新教材高中化学化学反应的热效应1化学反应的反应热化学反应的内能变化与焓变课件鲁科版必修1

第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热化学反应的内能变化与焓变第1章化学反应与能量转化新教材高中化学化学反应的热效应1化学反应的反应热化学反应的内能变化与焓变课件鲁科版必修1一、化学反应的反应热1.反应热

2.热化学:用_____方法和_____方法研究反应热的化学分支。必备知识·素养奠基实验理论一、化学反应的反应热必备知识·素养奠基实验理论3.反应热的测定(1)主要仪器:量热计。其构造和各部分的作用如下:

3.反应热的测定(2)操作:将反应物加入___筒并使之迅速混合,测量反应前后溶液温度的变化值。(3)计算:公式为___________。其中,C表示溶液及量热计的_____,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。内Q=-C(T2-T1)热容(2)操作:将反应物加入___筒并使之迅速混合,测量反应前后【微思考】在实验室中有玻璃搅拌器和金属搅拌器,在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器?提示:应选用玻璃搅拌器。因为金属是热的良导体而玻璃不是,选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的散失,造成实验误差。【微思考】【巧判断】

(1)反应热的数据可通过实验测得,也可运用理论计算求得。 (

)提示:√。可通过实验测得,也可利用理论计算求得。(2)H2O(s)====H2O(g)的反应热Q>0。 (

)提示:×。只有化学变化才有反应热,而H2O(s)====H2O(g)属于物理变化。【巧判断】二、化学反应的内能变化与焓变1.内能二、化学反应的内能变化与焓变2.化学反应的内能变化(1)内能变化与能量变化的关系:化学反应中内能的变化可写作:ΔU=______________________。U(反应产物)__U(反应物)反应吸收能量U(反应产物)__U(反应物)反应释放能量U(反应产物)-U(反应物)><2.化学反应的内能变化U(反应产物)__U(反应物)反应吸收(2)与反应热的关系①反应体系与环境进行能量交换以___和___的形式呈现。即化学反应内能的变化等于_______和___的加和:ΔU=____。②若反应中没有做功,则ΔU=__,即反应热等于反应前后体系内能的变化。③等压条件下:可能存在因体积改变而存在体积功,故反应热不一定等于反应体系内能的变化。热功反应热功Q+WQ(2)与反应热的关系热功反应热功Q+WQ3.化学反应的焓变(1)焓3.化学反应的焓变(2)反应热和焓变的关系①焓变(2)反应热和焓变的关系②反应热和焓变的关系等压条件下,反应不与外界进行电能、光能等其他形式能量的转化时的反应热___________焓变,即Qp=ΔH等于反应的②反应热和焓变的关系等于反应的4.热化学方程式概念把一个化学反应中___________和___________同时表示出来的式子意义不仅表明了化学反应中的物质变化,还表明了能量变化,同时还表明了“物质的量”与“能量”之间的关系举例________________________________________________物质变化能量变化表示在298K和101kPa的条件下,______C(s)和1molH2O(g)完全反应生成1molCO(g)和1molH2(g)时_____的热量为131.3kJ物质的变化反应的焓变C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1

1mol吸收4.热化学方程式概念把一个化学反应中___________和【微思考】热化学方程式“CH4+2O2====CO2+2H2O

ΔH=+890.3kJ”是否正确?为什么?提示:不正确。主要原因有三点:一是未标明反应物和反应产物的聚集状态;二是ΔH的符号不正确;三是ΔH的单位不正确。【微思考】【巧判断】(1)在一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”。 (

)提示:√。放热反应的焓变ΔH<0。(2)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。 (

)提示:×。焓变与反应条件无关。【巧判断】关键能力·素养形成知识点一焓变与化学反应中的能量变化【重点释疑】1.焓变与反应能量变化的关系(1)微观解释。关键能力·素养形成知识点一焓变与化学反应中的能量变化(2)判断:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸热反应E1<E2ΔH<0放热反应(2)判断:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸热反应E12.放热反应与吸热反应类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应与化学键的关系

ΔE1>ΔE2吸热反应ΔE1<ΔE2放热反应ΔH=∑反应物键能-∑生成物键能2.放热反应与吸热反应类型放热反应吸热反应定义有热量放出的化类型比较放热反应吸热反应表示方法ΔH<0ΔH>0说明:ΔH的“+”“-”必须标明,“-”表示放热,“+”表示吸热图示

类型放热反应吸热反应表示ΔH<0ΔH>0说明:ΔH的“+”“【思考·讨论】1.任何化学反应一定伴随能量的变化吗?提示:一定。化学反应一定伴随着能量变化。2.化学反应放热还是吸热是否与反应条件有关?提示:反应吸热还是放热与是否加热等条件无直接关系。3.若反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应还是吸热反应?提示:放热反应。【思考·讨论】【案例示范】【典例】(2020·合肥高二检测)已知化学反应A2(g)+B2(g)====2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是 (

)A.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.该反应热ΔH=+(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【案例示范】【思维建模】解答本类试题思维流程如下:【解析】选B。观察题给图象可以得到,上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,其中反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1。化学反应过程中,化学键断裂为吸热过程,化学键形成为放热过程。【思维建模】解答本类试题思维流程如下:【规律方法】常见的吸热和放热反应(1)常见的吸热反应:大多数分解反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、C或CO与CuO、CO2或H2O(g)的反应等。(2)常见的放热反应:中和反应、金属与水或酸反应、燃烧、化合反应(大多数)、铝热反应等。【规律方法】常见的吸热和放热反应【迁移·应用】1.(2020·天水高二检测)下列说法正确的是 (

)A.焓变单位中kJ·mol-1,是指1mol物质参加反应时的能量变化B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”【迁移·应用】【解析】选C。焓变单位中的kJ·mol-1,是指每摩尔具体的反应,不一定指参加反应的物质,A错;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时释放能量,所以D错。【解析】选C。焓变单位中的kJ·mol-1,是指每摩尔具体的2.(2020·济南高二检测)下列说法正确的是 (

)A.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化B.据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于反应产物的总能量C.放热的化学反应不需要加热就能发生D.吸热反应不加热就不会发生2.(2020·济南高二检测)下列说法正确的是 ()【解析】选A。化学反应的本质特征是有新物质的生成,形成新化学键释放的能量与断裂旧化学键吸收的能量不相等,所以化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,A项正确;化学反应中反应产物的总能量不等于反应物的总能量,反应前后的能量差值为化学反应中的能量变化,B项错误;放热反应有的需要加热,如木炭的燃烧是一个放热反应,但需要点燃,C项错误;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但不需要加热,D项错误。【解析】选A。化学反应的本质特征是有新物质的生成,形成新化学【补偿训练】

(2020·青海高二检测)已知EA、EB、EC、ED分别表示A(g)、B(g)、C(g)、D(g)所具有的能量,则对于吸热反应:A(g)+B(g)====C(g)+D(g),下列说法正确的是 (

)A.EA>EC

B.EA>EC+EDC.EA+EB>EC+ED D.EA+EB<EC+ED【补偿训练】【解析】选D。反应物的总能量低于反应产物的总能量的反应为吸热反应,故吸热反应:A(g)+B(g)====C(g)+D(g)中,EA+EB<EC+ED,D项正确。【解析】选D。反应物的总能量低于反应产物的总能量的反应为吸热知识点二热化学方程式的书写【重点释疑】与普通方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循化学方程式的要求外,还应注意以下五点:1.注明物质的聚集状态:反应物或产物的聚集状态不同,反应的ΔH不同,因此书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态:气体-g、固体-s、液体-l、稀溶液-aq。知识点二热化学方程式的书写2.温度和压强条件:反应的焓变与测定条件有关,因此书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强(若是101kPa和298K可不注明)。3.化学计量数的含义:化学计量数只表示该物质的物质的量,不表示微粒个数,因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。4.ΔH的单位及符号:ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能写在化学方程式的右边,表示正向反应的焓变。ΔH<0表示放热反应;ΔH>0则表示吸热反应。2.温度和压强条件:反应的焓变与测定条件有关,因此书写热化学5.同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系:热化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH数值的绝对值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH的数值改变符号,但绝对值不变。5.同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系:热化学方程式中【易错提醒】热化学方程式书写易错点(1)可逆反应的焓变是指完全反应时的焓变。(2)反应的焓变与反应物的物质的量有关,化学计量数和反应的焓变数值可以同时增大或减小相同的倍数。(3)反应逆向进行时,其反应的焓变与正反应的焓变数值相等,符号相反。【易错提醒】热化学方程式书写易错点【思考·讨论】1.如何用一个式子既表示出化学反应过程中的物质变化,又表示出反应过程中的能量变化?提示:化学方程式可以表示化学反应过程中的物质变化,若要表示反应过程中的能量变化,需要注明各物质的聚集状态和反应的焓变,这样的式子叫热化学方程式。【思考·讨论】2.反应过程中的能量变化与哪些因素有关?书写热化学方程式时应注意什么问题?提示:由于反应的焓变与物质的聚集状态、化学方程式中的化学计量数等有关,所以书写热化学方程式时,需注明物质的状态、焓变(符号、数值及单位)。

2.反应过程中的能量变化与哪些因素有关?书写热化学方程式时应【案例示范】【典例】(2020·贵港高二检测)在常温常压下,1gH2在足量Cl2中燃烧生成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)

ΔH=-92.3kJ·mol-1B.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)

ΔH=+92.3kJ·mol-1C.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)

ΔH=+184.6kJ·mol-1D.2HCl(g)====H2(g)+Cl2(g)

ΔH=+184.6kJ·mol-1【案例示范】【思维建模】判断热化学方程式的正误的思路如下:(1)看各物质的聚集状态是否正确;(2)看ΔH的“+”“-”符号是否正确;(3)看反应热的单位是否为kJ·mol-1;(4)看反应热的数值与化学计量数是否对应。【思维建模】判断热化学方程式的正误的思路如下:【解析】选D。H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1gH2燃烧放出92.3kJ的热量,则1mol(即2g)H2燃烧放出184.6kJ的热量,化学反应放出热量,ΔH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)

ΔH=-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,正、逆反应的ΔH绝对值相等,符号相反。则该题的四个选项中只有D项是正确的。【解析】选D。H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1gH2【母题追问】(1)若将方程式写为H2(g)+Cl2(g)====HCl(g),此反应的ΔH为多少?提示:-92.3kJ·mol-1。方程式的化学计量数变为原来的,ΔH要对应变为原来的。(2)若此反应是在光照条件下进行,则此反应的热化学方程式还是“H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)

ΔH=-184.6kJ·mol-1”吗?提示:还是。因为热化学方程式的书写和焓变与反应的条件无关。【母题追问】(1)若将方程式写为H2(g)+Cl【迁移·应用】1.(2020·信阳高二检测)下列对H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)ΔH(298K)=-184.6kJ·mol-1的叙述正确的是 (

)A.1分子H2和1分子Cl2反应,放出热量184.6kJB.1molH2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJC.在298K、101kPa的条件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJD.在298K、101kPa的条件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),吸收的热量为184.6kJ【迁移·应用】【解析】选C。热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应,在反应中各物质化学式前的化学计量数不再表示粒子数目,只表示物质的物质的量,所以A项中分子个数的说法是错误的。在描述反应时应说明外界条件,而B项中没有说明温度、压强及Cl2的物质的量和状态,该说法也是错误的。ΔH<0,该反应放热而非吸热,D项错误。【解析】选C。热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应,在2.(2020·西安高二检测)已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量。表示该反应的热化学方程式正确的是 (

)A.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g)

ΔH=-48.4kJ·mol-1B.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)

ΔH=-5517.6kJ·mol-1C.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)

ΔH=+5517.6kJ·mol-1D.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)

ΔH=-48.4kJ·mol-12.(2020·西安高二检测)已知在25℃、101kPa【解析】选B。C8H18(辛烷)的摩尔质量为114g·mol-1,所以1molC8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出5517.6kJ热量。【解析】选B。C8H18(辛烷)的摩尔质量为114g·mo3.(2020·德州高二检测)下列热化学方程式书写正确的是 (

)A.2SO2+O22SO3

ΔH=-196.6kJ·mol-1B.N2(g)+2O2(g)====2NO2(g)

ΔH=+67.7kJ·mol-1C.C(s)+O2(g)====CO2(g)

ΔH=+393.5kJ·mol-1D.H2O(l)====H2(g)+O2(g)

ΔH=+285.8kJ·mol-13.(2020·德州高二检测)下列热化学方程式书写正确的是 【解析】选D。A项,未注明反应物、生成物的聚集状态,故错误;B项,化学方程式书写错误,应为N2(g)+O2(g)====2NO(g),故错误;C项,C与O2反应为放热反应,ΔH<0,故错误。【解析】选D。A项,未注明反应物、生成物的聚集状态,故错误;【补偿训练】1.(2020·大庆高二检测)已知2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1,则下列关于方程式2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)的ΔH的说法中正确的是(

)A.方程式中的化学计量数表示分子数B.该反应ΔH大于零C.该反应ΔH=-571.6kJ·mol-1D.可表示36g水分解时的热效应【补偿训练】【解析】选B。热化学方程式的化学计量数表示物质的量,A项错误;在书写热化学方程式时,若反应物和反应产物对换,则ΔH的符号相反,数值不变,故B项正确、C项错误;D项未注明水是液态,错误。【解析】选B。热化学方程式的化学计量数表示物质的量,A项错误2.(2020·武汉高二检测)已知:①2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列说法中错误的是 (

)A.①式表示25℃、101kPa时,2molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJB.①式表示25℃、101kPa时,1molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJ2.(2020·武汉高二检测)已知:①2H2(g)+O2(gC.②式表示含1molNaOH的稀溶液与50g98%的硫酸混合后放出的热量大于57.3kJD.②式表示含1molNaOH的稀溶液与含1molHCl的稀盐酸混合后放出的热量等于57.3kJ【解析】选B。①式表示25℃、101kPa时,2molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJ。C.②式表示含1molNaOH的稀溶液与50g98%【素养提升】CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。【素养提升】(1)CH4在催化剂作用下实现第一步,也叫CH4不完全燃烧,1gCH4不完全燃烧反应放出2.21kJ热量,写出该反应的热化学方程式。提示:流程中第一步CH4不完全燃烧,化学方程式是2CH4+O2====2CO+4H2。1gCH4不完全燃烧放热2.21kJ,则2molCH4不完全燃烧放热70.72kJ。故其热化学方程式为2CH4(g)+O2(g)====2CO(g)+4H2(g)

ΔH=-70.72kJ·mol-1。(1)CH4在催化剂作用下实现第一步,也叫CH4不完全燃烧,(2)第二步中涉及的反应为CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g),其反应过程中的能量变化如图所示,写出反应CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)的热化学方程式。(2)第二步中涉及的反应为CO(g)+H2O(g)====C提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)

ΔH=+41kJ·mol-1。由图示可知当1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)时,要吸收41kJ热量。提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g(3)分离出的H2可以用于合成氨工业,如图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图。请写出N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式。(3)分离出的H2可以用于合成氨工业,如图是N2(g)和H2提示:由图象可知,该反应为放热反应,且生成1molNH3(g)时,放出的热量为(300-254)kJ=46kJ,故N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-92kJ·mol-1。提示:由图象可知,该反应为放热反应,且生成1molNH3(4)分离出的CO2

和H2在工业上可合成甲醇,合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)====CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-50kJ·mol-1。在同一个图象中画出生成气态甲醇和液态甲醇的能量变化图示。提示:液态物质的能量小于气态物质,因此图象为(4)分离出的CO2和H2在工业上可合成甲醇,合成气态甲(5)100℃下,充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25kJ,经测定完全吸收生成的CO2需消耗0.25mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,写出此条件下甲烷燃烧的热化学方程式。提示:CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-820kJ·mol-1。据题意,放出10.25kJ热量时生成的CO2的物质的量为0.25mol·L-1×0.1L÷2=0.0125mol,根据碳元素守恒,因此甲烷的物质的量为0.0125mol,因此燃烧1mol甲烷放出的热量为10.25÷0.0125=820(kJ)。由于反应在100℃下进行,水为气态,因此反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-820kJ·mol-1。(5)100℃下,充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25【备选要点】中和热【备选要点】中和热【特别提醒】(1)必须是强酸和强碱的稀溶液反应。(2)产物是1molH2O(l)。用离子方程式可表示为OH-(aq)+H+(aq)====H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。【特别提醒】(1)必须是强酸和强碱的稀溶液反应。课堂检测·素养达标1.(2020·长春高二检测)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(

)

【解析】选D。A、C分别将太阳能转化为电能、热能;B.锂离子电池将化学能转化为电能;D.燃气灶将化学能转化为热能。课堂检测·素养达标1.(2020·长春高二检测)下列设备工作2.(2020·常熟高二检测)下列反应中,生成物的总焓大于反应物的总焓的是 (

)A.氢气在氧气中燃烧B.铁丝在氧气中燃烧C.硫在氧气中燃烧D.焦炭在高温下与水蒸气反应【解析】选D。生成物的总焓大于反应物的总焓,该反应为吸热反应,故D项正确。2.(2020·常熟高二检测)下列反应中,生成物的总焓大于反3.(2020·九江高二检测)由图分析,下列说法正确的是 (

)世纪金榜导学号A.A→B+C和B+C→A两个反应吸收或放出的能量不等B.A→B+C

ΔH<0C.A具有的焓高于B和C具有的焓的总和D.A→B+C

ΔH>0,则B+C→A

ΔH<03.(2020·九江高二检测)由图分析,下列说法正确的是 (【解析】选D。由图可看出,B和C的焓之和高于A的焓,则反应B+C→A一定是放热反应,ΔH<0;反之,A→B+C的反应一定是吸热反应,ΔH>0;根据能量守恒定律,两反应吸收和放出的能量一定相等。【解析】选D。由图可看出,B和C的焓之和高于A的焓,则反应B4.(2020·榆林高二检测)含有11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol·L-1的H2SO4溶液反应,放出11.46kJ的热量,表示该反应的中和热的热化学方程式为 (

)A.KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-11.46kJ·mol-1B.0.2KOH(aq)+0.1H2SO4(aq)====0.1K2SO4(aq)+0.2H2O(l)ΔH=-11.46kJ·mol-14.(2020·榆林高二检测)含有11.2gKOH的稀溶C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1D.KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(【解析】选D。中和热是以生成1molH2O(l)所放出的热量来衡量的,故书写中和热的热化学方程式时,应以生成1molH2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数,再结合放热数值。【解析】选D。中和热是以生成1molH2O(l)所放出的5.(2020·沈阳高二检测)热化学方程式C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1表示 (

)A.碳和水反应吸收131.3kJ能量B.1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量C.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3kJD.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3kJ热量5.(2020·沈阳高二检测)热化学方程式C(s)+H2O(【解析】选C。物质的量的多少未描述,状态也未描述,故A项错误;反应物和生成物的状态未标出,故B项错误;阐明意义时既说明物质的状态又描述了物质的量的多少,故C项正确;化学式前的计量数表示该物质的物质的量而非分子数,1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热kJ,故D项错误。【解析】选C。物质的量的多少未描述,状态也未描述,故A项错误6.(新思维·新考向)硫酸是一种重要的工业原料,在工业制硫酸的过程中涉及反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH1=-99kJ·mol-1。请回答下列问题:世纪金榜导学号6.(新思维·新考向)硫酸是一种重要的工业原料,在工业制硫酸(1)分析图示中A、B、C、E、F的含义。(2)计算图示中的ΔH。(3)书写SO3在一定条件下分解的热化学方程式。(4)将2molSO2和1molO2置于一容器中发生反应,反应过程中释放多少热量?(1)分析图示中A、B、C、E、F的含义。【解析】(1)从反应的图示可以得出A表示反应物2SO2和O2的总能量之和,C表示生成物2SO3的总能量之和。B表示反应的中间状态。根据化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,因此E表示断裂反应物中化学键吸收的能量,F表示形成生成物中化学键释放的能量。(2)图中的表示的方程式是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),表示2molSO2(g)参加反应,因此ΔH=-99kJ·mol-1×2=-198kJ·mol-1。【解析】(1)从反应的图示可以得出A表示反应物2SO2和O2(3)因为生成SO3的反应为放热反应,因此SO3的分解反应为吸热反应,故反应的热化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH=+198kJ·mol-1。(4)由于此反应为可逆反应,反应不能进行彻底,因此反应过程释放的热量小于198kJ。(3)因为生成SO3的反应为放热反应,因此SO3的分解反应为答案:(1)A——反应物的能量总和,B——反应的中间状态或中间产物,C——生成物的能量总和,E——断裂反应物中化学键吸收的能量,F——形成生成物中化学键释放的能量。(2)-198kJ·mol-1(3)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH=+198kJ·mol-1(4)小于198kJ答案:(1)A——反应物的能量总和,B——反应的中间状态或中第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热化学反应的内能变化与焓变第1章化学反应与能量转化新教材高中化学化学反应的热效应1化学反应的反应热化学反应的内能变化与焓变课件鲁科版必修1一、化学反应的反应热1.反应热

2.热化学:用_____方法和_____方法研究反应热的化学分支。必备知识·素养奠基实验理论一、化学反应的反应热必备知识·素养奠基实验理论3.反应热的测定(1)主要仪器:量热计。其构造和各部分的作用如下:

3.反应热的测定(2)操作:将反应物加入___筒并使之迅速混合,测量反应前后溶液温度的变化值。(3)计算:公式为___________。其中,C表示溶液及量热计的_____,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。内Q=-C(T2-T1)热容(2)操作:将反应物加入___筒并使之迅速混合,测量反应前后【微思考】在实验室中有玻璃搅拌器和金属搅拌器,在进行测定反应热的实验时应选择哪种搅拌器?提示:应选用玻璃搅拌器。因为金属是热的良导体而玻璃不是,选用金属搅拌器会增大反应过程中热量的散失,造成实验误差。【微思考】【巧判断】

(1)反应热的数据可通过实验测得,也可运用理论计算求得。 (

)提示:√。可通过实验测得,也可利用理论计算求得。(2)H2O(s)====H2O(g)的反应热Q>0。 (

)提示:×。只有化学变化才有反应热,而H2O(s)====H2O(g)属于物理变化。【巧判断】二、化学反应的内能变化与焓变1.内能二、化学反应的内能变化与焓变2.化学反应的内能变化(1)内能变化与能量变化的关系:化学反应中内能的变化可写作:ΔU=______________________。U(反应产物)__U(反应物)反应吸收能量U(反应产物)__U(反应物)反应释放能量U(反应产物)-U(反应物)><2.化学反应的内能变化U(反应产物)__U(反应物)反应吸收(2)与反应热的关系①反应体系与环境进行能量交换以___和___的形式呈现。即化学反应内能的变化等于_______和___的加和:ΔU=____。②若反应中没有做功,则ΔU=__,即反应热等于反应前后体系内能的变化。③等压条件下:可能存在因体积改变而存在体积功,故反应热不一定等于反应体系内能的变化。热功反应热功Q+WQ(2)与反应热的关系热功反应热功Q+WQ3.化学反应的焓变(1)焓3.化学反应的焓变(2)反应热和焓变的关系①焓变(2)反应热和焓变的关系②反应热和焓变的关系等压条件下,反应不与外界进行电能、光能等其他形式能量的转化时的反应热___________焓变,即Qp=ΔH等于反应的②反应热和焓变的关系等于反应的4.热化学方程式概念把一个化学反应中___________和___________同时表示出来的式子意义不仅表明了化学反应中的物质变化,还表明了能量变化,同时还表明了“物质的量”与“能量”之间的关系举例________________________________________________物质变化能量变化表示在298K和101kPa的条件下,______C(s)和1molH2O(g)完全反应生成1molCO(g)和1molH2(g)时_____的热量为131.3kJ物质的变化反应的焓变C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1

1mol吸收4.热化学方程式概念把一个化学反应中___________和【微思考】热化学方程式“CH4+2O2====CO2+2H2O

ΔH=+890.3kJ”是否正确?为什么?提示:不正确。主要原因有三点:一是未标明反应物和反应产物的聚集状态;二是ΔH的符号不正确;三是ΔH的单位不正确。【微思考】【巧判断】(1)在一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”。 (

)提示:√。放热反应的焓变ΔH<0。(2)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。 (

)提示:×。焓变与反应条件无关。【巧判断】关键能力·素养形成知识点一焓变与化学反应中的能量变化【重点释疑】1.焓变与反应能量变化的关系(1)微观解释。关键能力·素养形成知识点一焓变与化学反应中的能量变化(2)判断:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸热反应E1<E2ΔH<0放热反应(2)判断:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸热反应E12.放热反应与吸热反应类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应与化学键的关系

ΔE1>ΔE2吸热反应ΔE1<ΔE2放热反应ΔH=∑反应物键能-∑生成物键能2.放热反应与吸热反应类型放热反应吸热反应定义有热量放出的化类型比较放热反应吸热反应表示方法ΔH<0ΔH>0说明:ΔH的“+”“-”必须标明,“-”表示放热,“+”表示吸热图示

类型放热反应吸热反应表示ΔH<0ΔH>0说明:ΔH的“+”“【思考·讨论】1.任何化学反应一定伴随能量的变化吗?提示:一定。化学反应一定伴随着能量变化。2.化学反应放热还是吸热是否与反应条件有关?提示:反应吸热还是放热与是否加热等条件无直接关系。3.若反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应还是吸热反应?提示:放热反应。【思考·讨论】【案例示范】【典例】(2020·合肥高二检测)已知化学反应A2(g)+B2(g)====2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是 (

)A.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.该反应热ΔH=+(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【案例示范】【思维建模】解答本类试题思维流程如下:【解析】选B。观察题给图象可以得到,上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,其中反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1。化学反应过程中,化学键断裂为吸热过程,化学键形成为放热过程。【思维建模】解答本类试题思维流程如下:【规律方法】常见的吸热和放热反应(1)常见的吸热反应:大多数分解反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、C或CO与CuO、CO2或H2O(g)的反应等。(2)常见的放热反应:中和反应、金属与水或酸反应、燃烧、化合反应(大多数)、铝热反应等。【规律方法】常见的吸热和放热反应【迁移·应用】1.(2020·天水高二检测)下列说法正确的是 (

)A.焓变单位中kJ·mol-1,是指1mol物质参加反应时的能量变化B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”【迁移·应用】【解析】选C。焓变单位中的kJ·mol-1,是指每摩尔具体的反应,不一定指参加反应的物质,A错;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时释放能量,所以D错。【解析】选C。焓变单位中的kJ·mol-1,是指每摩尔具体的2.(2020·济南高二检测)下列说法正确的是 (

)A.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化B.据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于反应产物的总能量C.放热的化学反应不需要加热就能发生D.吸热反应不加热就不会发生2.(2020·济南高二检测)下列说法正确的是 ()【解析】选A。化学反应的本质特征是有新物质的生成,形成新化学键释放的能量与断裂旧化学键吸收的能量不相等,所以化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,A项正确;化学反应中反应产物的总能量不等于反应物的总能量,反应前后的能量差值为化学反应中的能量变化,B项错误;放热反应有的需要加热,如木炭的燃烧是一个放热反应,但需要点燃,C项错误;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但不需要加热,D项错误。【解析】选A。化学反应的本质特征是有新物质的生成,形成新化学【补偿训练】

(2020·青海高二检测)已知EA、EB、EC、ED分别表示A(g)、B(g)、C(g)、D(g)所具有的能量,则对于吸热反应:A(g)+B(g)====C(g)+D(g),下列说法正确的是 (

)A.EA>EC

B.EA>EC+EDC.EA+EB>EC+ED D.EA+EB<EC+ED【补偿训练】【解析】选D。反应物的总能量低于反应产物的总能量的反应为吸热反应,故吸热反应:A(g)+B(g)====C(g)+D(g)中,EA+EB<EC+ED,D项正确。【解析】选D。反应物的总能量低于反应产物的总能量的反应为吸热知识点二热化学方程式的书写【重点释疑】与普通方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循化学方程式的要求外,还应注意以下五点:1.注明物质的聚集状态:反应物或产物的聚集状态不同,反应的ΔH不同,因此书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态:气体-g、固体-s、液体-l、稀溶液-aq。知识点二热化学方程式的书写2.温度和压强条件:反应的焓变与测定条件有关,因此书写热化学方程式时应注明反应的温度和压强(若是101kPa和298K可不注明)。3.化学计量数的含义:化学计量数只表示该物质的物质的量,不表示微粒个数,因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。4.ΔH的单位及符号:ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能写在化学方程式的右边,表示正向反应的焓变。ΔH<0表示放热反应;ΔH>0则表示吸热反应。2.温度和压强条件:反应的焓变与测定条件有关,因此书写热化学5.同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系:热化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH数值的绝对值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH的数值改变符号,但绝对值不变。5.同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系:热化学方程式中【易错提醒】热化学方程式书写易错点(1)可逆反应的焓变是指完全反应时的焓变。(2)反应的焓变与反应物的物质的量有关,化学计量数和反应的焓变数值可以同时增大或减小相同的倍数。(3)反应逆向进行时,其反应的焓变与正反应的焓变数值相等,符号相反。【易错提醒】热化学方程式书写易错点【思考·讨论】1.如何用一个式子既表示出化学反应过程中的物质变化,又表示出反应过程中的能量变化?提示:化学方程式可以表示化学反应过程中的物质变化,若要表示反应过程中的能量变化,需要注明各物质的聚集状态和反应的焓变,这样的式子叫热化学方程式。【思考·讨论】2.反应过程中的能量变化与哪些因素有关?书写热化学方程式时应注意什么问题?提示:由于反应的焓变与物质的聚集状态、化学方程式中的化学计量数等有关,所以书写热化学方程式时,需注明物质的状态、焓变(符号、数值及单位)。

2.反应过程中的能量变化与哪些因素有关?书写热化学方程式时应【案例示范】【典例】(2020·贵港高二检测)在常温常压下,1gH2在足量Cl2中燃烧生成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)

ΔH=-92.3kJ·mol-1B.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)

ΔH=+92.3kJ·mol-1C.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)

ΔH=+184.6kJ·mol-1D.2HCl(g)====H2(g)+Cl2(g)

ΔH=+184.6kJ·mol-1【案例示范】【思维建模】判断热化学方程式的正误的思路如下:(1)看各物质的聚集状态是否正确;(2)看ΔH的“+”“-”符号是否正确;(3)看反应热的单位是否为kJ·mol-1;(4)看反应热的数值与化学计量数是否对应。【思维建模】判断热化学方程式的正误的思路如下:【解析】选D。H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1gH2燃烧放出92.3kJ的热量,则1mol(即2g)H2燃烧放出184.6kJ的热量,化学反应放出热量,ΔH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)

ΔH=-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,正、逆反应的ΔH绝对值相等,符号相反。则该题的四个选项中只有D项是正确的。【解析】选D。H2在Cl2中燃烧生成HCl气体,1gH2【母题追问】(1)若将方程式写为H2(g)+Cl2(g)====HCl(g),此反应的ΔH为多少?提示:-92.3kJ·mol-1。方程式的化学计量数变为原来的,ΔH要对应变为原来的。(2)若此反应是在光照条件下进行,则此反应的热化学方程式还是“H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)

ΔH=-184.6kJ·mol-1”吗?提示:还是。因为热化学方程式的书写和焓变与反应的条件无关。【母题追问】(1)若将方程式写为H2(g)+Cl【迁移·应用】1.(2020·信阳高二检测)下列对H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)ΔH(298K)=-184.6kJ·mol-1的叙述正确的是 (

)A.1分子H2和1分子Cl2反应,放出热量184.6kJB.1molH2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJC.在298K、101kPa的条件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJD.在298K、101kPa的条件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),吸收的热量为184.6kJ【迁移·应用】【解析】选C。热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应,在反应中各物质化学式前的化学计量数不再表示粒子数目,只表示物质的物质的量,所以A项中分子个数的说法是错误的。在描述反应时应说明外界条件,而B项中没有说明温度、压强及Cl2的物质的量和状态,该说法也是错误的。ΔH<0,该反应放热而非吸热,D项错误。【解析】选C。热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应,在2.(2020·西安高二检测)已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ热量。表示该反应的热化学方程式正确的是 (

)A.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g)

ΔH=-48.4kJ·mol-1B.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)

ΔH=-5517.6kJ·mol-1C.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)

ΔH=+5517.6kJ·mol-1D.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)

ΔH=-48.4kJ·mol-12.(2020·西安高二检测)已知在25℃、101kPa【解析】选B。C8H18(辛烷)的摩尔质量为114g·mol-1,所以1molC8H18(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出5517.6kJ热量。【解析】选B。C8H18(辛烷)的摩尔质量为114g·mo3.(2020·德州高二检测)下列热化学方程式书写正确的是 (

)A.2SO2+O22SO3

ΔH=-196.6kJ·mol-1B.N2(g)+2O2(g)====2NO2(g)

ΔH=+67.7kJ·mol-1C.C(s)+O2(g)====CO2(g)

ΔH=+393.5kJ·mol-1D.H2O(l)====H2(g)+O2(g)

ΔH=+285.8kJ·mol-13.(2020·德州高二检测)下列热化学方程式书写正确的是 【解析】选D。A项,未注明反应物、生成物的聚集状态,故错误;B项,化学方程式书写错误,应为N2(g)+O2(g)====2NO(g),故错误;C项,C与O2反应为放热反应,ΔH<0,故错误。【解析】选D。A项,未注明反应物、生成物的聚集状态,故错误;【补偿训练】1.(2020·大庆高二检测)已知2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1,则下列关于方程式2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)的ΔH的说法中正确的是(

)A.方程式中的化学计量数表示分子数B.该反应ΔH大于零C.该反应ΔH=-571.6kJ·mol-1D.可表示36g水分解时的热效应【补偿训练】【解析】选B。热化学方程式的化学计量数表示物质的量,A项错误;在书写热化学方程式时,若反应物和反应产物对换,则ΔH的符号相反,数值不变,故B项正确、C项错误;D项未注明水是液态,错误。【解析】选B。热化学方程式的化学计量数表示物质的量,A项错误2.(2020·武汉高二检测)已知:①2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列说法中错误的是 (

)A.①式表示25℃、101kPa时,2molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJB.①式表示25℃、101kPa时,1molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJ2.(2020·武汉高二检测)已知:①2H2(g)+O2(gC.②式表示含1molNaOH的稀溶液与50g98%的硫酸混合后放出的热量大于57.3kJD.②式表示含1molNaOH的稀溶液与含1molHCl的稀盐酸混合后放出的热量等于57.3kJ【解析】选B。①式表示25℃、101kPa时,2molH2和1molO2完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJ。C.②式表示含1molNaOH的稀溶液与50g98%【素养提升】CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。【素养提升】(1)CH4在催化剂作用下实现第一步,也叫CH4不完全燃烧,1gCH4不完全燃烧反应放出2.21kJ热量,写出该反应的热化学方程式。提示:流程中第一步CH4不完全燃烧,化学方程式是2CH4+O2====2CO+4H2。1gCH4不完全燃烧放热2.21kJ,则2molCH4不完全燃烧放热70.72kJ。故其热化学方程式为2CH4(g)+O2(g)====2CO(g)+4H2(g)

ΔH=-70.72kJ·mol-1。(1)CH4在催化剂作用下实现第一步,也叫CH4不完全燃烧,(2)第二步中涉及的反应为CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g),其反应过程中的能量变化如图所示,写出反应CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)的热化学方程式。(2)第二步中涉及的反应为CO(g)+H2O(g)====C提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)

ΔH=+41kJ·mol-1。由图示可知当1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)时,要吸收41kJ热量。提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g(3)分离出的H2可以用于合成氨工业,如图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图。请写出N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式。(3)分离出的H2可以用于合成氨工业,如图是N2(g)和H2提示:由图象可知,该反应为放热反应,且生成1molNH3(g)时,放出的热量为(300-254)kJ=46kJ,故N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-92kJ·mol-1。提示:由图象可知,该反应为放热反应,且生成1molNH3(4)分离出的CO2

和H2在工业上可合成甲醇,合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)====CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-50kJ·mol-1。在同一个图象中画出生成气态甲醇和液态甲醇的能量变化图示。提示:液态物质的能量小于气态物质,因此图象为(4)分离出的CO2和H2在工业上可合成甲醇,合成气态甲(5)100℃下,充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25kJ,经测定完全吸收生成的CO2需消耗0.25mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,写出此条件下甲烷燃烧的热化学方程式。提示:CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-820kJ·mol-1。据题意,放出10.25kJ热量时生成的CO2的物质的量为0.25mol·L-1×0.1L÷2=0.0125mol,根据碳元素守恒,因此甲烷的物质的量为0.0125mol,因此燃烧1mol甲烷放出的热量为10.25÷0.0125=820(kJ)。由于反应在100℃下进行,水为气态,因此反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-820kJ·mol-1。(5)100℃下,充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25【备选要点】中和热【备选要点】中和热【特别提醒】(1)必须是强酸和强碱的稀溶液反应。(2)产物是1molH2O(l)。用离子方程式可表示为OH-(aq)+H+(aq)====H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。【特别提醒】(1)必须是强酸和强碱的稀溶液反应。课堂检测·素养达标1.(2020·长春高二检测)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(

)

【解析】选D。A、