鲁科版高中化学选择性必修第一册第1章第1节第2课时热化学方程式反应焓变的计算基础课课件

第2课时热化学方程式反应焓变的计算(基础课)第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应1．通过热化学方程式与化学方程式的比较，理解热化学方程式的意义，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。2．能通过生活中的事例类比，知道盖斯定律的含义，并能进行简单计算。学习任务

1．焓变的两种计算方法(1)根据物质具有的能量来计算：ΔH＝E(总反应产物)－E(总反应物)。(2)根据化学键来计算：ΔH＝反应物的键能总和－反应产物的键能总和。2．反应热数值的获取：通过实验测得，也可以通过理论计算求得。旧知回顾一、热化学方程式1．概念在热化学中，常用热化学方程式把一个化学反应中物质的变化和反应的______同时表示出来。2．意义热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化。3．常用的聚集状态符号___(气体)、___(液体)、___(固体)、____(溶液)。必备知识自主预习焓变glsaq4．实例已知在298K时，由N2、H2反应生成1molNH3(g)放热46.1kJ，请将下列化学方程式写成热化学方程式：

__________________________________________________________________________3H2＋N2===2NH3____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ΔH＝－46.1kJ·mol-13H2(g)＋N2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol-1

ΔH＝＋46.1kJ·mol-1结论：①ΔH与物质化学式前的系数对应成比例。②反应逆向进行时，与正向相比，ΔH符号相反，绝对值相等。

判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)热化学方程式中，系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(s，石墨)===C(s，金刚石)

ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定。 (

)×××√练一练写出下列反应的热化学方程式。(1)1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411kJ的热量。__________________________________________________________________________________________________________________。

C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－1411kJ·mol-1(2)1molAl(s)与适量O2(g)发生反应，生成Al2O3(s)，放出834.9kJ的热量。_________________________________________________________。(3)23gC2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成27g液态水和22.4LCO2(标准状况)并放出683.5kJ的热量。__________________________________________________________________________________________________________________。

ΔH＝－683.5kJ·mol-1(其他合理答案也可)二、反应焓变的计算1．盖斯定律(1)定义：一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热____________。(2)盖斯定律的特点①化学反应的焓变只与反应的____________有关，与反应的途径无关。

都是一样的始态和终态②反应焓变一定。如图分别有三个途径：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。则有ΔH＝____________＝__________________。

微点拨：化学反应的焓变与反应的过程、条件无关。ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH52．盖斯定律的应用(1)科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。(2)方法──“叠加法”若一个化学反应的热化学方程式可由另外几个化学反应的热化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为另外几个化学反应焓变的代数和。三、能源1．概念自然界中，能为人类提供______的物质或物质运动统称能源。2．常见能源常见能源包括________、______、______、生物质能、地热能、海洋能、核能、__________等。3．实现能源可持续发展的措施是“开源”和“节流”。能量太阳能风能水能化石燃料4．摩尔燃烧焓

1指定判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)化石能源属于可再生能源。 (

)(2)应用盖斯定律，可计算某些难以测定的反应焓变。 (

)(3)一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多。 (

)×√×

关键能力情境探究热化学方程式的书写1．对比①、②你得出什么结论？提示：反应物和反应产物的聚集状态不同，焓变不同。2．对比①、③你得出什么结论？提示：热化学方程式中各物质化学式前的系数加倍，则ΔH的数值也加倍。3．热化学方程式与普通化学方程式的意义有什么不同？提示：普通化学方程式只表明化学反应中的物质变化；热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，而且表明了化学反应中的能量变化。1．“五步”

突破热化学方程式的书写2．“五查”

法判断热化学方程式的正误(1)一查化学方程式是否书写正确。(2)二查是否标明聚集状态：固(s)、液(l)、气(g)、溶液(aq)。(3)三查ΔH的“＋”“－”

号是否与吸热、放热一致。ΔH数值前有“＋”“－”

号，放热反应的ΔH为“－”，吸热反应的ΔH为“＋”。(4)四查ΔH的单位是否正确，要统一用kJ·mol-1(或kJ/mol)。(5)五查ΔH的绝对值是否与热化学方程式中物质化学式前的系数相对应。

√

2．写出下列反应的热化学方程式。(1)1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2，吸热131.5kJ：_________________________________________________________。(2)用CO(g)还原1molFe2O3(s)，放热24.8kJ：__________________________________________________________________________。(3)1molHgO(s)分解生成液态汞和氧气时，吸热90.7kJ：________________________________________________________________。

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.5kJ·mol-13CO(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH＝－24.8kJ·mol-12HgO(s)===2Hg(l)＋O2(g)

ΔH＝＋181.4kJ·mol-1(4)1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2kJ热量：_________________________________________________________。(5)1molN2(g)与适量O2(g)反应，生成NO2(g)，吸收68kJ热量：_________________________________________________________。(6)1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量：_________________________________________________________。

N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH＝－92.2kJ·mol-1N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)

ΔH＝＋68kJ·mol-12Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)

ΔH＝－314kJ·mol-1

－242＋242－484＋484大于[解析]由题意可得生成1mol水蒸气时放出242kJ热量，则分解1mol水蒸气时吸收242kJ热量；因为气态水生成液态水时要放热，故1g氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量大于121kJ。

利用盖斯定律计算焓变1．根据条件设计虚拟途径如下：

，则ΔH等于多少？提示：ΔH＝ΔH1＋(－ΔH2×4)＝－29.2kJ·mol-1。2．如何用消去法书写白磷转化为红磷的热化学方程式？提示：反应①减去反应②×4消去P4O10可得：P4(s，白磷)===4P(s，红磷)

ΔH＝－29.2kJ·mol-1。利用盖斯定律计算焓变的常用方法1．消去法(加和法)(1)解题原理：消去中间产物。(2)解题口诀“同加异减成比例，观察消去做标记”。(3)解题步骤“一调二合三消”。一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式与目标热化学方程式相同物质前的系数相等。二合：将调整后的已知热化学方程式进行合并，若调整后的已知热化学方程式与目标热化学方程式的同一物质在同侧，则相加；若调整后的已知热化学方程式与目标热化学方程式的同一物质在异侧，则相减。三消：通过第二步没消去的物质，可通过观察法利用已知热化学方程式消去。注意：每个热化学方程式只能使用一次。2．虚拟途径法设计合理的反应途径，计算某反应的ΔHΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。

√√

2．已知Ⅰ．碳碳双键加氢时总要放出热量，并且放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比；Ⅱ．1，3-环己二烯(

)脱氢生成苯是放热反应。相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是(

)A．ΔH1>0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH2<ΔH4D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4√C

[反应①和②都是和氢气加成，是放热反应，所以ΔH1＜0，ΔH2＜0，A错误；将反应①和②相加不能得到反应③，所以ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B错误；反应①和②都是放热反应，ΔH＜0，根据已知，加氢放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比，所以ΔH1＞ΔH2；反应④是1，3-环己二烯脱氢生成苯的逆反应，是吸热反应，所以ΔH4＞0，所以ΔH2<ΔH4，C正确；将反应②和④相加得到反应③，所以ΔH3＝ΔH2＋ΔH4，D错误。]1．“五步法”书写热化学方程式：一写化学方程式，二标状态，三标条件，四标ΔH，五标数值。2．利用盖斯定律计算ΔH；书写热化学方程式的方法：消去法、虚拟法。

知识必备1．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol-1，则下列关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH的说法中正确的是(

)A．方程式中的系数表示分子数B．该反应可表示36g水蒸气分解时的热效应C．该反应的ΔH大于零D．该反应的ΔH＝－571.6kJ·mol-1学习效果随堂评估√243题号12．(双选)下列热化学方程式正确的是(

)23题号14√选项已知条件热化学方程式AH2的摩尔燃烧焓为akJ·mol-1H2＋Cl2===2HClΔH＝－akJ·mol-1B1molSO2、0.5molO2完全反应，放出热量98.3kJ2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(l)

ΔH＝－196.6kJ·mol-1CH＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol-1H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－114.6kJ·mol-1D31g白磷比31g红磷能量多bkJP4(s，白磷)===4P(s，红磷)

ΔH＝－4bkJ·mol-1√BD

[选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应，A错；选项C中由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6kJ·mol-1，C错。]23题号143．在298K、100kPa时，已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－393.5kJ·mol-12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2＝－571.6kJ·mol-12C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH3＝－2599kJ·mol-1则相同条件下时，由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变ΔH4是(

)A．－226.7kJ·mol-1 B．－326kJ·mol-1C．＋226.7kJ·mol-1 D．＋326kJ·mol-123题号41√

4．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。243题号1根据上图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_______________________________________________________________________________。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是____________________________________________________________________________。(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3＝_________________，一步反应生成1molPCl5的ΔH4______(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH3。(4)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_________________________________________________________。243题号1ΔH＝－306kJ·mol-1

PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)

ΔH＝＋93kJ·mol-1－399kJ·mol-1等于PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl

243题号1

课时分层作业(二)热化学方程式反应焓变的计算题号135246879101112

题号135246879101112[答案]

BB

[A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和反应反应热是指反应生成1molH2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成2molH2O(l)时放出的热量大于57.3kJ，错误；C项，摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强下，1mol纯物质完全氧化为同温下指定产物时的焓变，产物中的水应为液态水，错误；D项，当2mol辛烷完全燃烧时，放出的热量为11036kJ，且辛烷应为液态，错误。]题号1352468791011122．一定条件下水分解生成氢气和氧气，物质和能量的转化关系如图所示，下列判断正确的是(

)A．ΔH1＞ΔH2B．ΔH2＜ΔH3C．ΔH1－ΔH2＝ΔH3D．ΔH1＋ΔH3＞ΔH2题号135246879101112√C

[水分解为吸热反应，且气态水的能量高，则ΔH1＜ΔH2，故A错误；水分解为吸热反应，气态水转化为液态水放热，则ΔH2＞ΔH3，故B错误；由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同，可知ΔH1－ΔH2＝ΔH3，故C正确；由盖斯定律可知ΔH1－ΔH2＝ΔH3，即ΔH1－ΔH3＝ΔH2，且ΔH3＜0，则ΔH1＋ΔH3＜ΔH2，故D错误。]题号1352468791011123．硫是一种重要的非金属元素，正交硫是硫稳定存在的唯一形式，单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不正确的是(

)已知：①S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1＝－296.83kJ·mol-1②S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2＝－297.16kJ·mol-1③S(s，单斜)===S(s，正交)

ΔH3A．硫黄是一种黄色晶体，不溶于水B．正交硫比单斜硫稳定C．ΔH3＝－0.66kJ·mol-1D．1molS(s，单斜)和1molO2(g)的总能量高于1molSO2(g)的能量题号135246879101112√C

[硫(俗称硫黄)是一种黄色晶体，质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，A正确；依据热化学方程式可知，正交硫燃烧放出的热量较少，说明正交硫能量低于单斜硫，所以正交硫稳定，B正确；根据盖斯定律①－②得到热化学方程式：S(s，单斜)===S(s，正交)

ΔH3＝－0.33kJ·mol-1，C错误；单斜硫与氧气反应生成二氧化硫的焓变小于零，为放热反应，所以1molS(单斜，s)和1molO2(g)的总能量高于1molSO2(g)的能量，D正确。]题号1352468791011124．依据图示关系，下列说法不正确的是(

)A．ΔH2＞0B．1molS(g)完全燃烧释放的能量小于2968kJC．ΔH2＝ΔH1－ΔH3D．16gS(s)完全燃烧释放的能量为1484kJ题号135246879101112√

题号135246879101112

题号135246879101112√

题号1352468791011126．宏观现象背后都隐藏着微观原因，已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋130kJ·mol-1；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝akJ·mol-1。H－H键、O==O键和O－H键的键能分别为436kJ·mol-1、496kJ·mol-1和462kJ·mol-1，则a为(

)A．＋220

B．－305

C．＋110

D．－220题号135246879101112√D

[已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋130kJ·mol-1；②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝akJ·mol-1，根据盖斯定律，将②－①×2，整理可得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝(a－260)kJ·mol-1，由于反应热等于反应物键能之和与生成物键能之和的差，所以2×436kJ·mol-1＋496kJ·mol-1－4×462kJ·mol-1＝(a－260)kJ·mol-1，解得a＝－220。]题号135246879101112

题号135246879101112√

题号1352468791011128．按要求书写热化学方程式。(1)298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ，1molH2O(l)蒸发吸热44kJ，表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为________________________________________________________________________。(2)已知25℃，100kPa时，1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ热量。则25℃时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为_________________________________________________________。题号135246879101112

===H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol-16CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)ΔH＝＋2804kJ·mol-1(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：___________________________________________________________________。题号1352468791011123H2(g)⥫⥬2NH3(g)

ΔH＝－(a－b)kJ·mol-1N2(g)＋

题号135246879101112(选择题有一个或两个选项符合题目要求)9．物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列错误的是(

)A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝1B．A→D，ΔH＝－ΔH4C．ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4D．B→D，ΔH＝ΔH2＋ΔH3题号135246879101112√A

[根据盖斯定律可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4实际上是从A开始又最后生成了A，即A→B→C→D→A，本身的能量没变，变化为0，A错误；根据盖斯定律可知，A→D的ΔH应是D→A的ΔH的相反数，因为反应物质不变，反应方向相反，B正确；根据盖斯定律可知，A→C的ΔH应是ΔH1＋ΔH2，C→A是ΔH3＋ΔH4，故ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4，C正确；根据盖斯定律可知，B→D的ΔH＝ΔH2＋ΔH3，D正确。]题号13524687910111210．设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应：①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－akJ·mol-1②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH2＝－bkJ·mol-1其他数据如下表：题号135246879101112化学键C==OO==OC－HO－HC==C键能/(kJ·mol-1)798x413463610

题号135246879101112√√

题号135246879101112题号135246879101112

__________________________________________________________。2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝－351kJ·mol-1

题号135246879101112－911.9[解析]

(1)据图写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)

ΔH1＝－399kJ·mol-1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)

ΔH2＝－24kJ·mol-1，根据盖斯定律由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol-1)－(－24kJ·mol-1)×2＝－351kJ·mol-1。(2)根据盖斯定律，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2+(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17kJ·mol-1)＋(－16.73kJ·mol-1)＋2×(－415.0kJ·mol-1)＝－911.9kJ·mol-1。题号13524687910111212．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)在101kPa时，1.6gCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出89.0kJ的热量，CH4的摩尔燃烧焓为______kJ·mol-1，写出CH4摩尔燃烧焓的热化学方程式：_________________________________________________________________，89.6LCH4(标准状况下)完全燃烧(产物水为液态)后所产生的热量为________kJ。题号135246879101112890CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol-13560(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)

ΔH＝akJ·mol-1题号135246879101112化学键H－HN－HN≡N键能/(kJ·mol-1)436391945试根据表中所列键能数据计算a的数值：______。－93(3)已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－393.5kJ·mol-1

①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2＝－571.6kJ·mol-1

②2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol-1

③题号135246879101112根据盖斯定律，请写出25℃、101kPa时由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的热化学方程式：_________________________________________________________________