中 h 0 所以b d错误 生成1molco2时放出bkj的热量 所以 生成4molco2时放出热量为4bkj 所以a正确 c错误 类型三反应热大小的比较 典例 2013 聊城高二检测 下列各组热化学方程式中 化学反应的 h前者大于后者的是 c s o2 g co2 g h1c s o2 g co g h2 s s o2 g so2 g h3s g o2 g so2 g h4 h2 g o2 g h2o l h52h2 g o2 g 2h2o l h6 caco3 s cao s co2 g h7cao s h2o l ca oh 2 s h8a b c d 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 物质的状态 热化学方程式中的化学计量数对 h均有影响 2 比较 h的大小时要包括数值和符号 解析 选c 中前者为完全燃烧 后者为不完全燃烧 前者放出热量多 但 h1 h2均为负数 故 h1 h4 中方程式化学计量数不同 化学计量数大的 h小 故 h5 h6 中前者为吸热反应 h7为正数 后者为放热反应 h8为负数 故 h7 h8 误区警示 比较反应热大小时的注意事项 1 比较 h的大小时要包括数值和符号 当 h为 负值 的时候 数值越大 h反而越小 2 吸热反应的 h一定大于放热反应的 h 3 同种物质在聚集状态相同时比较其 h的大小 要看化学计量数 h和物质前的化学计量数成对应关系 变式训练 2014 宁波高二检测 同温同压下 已知下列各反应为放热反应 下列各热化学方程式中热量数值最小的是 a 2a l b l 2c g h1b 2a g b g 2c g h2c 2a g b g 2c l h3d 2a l b l 2c l h4 解析 选a 该题目比较热量数值的大小 即 h 的大小 反应前a b为气态时总能量最高 反应后c为液态时能量最低 其差值最大 化学反应中能量变化的实验探究某同学进行如下实验 探究化学反应中的能量变化 通过实验测出 反应前后 烧杯中的温度升高 烧杯中的温度降低 请根据实验现象探究下列问题 1 试根据温度变化判断烧碱溶液与稀盐酸的反应以及ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应是放热反应还是吸热反应 提示 反应前后 烧杯中的温度升高 故烧碱溶液与稀盐酸的反应为放热反应 烧杯中的温度降低 故ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应是吸热反应 2 试根据实验烧杯 的上述实验现象来判断 中反应物与生成物所含能量的相对大小 提示 因为该反应为吸热反应 所以反应物的总能量低于生成物的总能量 3 已知0 2molnaoh与0 2molhcl完全反应放出11 46kj