2024-2025学年高二化学选择性必修1（配苏教版）教学课件 专题1 第1单元 第1课时 化学反应的焓变

专题1第一单元第1课时化学反应的焓变基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升目录索引

素养目标1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质,形成宏观辨识与微观探析的核心素养。2.知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。能用热化学方程式表示反应中的能量变化,形成证据推理与模型认知的核心素养。基础落实·必备知识全过关一、焓变

反应热1.焓和焓变焓是

物理量。

单位:

;符号:

。

焓变是

。

单位:

;符号:

。

2.反应热在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,吸收或释放的热称为化学反应的热效应,也称反应热。与内能有关的

kJ·mol-1H在恒压条件下化学反应过程中吸收或释放的热

kJ·mol-1

ΔH3.放热反应与吸热反应当反应完成时,生成物总能量与反应物总能量的相对大小,决定化学反应是吸热反应还是放热反应。(1)当ΔH为“

”或ΔH

0时,为放热反应,反应体系能量

。

(2)当ΔH为“

”或ΔH

0时,为吸热反应,反应体系能量

。(3)从反应物和生成物总能量相对大小角度分析。

放热反应

吸热反应

-<

降低+>升高教材阅读想一想阅读教材图1-2思考:图中总能量高的物质与总能量低的物质相比,哪种物质稳定?提示

从能量的角度比较物质的稳定性:物质本身具有的能量越高,其稳定性越差;物质本身具有的能量越低,其稳定性越强。易错辨析判一判(1)反应热是化学反应在一定条件下所释放或吸收的能量。(

)(2)反应热常用符号ΔH来表示,它的单位是

kJ·mol-1。(

)(3)放热反应中,生成物总能量大于反应物总能量,反应体系的能量降低。(

)(4)放热反应的ΔH>0,吸热反应的ΔH<0。(

)(5)焓变就是化学反应的热效应。(

)√√××提示

放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0。

×提示

焓变是在恒压条件下反应的热效应。

二、热化学方程式1.定义能够表示

的化学方程式叫做热化学方程式。

2.表示意义(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的

变化,也表明了化学反应中的

变化。

不能表示分子数(2)热化学方程式中物质的化学计量数,表示实际参加反应的反应物的

和实际生成的生成物的

。

(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的

相对应。反应热物质热量物质的量物质的量物质的量3.书写热化学方程式的注意事项(1)注明物质的聚集状态,一般用“

”表示气体,“

”表示液体,“

”表示固体,“

”表示水溶液。

(2)标出对应的反应热:放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0。(3)

(常温常压时可不注明)。

glsaq标明反应所处的外界条件教材阅读想一想阅读教材“化学反应的焓变”中的“方法导引”思考:书写热化学方程式的一般步骤是什么?易错辨析判一判(1)热化学方程式中,化学计量数既可表示物质的量,也可表示分子个数。(

)(2)2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)

ΔH1,2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)

ΔH2,则ΔH1=ΔH2。(

)(3)热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据。(

)(4)C(石墨,s)══C(金刚石,s)

ΔH>0,说明石墨比金刚石稳定。(

)×提示

不能表示分子个数。

×提示

ΔH1>ΔH2。

×√三、化学反应中能量变化的本质原因——从反应物断键和生成物成键角度分析1.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

,形成2molNO分子中的化学键释放的能量是

,则反应N2(g)+O2(g)══2NO(g)生成2molNO(g)时吸收的热量为

。

946kJ498kJ1264kJ

180kJ2.化学反应中能量变化的原因化学反应的本质是______________________________________________

。

任何化学反应都有反应热,这是由于在化学反应过程中,旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同。ΔH=

物分子的总键能-

物分子的总键能。

反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成的过程反应生成教材阅读想一想阅读教材“化学反应的焓变”中的相关内容思考:反应热与化学键能量变化的关系是什么?提示

反应热与化学键能量变化的关系可以表示为ΔH=反应物总键能-生成物总键能。易错辨析判一判(1)断开化学键吸收能量。(

)(2)反应物的总键能>生成物的总键能,该反应为吸热反应。(

)(3)如果用E表示破坏(或生成)1

mol化学键所消耗(或释放)的能量,则求2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)的反应热时,可用下式表示:ΔH=2E(H—H键)+E(O=O键)-2E(H—O键)。(

)(4)某物质的键能越大,破坏其化学键所吸收的能量就越大,该物质就越稳定。(

)√√×提示

该反应的ΔH=2E(H—H键)+E(O=O键)-4E(H—O键)。

√重难探究·能力素养全提升探究一从宏观和微观的角度分析反应热情境探究“一拉热”一共有两层:上层是食品;底层上边是水,下边是石灰,只要一抽中间那根线,内袋就会破裂,水与石灰相遇,就产生了热量。(1)“一拉热”食品的加热原理是什么?提示

原理是发生化学反应CaO+H2O══Ca(OH)2,该反应可以放出大量的热,放出的热量使食品的温度升高。(2)化学反应有能量变化的本质原因是什么?(3)判断化学反应是吸热还是放热的方法有哪些?(4)化学反应的反应热如何计算?提示

化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同是化学反应有能量变化的本质原因。提示

可从生成物与反应物的内能差异,反应物的旧键断裂吸收的能量与生成物的新键形成释放的能量差异等角度判断。提示

ΔH=反应物总键能-生成物总键能。ΔH=生成物总能量-反应物总

能量。方法突破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。同一反应中反应物的总能量与生成物的总能量不相等,反应过程存在焓变(ΔH),ΔH=E(生成物总能量)-E(反应物总能量)。名师点拨

从能量的角度比较物质的稳定性:物质本身具有的能量越高,其稳定性越差,能量越低的物质越稳定。(2)从反应物断键和生成物成键角度分析。

ΔH=E1-E2:当E1>E2时,反应吸收能量;当E1<E2时,反应释放能量。

名师点拨

从键能的角度比较物质的稳定性:键能越大,物质越稳定。

应用体验视角1放热反应与吸热反应1.(2024河北唐山十县一中联盟高二期末)下列过程的能量变化与如图所示相符的是(

)A.NaOH溶液与稀硫酸反应B.铝热反应C.NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合搅拌D.生石灰与水的反应C解析

由图像可知,反应物总能量低于生成物总能量,对应的反应是吸热反应。酸碱中和反应是放热反应,A不符合题意;铝热反应是放热反应,B不符合题意;NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体的反应是吸热反应,C符合题意;生石灰与水的反应是放热反应,D不符合题意。2.(2024浙江台州模拟)下列变化既是氧化还原反应,又符合如图所示焓(H)的变化的是(

)A.CaCO3分解生成CaO和CO2B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C.铝热反应D.灼热的木炭与CO2反应D解析

由图可知:H(反应物)<H(生成物),则该反应是吸热反应。CaCO3分解生成CaO和CO2是吸热反应,但不是氧化还原反应,A不符合题意;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应,但不是氧化还原反应,B不符合题意;铝热反应是氧化还原反应,也是放热反应,C不符合题意;灼热的木炭与CO2反应是吸热反应,也是氧化还原反应,D符合题意。3.(2024陕西西安模拟)反应A+B→C分两步进行:①A+B→X;②X→C。反应过程中的能量变化如图所示,下列叙述正确的是(

)A.A+B→C的反应一定要加热B.物质A、B、X、C中X最稳定C.1molA和1molB的总能量大于1molC的总能量D.①②两步反应均为放热反应C解析

由图可知,A+B→C是放热反应,但是不一定要加热,A错误;图中C的能量比X低,因此C比X稳定,B错误;A+B→C是放热反应,则1

mol

A和1

mol

B的总能量大于1

mol

C的总能量,C正确;第一步反应中1

mol

X的能量高于1

mol

A+1

mol

B的能量,是吸热反应,D错误。视角2焓变的理解与应用4.分析图中的能量变化情况,下列选项正确的是(

)A.2A+B══2C

ΔH<0B.2C══2A+B

ΔH<0C.2A(g)+B(g)══2C(g)

ΔH>0D.2A(g)+B(g)══2C(g)

ΔH<0C解析

若反应物的总能量高于生成物的总能量,则该化学反应为放热反应,若反应物的总能量低于生成物的总能量,则该化学反应为吸热反应,且热化学方程式要标明物质的聚集状态,故C项正确。5.已知:断开或形成1mol共价键吸收或放出的能量数据如下表。

共价键H—HC—HC≡C能量变化/(kJ·mol-1)abc则反应2CH4(g)══HC≡CH(g)+3H2(g)的ΔH(单位:kJ·mol-1)为(

)A.b-c-a

B.c+3a-4bC.c+3a-6b D.6b-c-3aD解析

由于化学反应的焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和,因此ΔH=(8b-c-2b-3a)

kJ·mol-1=(6b-c-3a)

kJ·mol-1,D项正确。探究二热化学方程式情境探究大家好,我是“胖五”,全名是“长征五号遥三”运载火箭。我起飞的时候质量大约为869吨,在这些质量里,绝大多数是我肚子里的“食物”——燃料。我的“饮食”非常健康,以液氧、液氢为主要“食物”,这种健康的饮食,喷出来的是无毒的水蒸气,十分环保,“消化过程”可用热化学方程式H2(l)+O2(l)══H2O(g)ΔH=-234.04

kJ·mol-1表示。某同学在查阅25

℃、101

kPa条件下氢气燃烧的热化学方程式时,找到如下几种表示形式:①2H2(g)+O2(g)══2H2O(l) ΔH=-571.6

kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)

ΔH=-483.6

kJ·mol-1;③H2(g)+O2(g)══H2O(l)

ΔH=-285.8

kJ·mol-1;④H2(g)+O2(g)══H2O(g)

ΔH=-241.8

kJ·mol-1。分析上述热化学方程式,回答下列问题:(1)根据热化学方程式①和②,能得出什么结论?提示

反应热数值与物质的聚集状态有关,书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。(2)根据热化学方程式①和③,能得出什么结论?(3)根据热化学方程式③和④,O2的化学计量数可出现分数,说明什么?(4)根据上述热化学方程式,求H2O(l)══H2(g)+O2(g)的反应热ΔH。提示

当化学计量数不同时,其ΔH也不同。ΔH的绝对值与化学计量数成正比。提示

热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量,可以用整数表示,也可以用分数表示。提示

ΔH=285.8

kJ·mol-1。

方法突破1.普通化学方程式与热化学方程式的区别

类型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,只表示该物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明ΔH正、负号及单位无必须注明(正号常省略)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2.正确书写热化学方程式的注意事项(1)要注明反应时的温度、压强。如果没有标明温度和压强,则表示是在25℃(298K)、101kPa条件下。(2)物质的聚集状态涉及的焓不同,反应热ΔH也不同,所以热化学方程式中要标明物质的聚集状态。气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。(3)注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。(4)注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关,所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数加倍时,ΔH的数值也要加倍。当反应物、生成物颠倒时,ΔH绝对值不变,但符号相反。(5)注意热化学方程式一般不写反应条件(如点燃、加热、高温等)。应用体验视角1热化学方程式的书写1.(2024陕西西安模拟)25℃、101kPa条件下(Vm=24.5L·mol-1),49LC2H4燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出mkJ的能量,下列热化学方程式正确的是(

)A归纳总结

书写热化学方程式的“五步”2.(2024河北邢台高二期中)下列热化学方程式书写正确的是(

)A.2H2(g)+O2(g)══2H2O(l) ΔH=571.6kJ·mol-1B.2NO2══O2+2NO

ΔH=116.2kJ·mol-1C.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)══H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1,则有Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)══BaSO4(s)+2H2O(l)

ΔH=-114.6kJ·mol-1D.已知1molH2(g)与1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)时放出184.6kJ的热量,则有H2(g)+Cl2(g)══HCl(g)

ΔH=-92.3kJ·mol-1D解析

氢气燃烧时放热,ΔH<0,A错误;热化学方程式中要标注各物质的聚集状态,B错误;发生酸碱中和反应的同时还伴随沉淀反应,故C错误;根据1

mol

H2(g)与1

mol

Cl2(g)反应生成2

mol

HCl(g)时放出184.6

kJ的热量,则有

H2(g)+Cl2(g)══HCl(g)

ΔH=-92.3

kJ·mol-1,D正确。3.1g氨气完全分解为氮气和氢气时吸收2.72kJ的热量,下列热化学方程式正确的是(

)①N2(g)+3H2(g)══2NH3(g)

ΔH=-46.24kJ·mol-1②N2(g)+3H2(g)══2NH3(g)

ΔH=-92.48kJ·mol-1③NH3(g)══

N2(g)+H2(g)

ΔH=46.24kJ·mol-1④2NH3(g)══N2(g)+3H2(g)

ΔH=-92.48kJ·mol-1A.全部

B.①②③C.①②

D.②③D4.下列热化学方程式书写或叙述正确的是(

)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)ΔH=642kJ·mol-1B.12g石墨转化为CO(g)时,放出110.5kJ热量:2C(石墨,s)+O2(g)══2CO(g)

ΔH=-110.5kJ·mol-1C.已知:H2(g)+O2(g)══H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1,则2H2O(l)══2H2(g)+O2(g)

ΔH=572kJ·mol-1D.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1。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C解析

A项,放出热量,ΔH<0,正确的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)══N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-642

kJ·mol-1。B项,2C(石墨,s)+O2(g)══2CO(g)的ΔH应是2

mol即24

g石墨转化为CO时的反应热,即ΔH=-221

kJ·mol-1。C项,根据热化学方程式的含义知,若热化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH数值也加倍;若反应的方向发生改变,则ΔH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)

ΔH=-92.4

kJ·mol-1表示1

mol

N2(g)与3

mol

H2(g)完全反应生成2

mol

NH3(g)时放出92.4

kJ的热量,但合成氨反应是可逆反应,0.5

mol

N2(g)与1.5

mol

H2(g)充分反应后生成的NH3(g)的物质的量小于1

mol,故放出的热量小于46.2

kJ。视角2热化学方程式的意义及理解5.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的热量B.1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气时吸收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氢气时吸收热量131.3kJD.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收热量131.3kJC解析

依据反应热的定义,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kJ·mol-1,该热化学方程式表示1

mol固态碳和1

mol水蒸气反应生成1

mol一氧化碳气体和1

mol氢气时吸收131.3

kJ的热量,特别要指明水的聚集状态。6.(2024河北张家口高二期末)25℃、101kPa下,关于反应2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1的相关叙述正确的是(

)A.1molH2(g)燃烧生成H2O(l)放出的热量为241.8kJB.2molH2(g)和1molO2(g)的总键能之和大于2molH2O(g)的键能之和C.2H2O(g)══2H2(g)+O2(g) ΔH=483.6kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)══2H2O(l) ΔH>-483.6kJ·mol-1C解析

题中给出的是生成气态水时的焓变,无法计算生成液态水时的焓变,A项错误;H2和O2的反应为放热反应,所以2

mol

H2(g)和1

mol

O2(g)的总键能之和小于2

mol

H2O(g)的键能之和,B项错误;根据信息可知2H2O(g)══2H2(g)+O2(g)

ΔH=483.6

kJ·mol-1,C项正确;生成液态水比生成气态水放热更多,所以存在2H2(g)+O2(g)══2H2O(l)

ΔH<-483.6

kJ·mol-1,D项错误。7.CO(g)与H2O(g)反应过程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)所具有的总能量大于1molCO2(g)和1molH2(g)具有的总能量C.反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)══CO2(g)+H2(g)

ΔH=41kJ·mol-1D.1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ的热量B解析

根据图示可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,A错误;1

mol

CO(g)和1

mol

H2O(g)反应生成1

mol

CO2(g)和1

mol

H2(g)放出热量,则1

mol

CO(g)和1

mol

H2O(g)的总能量大于1

mol

CO2(g)和1