化学 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 苏教版选修4

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知识内容必考要求加试要求1.反应热。2.焓变的含义。3.焓变与键能的关系。 aac课时要求1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。2.学会热化学方程式的书写及简单计算。3.应用键能计算焓变。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化学反应的两大基本特征断裂形成吸收放出2.反应热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HkJmol1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：。HE(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：。946kJ498kJ1264kJ180kJH反应物的键能总和生成物的键能总和归纳总结归纳总结教师用书独具相关相关链接链接 理解焓变的理解焓变的“三三”注意注意(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)28H2O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(ab)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(ab)kJmol1，B项正确；化学键断裂吸收能量，D项错误。例例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(ab)kJmol1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1molAA键和1molBB键，放出akJ能量答案解析例例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H92kJmol1D.生成1molNH3放出92kJ热量答案解析化学键键能/kJmol1HH436NH391NN946解析解析反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)过程中，共断裂1molNN键和3molHH键，形成6molNH键，则断键共吸热为946kJmol11mol436kJmol13mol2254kJ，形成NH键共放热为391kJmol16mol2346kJ，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(23462254)kJmol192kJmol1，C项错误；生成1molNH3时放出的热量为E92kJmol1mol46kJ，D项错误。例例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)28H2O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)28H2O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)28H2O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：定义：能够表示的化学方程式。2.特点特点(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：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)H285.8kJmol1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。1mol1mol液态水放出物质能量4.热化学方程式的书写方法及要求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相关链接热化学方程式与普通化学方程式的区别热化学方程式与普通化学方程式的区别普通化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明H正负号及单位无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化遵循规律原子守恒原子守恒和能量守恒例例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)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)H184.6kJmol1。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。“四看四看”法判断热化学方程式的正误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“kJmol1”；四看反应热的数值与化学计量数是否对应。方法总结例例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)H131.3kJmol1解析解析1.7gNH3的物质的量为0.1mol，则4molNH3发生反应放出的热量为22.67kJ40906.8kJ,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)H906.8kJmol1或H226.7kJmol1。(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)H92.4kJmol1，请写出1molNH3分解对应的热化学方程式：_。答案H46.2kJmol1解析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H414kJmol14155kJmol14489kJmol14565kJmol141940kJmol1。(4)已知一些化学键的键能数据如表所示：答案解析化学键CHCFHFFF键能/kJmol1414489565155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)H1940kJmol1(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123451.(2017杭西高高二模拟)下列图示变化为吸热反应的是解析解析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kJmol1，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。123452.热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3kJmol1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123453.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)H642kJmol1B.12g石墨转化为CO时，放出110.5kJ热量：2C(s，石墨)O2(g)=2CO(g)H110.5kJmol1C.已知：H2(g)O2(g)=H2O(l)H286kJmol1，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H572kJmol1D.已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，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12345答案解析解析解析A项，放出热量，H0，正确的热化学方程式为N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H642kJmol1；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H221kJmol1；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)H92.4kJmol1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。12345123455.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成2molNH3(g)，放出92.4kJ热量。答案答案答案N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1(2)1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量。答案答案Cu(s)O2(g)=CuO(s)H157kJmol1(3)23gC2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.5kJ的热量。答案答案C2H6O(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1367kJmol1本课结束