资源描述
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 、101 kPa条件下，4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H2 834.9 kJmol1，4Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s) H3 119.1 kJmol1。 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)H284.2 kJmol1，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H0时，反应吸热；当H0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H0时，反应吸热；当H0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CH2O(g) COH2、CO2C 2CO；c.NH4Cl与Ba(OH)28H2O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)H283.0 kJmol1 B.C(s) O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1 C.H2(g) O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1 D.2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJmol1,解析燃烧热是指在25 、101 kPa时，1 mol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 、101 kPa; 可燃物的量：1 mol； 燃烧结果：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)； 表示方法：Ha kJmol1(a0)。,(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，0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ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a kJmol1， 写出H2S的燃烧热的热化学方程式_ _。,答案,CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1,H2S(g) O2(g)=SO2(g)H2O(l),Ha kJmol1,N(g)3H(g)=NH3(g)H2b kJmol1 NH3(g)=NH3(l)H3c kJmol1 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)H67.7 kJmol1 H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1 试写出HF电离的热化学方程式_ _。,答案,N2(g)3H2(g)=2NH3(l)H2(bca) kJmol1,HF(aq)F(aq)H(aq),H10.4 kJmol1,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、kJmol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(kJmol1)，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 、1.01105 Pa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1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ，则下列热化学方程式书写正确的是 A.2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H50 kJmol1 B.C2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H1 300 kJ C.2C2H25O2=4CO22H2O H2 600 kJmol1 D.2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H2 600 kJmol1,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kJmol1，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“kJmol1”，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)H71 kJmol1，CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H90.5 kJmol1，CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1，则甲醇的燃烧热为 。若CO的燃烧热为282.5 kJmol1，则H2的燃烧热为 。,答案,解析,764 kJmol1,286 kJmol1,解析根据盖斯定律，由(2)/2得CO(g)2H2(g) O2(g)= CO2(g)2H2O(l)H854.5 kJmol1，由得CH3OH(l) O2(g) =CO2(g)2H2O(l)H764 kJmol1，故甲醇的燃烧热为764 kJmol1。由热化学方程式得CO的燃烧热2H2的燃烧热854.5 kJmol1，由此可得H2的燃烧热为286 kJmol1。,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) H67.7 kJmol1 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H543 kJmol1 H2(g) F2(g)=HF(g) H269 kJmol1 H2(g) O2(g)=H2O(g) H242 kJmol1 (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)H1 153.7 kJmol1,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(543 kJmol1)267.7 kJmol11 153.7 kJmol1。,(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：42得反应N2H4(g)2F2(g)= N2(g)4HF(g)，其反应热H(543 kJmol1)(269 kJmol1)4(242 kJmol1)21 135 kJmol1。,答案,解析,N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g),H1 135 kJmol1,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22得2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H(2ab2c) kJmol1。,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) Ha kJmol1 2H2SO4(l)=2H2O(g)2SO2(g)O2(g) Hb kJmol1 2HI(g)=H2(g)I2(g)Hc kJmol1 则：2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H kJmol1。,解析,答案,2ab2c,(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 kJmol1。,128.8,解析H1 032 kJmol12436 kJmol13414 kJmol1326.8 kJmol1464 kJmol1128.8 kJmol1。,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) H196.6 kJmol1,解析由图可知1 mol S(s)完全燃烧放出的热量为297 kJ，故能表示硫的燃烧热的热化学方程式为S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol1。,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),H297 kJmol1,H2 kJmol1。,解析由图可知，参加反应的n(SO2)1 mol0.2 mol0.8 mol，根据2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1，H20.8 (196.6 kJmol1)78.64 kJmol1。,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)根据燃烧热计算 可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量燃烧热。,(4)根据键能计算 反应热(焓变)等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和，HE反E生(E表示键能)。如反应3H2(g)N2(g)2NH3(g)H3E(HH)E(NN)6E(NH)。,2.反应热的大小比较 例8已知： H2(g) O2(g)=H2O(g)H1a kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1 H2(g) O2(g)=H2O(l)H3c kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1 则a、b、c、d的关系正确的是 A.ac0 B.bd0 C.2ab0 D.2cd0,答案,解析,解析对比、两热化学方程式可知：2ab0，C正确； 对比、两式可知2cd0，D错误，则B也错误； 再对比、两式，因等质量的H2O(g)比H2O(l)的能量高，则|a|c|，又因为a、c均为负值，故ca0，A错误。,特别提醒,在进行H的大小比较时，必须代入“”或“”后作比较。,教师用书独具,相关链接 比较反应热的注意事项 (1)反应物和生成物的状态 物质的气、液、固三态的变化与反应热量的关系,(2)H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。 (3)参加反应的物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应的物质的量越多，放热反应的H越小，吸热反应的H越大。,本课结束,
展开阅读全文