苏教版 选修4专题1第一单元 化学反应中的热效应——化学反应的焓变 课件（92张）.pptVIP

第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变 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 温度 吸收 放出 2 焓变 1 定义 在恒温 恒压的条件下 化学反应过程中吸收或释放的热量 2 符号 3 单位 kj mol 1 h 微点拨 物质中的焓 能量 是不可测的 而焓变是可测的 3 吸热反应和放热反应的判断标准 大于 小于 二 热化学方程式1 概念 能够表示 的化学方程式 2 特点 1 化学计量数 只表示该物质的物质的量 可以是整数 也可以是分数 2 注明温度 压强 若不注明 则表示是在25 即298k 和101kpa时的反应热 反应热 3 标聚集状态 在化学式后面注明物质的状态 s l g 微点拨 同一个化学反应中化学计量数不同 反应的 h不同 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的能量变化1 本质 吸收 放出 2 举例 如图为1moln2 g 和1molo2 g 反应生成2molno g 过程中的能量变化 1 断开1moln n键需要 946kj的热量 断开1molo o键需要 498kj的热量 形成2moln o键 2 632kj的热量 2 共吸收 kj的热量 释放 kj的热量 吸收 吸收 放出 1444 1264 3 热化学方程式 微点拨 键能是形成或破坏化学键所释放或吸收的能量 不是物质本身所含有的能量 n2 g o2 g 2no g h 180kj mol 1 自我小测 1 思考辨析 1 某可逆反应 若正反应为放热反应 逆反应则是吸热反应 分析 因为正反应放热 说明反应物的总能量高于生成物的总能量 而逆反应则是将总能量低的生成物转化为总能量高的反应物 当然需要吸热了 2 2so2 g o2 g 2so3 g 和4so2 g 2o2 g 4so3 g 的 h相等 分析 h的数值与各物质前面的化学计量数成正比 故 h不等 3 500 30mpa下 将0 5moln2和1 5molh2置于密闭容器中充分反应生成nh3 g 放热19 3kj 其热化学方程式为n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1 分析 该反应为可逆反应 应用 并且注明500 30mpa下 且 h 38 6kj mol 1 4 同温同压下 反应h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h不同 分析 h与反应条件无关 2 下列有关热化学方程式的说法中正确的是 a 热化学方程式未注明温度和压强时 h表示标准状况下的数据b 热化学方程式中的化学计量数只表示反应物或生成物的物质的量c 在加热条件下进行的反应一定是吸热反应d 同一化学反应反应条件不同 h值一定不同 解析 选b 热化学方程式未注明温度和压强时 h表示在25 101kpa条件下测定的数据 a错误 热化学方程式中的化学计量数只表示反应物或生成物的物质的量 不表示微粒数 系数可以用分数表示 b正确 化学反应放热 吸热关键看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小或生成新化学键所释放 的能量与断裂旧化学键所吸收的能量的相对大小 与化学反应发生的条件无关 如铝热反应是一个放热反应 但需要加热 加热的目的是使其达到反应所需温度 c错误 化学反应的焓变 h 只与反应体系的始态和终态有关 而与反应的途径无关 h的单位是kj mol 1 与热化学方程式的化学计量数成正比 对 于相同物质的反应 当化学计量数不同时 其 h不同 与反应条件无关 所以同一化学反应的反应条件不同 只要热化学方程式的化学计量数一定 h值就一定 d错误 3 在相同的条件下 氯分子和氯原子比较 它们的能量是 a cl2的能量低于2cl的能量b cl2的能量高于2cl的能量c cl2的能量等于2cl的能量d 不能确定哪个大 解析 选a 氯分子变成氯原子 cl cl cl cl 时 要破坏cl cl键 需要吸收能量 反应后能量升高 即cl2的能量低于2cl的能量 4对反应热的描述错误的是 a 不仅指燃烧时的放热现象b 不包括反应过程中的吸热现象c 能表明化学反应中的热量变化d 化学反应过程中放出或吸收的热量 解析 选b 反应热是指在化学反应过程中 当反应物和生成物温度相同时 所吸收或释放的热量 它表明化学反应中不仅存在着物质变化 而且还存在着能量变化 5 氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰 在反应过程中 破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为q1kj 破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为q2kj 形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为q3kj 下列关系式中 正确的是 a q1 q2 q3b q1 q2 2q3c q1 q2 q3d q1 q2 2q3 解析 选d 氢气在氯气中燃烧时放出能量 所以形成2mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1mol氢气中的化学键和破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量 一 物质的能量 化学键的键能与焓变的关系及其计算 核心突破 1 物质的能量 化学键的键能与焓变的关系 1 图示 2 化学反应中能量变化的实质 化学反应的实质是旧的化学键的断裂和新的化学键的形成 化学键断裂吸收的能量和形成化学键释放的能量不同 使化学反应过程中有能量的变化 2 焓变的计算方法 焓变 反应物键能总和 生成物键能总和 即 h e1 e2 反应物键能 生成物键能 拓展深化 1 化学反应是吸热还是放热 与反应是否需要加热没有必然关系 许多放热反应也需要加热来引发 如铝热反应 煤炭的燃烧 2 常见的放热反应有酸碱中和反应 活泼金属与酸或水反应 燃烧反应等 常见的吸热反应有大多数分解反应 铵盐和碱的反应 碳和二氧化碳及水蒸气的反应 3 吸热反应和放热反应都必须是化学反应 溶解 状态变化 化学键的形成 化学键的断裂等过程都有热量变化 但是不属于吸热反应或放热反应 典题通关 典例 请认真观察图示 然后回答问题 1 已知化学反应a2 g b2 g 2ab g 的能量变化如图所示 图中所示反应中反应物的总能量 生成物的总能量 是 填 吸热 或 放热 反应 2 某硝酸厂处理尾气中no的方法 催化剂存在时用h2将no还原为n2 已知 则氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是 解析 1 反应物的总能量低于生成物的总能量 是吸热反应 2 n2和水蒸气反应生成no和h2的过程可看作是n2先分解成氮原子 h2o先分解成氢原子和氧原子 然后氮原子 氢原子 氧原子再重新组合生成no和h2 故反应的 h 945kj mol 1 4 463kj mol 1 2 630kj mol 1 2 436kj mol 1 665kj mol 1 答案 1 低于吸热 2 n2 g 2h2o g 2no g 2h2 g h 665kj mol 1 延伸探究 题 1 中反应热 h 题 2 中2mol气态氮原子生成1moln2 g 分子需要 kj的能量 提示 a b kj mol 1放出945 过关训练 1 2017 绍兴高二检测 已知三种物质的键能数据如下表 且晶体硅为原子晶体 1个硅原子形成2个共价键 晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为si s o2 g sio2 s h 989 2kj mol 1 则x的值为 a 423 3b 460c 920d 1165 2 解析 选b 根据公式 h 反应物键能总和 生成物键能总和 则2 176 1 498 8 4x 989 2 解得x 460 2 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程 化学键的键能是形成 或拆开 1mol化学键时释放 或吸收 的能量 已知白磷和p4o6的分子结构如图所示 现提供以下化学键的键能 kj mol 1 p p 198 p o 360 o o 498 则反应p4 白磷 3o2 g p4o6 s 的反应热 h为 a 126kj mol 1b 1638kj mol 1c 1638kj mol 1d 126kj mol 1 解析 选c 要根据化学键变化来计算白磷燃烧的反应热 必须弄清p4 p4o6分子中的共价键类型 共价键数目 根据题中所给的白磷和p4o6分子结构示意图 观察后可得 p4中共有6个p p键 p4o6中有12个p o键 所以 h 反应物的键能 生成物的键能 6ep p 3 12ep o 6 198kj mol 1 3 498kj mol 1 12 360kj mol 1 1638kj mol 1 补偿训练 已知1moln2和1molo2反应生成2molno需要吸收180kj热量 其中n n o o键的键能分别为946kj mol 1 498kj mol 1 则n o键的键能为 a 1264kj mol 1b 632kj mol 1c 316kj mol 1d 1624kj mol 1 解析 选b 化学反应的反应热 h等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差 h 180kj mol 1 946kj mol 1 498kj mol 1 2e n o 所以e n o 632kj mol 1 二 热化学方程式的书写及正误判断 核心突破 1 注意 h及其单位 1 h只能写在热化学方程式的右侧 单位为kj mol 1 2 若为吸热反应 h 0 若为放热反应 h 0 2 注意反应条件 一般情况下 h是在25 1 01 105pa条件下测定的 可不注明反应条件 若为其他条件 需注明温度和压强 3 注意物质的聚集状态 对于同一反应 反应物和生成物的聚集状态不同时 h也就不同 因此书写热化学方程式时 必须用g l s或aq注明各物质的状态 其原因如下 4 注意对热化学方程式中化学计量数含义的理解 1 热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示物质的物质的量 可以是整数 也可以是分数 2 h与化学计量数一一对应 如化学计量数加倍 h也加倍 反之亦然 易错提醒 1 热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化 又体现了化学反应中的能量变化 2 当两反应互为逆反应时 h互为相反数 拓展深化 化学方程式与热化学方程式的区别 典题通关 典例 已知断裂1molh2 g 中的h h键需要吸收436 4kj的能量 断裂1molo2 g 中的共价键需要吸收498kj的能量 生成h2o g 中的1molh o键能放出462 8kj的能量 下列说法正确的是 a 断裂1molh2o中的化学键需要吸收925 6kj的能量b 2h2 g o2 g 2h2o g h 480 4kj mol 1c 2h2o l 2h2 g o2 g h 471 6kj mol 1d h2 g o2 g h2o l h 240 2kj mol 1 解析 选b 1molh2o g 中含有2molh o键 断裂2molh o键 需要吸收2 462 8kj 925 6kj的能量 但a选项中h2o未注明状态 则a选项错误 根据 h 反应物的键能和 生成物的键能和 所以 2h2 g o2 g 2h2o g 的 h 2eh h eo o 4eh o 2 436 4kj mol 1 498kj mol 1 4 462 8kj mol 1 480 4kj mol 1 b选项正确 因为不知道h2o g 变成h2o l 的反应热为多少 所以无法计算c和d选项反应的 h c d选项错误 延伸探究 若h2o g h2o l h 44kj mol 1 则16gh2 g 与足量氧气反应生成液态水放出的热量是 kj 提示 2273 6 2molh2 g 与o2完全反应生成h2o g 放出480 4kj 16gh2 g 即8molh2 g 与足量氧气反应生成h2o g 放出1921 6kj 生成液态水放出的热量是1921 6kj 8 44kj 2273 6kj 过关训练 已知热化学方程式 2so2 g o2 g 2so3 g h 196 64kj mol 1 在容器中充入2molso2和1molo2充分反应 最终放出的热量为 a 196 64kjb 196 64kj mol 1c 小于196 64kjd 大于196 64kj 解析 选c 根据热化学方程式2so2 g o2 g 2so3 g h 196 64kj mol 1的含义 可知so2和o2反应生成1molso3时放出的热量为98 32kj 所以生成2molso3时放出的热量为196 64kj 由于是可逆反应 2molso2和1molo2不能完全反应 所以放出的热量小于196 64kj 选c 2 根据能量变化示意图 下列热化学方程式正确的是 a n2 g 3h2 g 2nh3 g h b a kj mol 1b n2 g 3h2 g 2nh3 g h a b kj mol 1c 2nh3 l n2 g 3h2 g h 2 a b c kj mol 1d 2nh3 l n2 g 3h2 g h 2 b c a kj mol 1 解析 选d 根据图象可知 合成氨反应的反应物的能量和大于生成物的能量和 所以该反应为放热反应 h 0 则生成1molnh3 g 的 h b a kj mol 1 生成1molnh3 l 的 h b c a kj mol 1 3 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下 ch3oh g h2o g co2 g 3h2 g h 49 0kj mol 1下列说法正确的是 a 1lch3oh蒸气与1l水蒸气反应生成1lco2气体与3l氢气吸收热量49 0kj b 1个ch3oh分子与1个水分子反应生成1个co2分子与3个h2分子吸收49 0kj热量c 相同条件下1molch3oh g 与1molh2o g 的能量总和小于1molco2 g 与3molh2 g 的能量总和d 1molch3oh蒸气与1mol液态水反应生成1molco2气体与3mol氢气吸收的热量小于49 0kj 解析 选c 1molch3oh蒸气与1mol水蒸气反应生成1molco2气体与3mol氢气吸收热量49 0kj 故a b错误 吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 所以1molch3oh g 与1molh2o g 的能量总和小于1molco2 g 与3molh2 g 的能量总和 故c正确 液态水吸收热量变为气态 所以1molch3oh蒸气与1mol液态水反应生成1molco2气体与3mol氢气吸收的热量大于49 0kj 故d错误 补偿训练 2017 湖州高二检测 关于反应 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 905kj mol 1的描述不正确的是 a 生成物的总能量小于反应物的总能量b 方程式中的化学计量数表示分子数c 该反应为放热反应d 该反应中每4molnh3 g 被氧化 放出905kj热量 解析 选b 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 905kj mol 1 是放热反应 反应物的总能量高于生成物的总能量 故a和c正确 热化学方程式中的计量数只表示物质的量 不表示微粒数 故b错误 热化学方程式4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 905kj mol 1表示在一定条件下 4molnh3 g 和5molo2 g 完全反应生成4molno g 和6molh2o g 时 放出905kj热量 故d正确 备选要点 反应热大小的比较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 5 比较反应热大小时注意三个要点 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的关系 2 参加反应物质的量 当反应物和生成物的状态相同时 参加反应物质的量越多放热反应的 h越小 吸热反应的 h越大 3 反应的程度 参加反应物质的量和状态相同时 反应的程度越大 热量变化越大 过关训练 1 2017 衢州高二检测 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反应热最小的是 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c 各反应中对应物质的物质的量相同 同一物质的能量g l s 反应物的总能量越高 生成物的总能量越低 反应放出的热量越多 故c放出的热量最多 反应热符号为 反应放出的热量越多 反应热越小 故c的反应热最小 2 在同温同压下 硫燃烧的热化学方程式如下 s g o2 g so2 l h1 a s g o2 g so2 g h2 b s s o2 g so2 g h3 c 则a b c的大小关系正确的是 a a b cb ac a 解析 选b 对于相同条件下的同一物质来说 气态物质具有的能量最高 液态物质次之 固态物质具有的能量最低 根据 h e生 e反 所以a e so2 l e s g e o2 g b e so2 g e s g e o2 g c e so2 g e s s e o2 g 所以a b e so2 l e so2 g 0 b c e s s e s g 0 故a b c 3 根据以下3个热化学方程式 2h2s g 3o2 g 2so2 g 2h2o l h q1kj mol 12h2s g o2 g 2s s 2h2o l h q2kj mol 12h2s g o2 g 2s s 2h2o g h q3kj mol 1 判断q1 q2 q3三者关系正确的是 a q1 q2 q3b q1 q3 q2c q3 q2 q1d q2 q1 q3 解析 选a 已知 2h2s g 3o2 g 2so2 g 2h2o l h q1kj mol 1 2h2s g o2 g 2s s 2h2o l h q2kj mol 1 2h2s g o2 g 2s s 2h2o g h q3kj mol 1 与 相比较 由于s so2放热 则q1 q2 与 相比较 由于h2o l h2o g 吸热 则q2 q3 则q1 q2 q3 有关化学反应的能量变化图象问题的解答思路核心素养 认识