蘇教版 選修4專(zhuān)題1第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)——化學(xué)反應(yīng)的焓變 課件（92張）.ppt

第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的焓變 一 化學(xué)反應(yīng)的焓變1 反應(yīng)熱 在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中 當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同 時(shí) 所 或 的熱量 溫度 吸收 放出 2 焓變 1 定義 在恒溫 恒壓的條件下 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量 2 符號(hào) 3 單位 kj mol 1 h 微點(diǎn)撥 物質(zhì)中的焓 能量 是不可測(cè)的 而焓變是可測(cè)的 3 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn) 大于 小于 二 熱化學(xué)方程式1 概念 能夠表示 的化學(xué)方程式 2 特點(diǎn) 1 化學(xué)計(jì)量數(shù) 只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量 可以是整數(shù) 也可以是分?jǐn)?shù) 2 注明溫度 壓強(qiáng) 若不注明 則表示是在25 即298k 和101kpa時(shí)的反應(yīng)熱 反應(yīng)熱 3 標(biāo)聚集狀態(tài) 在化學(xué)式后面注明物質(zhì)的狀態(tài) s l g 微點(diǎn)撥 同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)不同 反應(yīng)的 h不同 3 實(shí)例 已知在298k時(shí) 2g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水 放出285 8kj的熱量 則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 三 化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1 本質(zhì) 吸收 放出 2 舉例 如圖為1moln2 g 和1molo2 g 反應(yīng)生成2molno g 過(guò)程中的能量變化 1 斷開(kāi)1moln n鍵需要 946kj的熱量 斷開(kāi)1molo o鍵需要 498kj的熱量 形成2moln o鍵 2 632kj的熱量 2 共吸收 kj的熱量 釋放 kj的熱量 吸收 吸收 放出 1444 1264 3 熱化學(xué)方程式 微點(diǎn)撥 鍵能是形成或破壞化學(xué)鍵所釋放或吸收的能量 不是物質(zhì)本身所含有的能量 n2 g o2 g 2no g h 180kj mol 1 自我小測(cè) 1 思考辨析 1 某可逆反應(yīng) 若正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 逆反應(yīng)則是吸熱反應(yīng) 分析 因?yàn)檎磻?yīng)放熱 說(shuō)明反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 而逆反應(yīng)則是將總能量低的生成物轉(zhuǎn)化為總能量高的反應(yīng)物 當(dāng)然需要吸熱了 2 2so2 g o2 g 2so3 g 和4so2 g 2o2 g 4so3 g 的 h相等 分析 h的數(shù)值與各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比 故 h不等 3 500 30mpa下 將0 5moln2和1 5molh2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成nh3 g 放熱19 3kj 其熱化學(xué)方程式為n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1 分析 該反應(yīng)為可逆反應(yīng) 應(yīng)用 并且注明500 30mpa下 且 h 38 6kj mol 1 4 同溫同壓下 反應(yīng)h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和點(diǎn)燃條件下的 h不同 分析 h與反應(yīng)條件無(wú)關(guān) 2 下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的說(shuō)法中正確的是 a 熱化學(xué)方程式未注明溫度和壓強(qiáng)時(shí) h表示標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù)b 熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量c 在加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)d 同一化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)條件不同 h值一定不同 解析 選b 熱化學(xué)方程式未注明溫度和壓強(qiáng)時(shí) h表示在25 101kpa條件下測(cè)定的數(shù)據(jù) a錯(cuò)誤 熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量 不表示微粒數(shù) 系數(shù)可以用分?jǐn)?shù)表示 b正確 化學(xué)反應(yīng)放熱 吸熱關(guān)鍵看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小或生成新化學(xué)鍵所釋放 的能量與斷裂舊化學(xué)鍵所吸收的能量的相對(duì)大小 與化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件無(wú)關(guān) 如鋁熱反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng) 但需要加熱 加熱的目的是使其達(dá)到反應(yīng)所需溫度 c錯(cuò)誤 化學(xué)反應(yīng)的焓變 h 只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān) h的單位是kj mol 1 與熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比 對(duì) 于相同物質(zhì)的反應(yīng) 當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí) 其 h不同 與反應(yīng)條件無(wú)關(guān) 所以同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件不同 只要熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)一定 h值就一定 d錯(cuò)誤 3 在相同的條件下 氯分子和氯原子比較 它們的能量是 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 不能確定哪個(gè)大 解析 選a 氯分子變成氯原子 cl cl cl cl 時(shí) 要破壞cl cl鍵 需要吸收能量 反應(yīng)后能量升高 即cl2的能量低于2cl的能量 4對(duì)反應(yīng)熱的描述錯(cuò)誤的是 a 不僅指燃燒時(shí)的放熱現(xiàn)象b 不包括反應(yīng)過(guò)程中的吸熱現(xiàn)象c 能表明化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化d 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量 解析 選b 反應(yīng)熱是指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中 當(dāng)反應(yīng)物和生成物溫度相同時(shí) 所吸收或釋放的熱量 它表明化學(xué)反應(yīng)中不僅存在著物質(zhì)變化 而且還存在著能量變化 5 氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰 在反應(yīng)過(guò)程中 破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為q1kj 破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為q2kj 形成1mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為q3kj 下列關(guān)系式中 正確的是 a q1 q2 q3b q1 q2 2q3c q1 q2 q3d q1 q2 2q3 解析 選d 氫氣在氯氣中燃燒時(shí)放出能量 所以形成2mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量大于破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵和破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量 一 物質(zhì)的能量 化學(xué)鍵的鍵能與焓變的關(guān)系及其計(jì)算 核心突破 1 物質(zhì)的能量 化學(xué)鍵的鍵能與焓變的關(guān)系 1 圖示 2 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊的化學(xué)鍵的斷裂和新的化學(xué)鍵的形成 化學(xué)鍵斷裂吸收的能量和形成化學(xué)鍵釋放的能量不同 使化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中有能量的變化 2 焓變的計(jì)算方法 焓變 反應(yīng)物鍵能總和 生成物鍵能總和 即 h e1 e2 反應(yīng)物鍵能 生成物鍵能 拓展深化 1 化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱 與反應(yīng)是否需要加熱沒(méi)有必然關(guān)系 許多放熱反應(yīng)也需要加熱來(lái)引發(fā) 如鋁熱反應(yīng) 煤炭的燃燒 2 常見(jiàn)的放熱反應(yīng)有酸堿中和反應(yīng) 活潑金屬與酸或水反應(yīng) 燃燒反應(yīng)等 常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)有大多數(shù)分解反應(yīng) 銨鹽和堿的反應(yīng) 碳和二氧化碳及水蒸氣的反應(yīng) 3 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都必須是化學(xué)反應(yīng) 溶解 狀態(tài)變化 化學(xué)鍵的形成 化學(xué)鍵的斷裂等過(guò)程都有熱量變化 但是不屬于吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng) 典題通關(guān) 典例 請(qǐng)認(rèn)真觀察圖示 然后回答問(wèn)題 1 已知化學(xué)反應(yīng)a2 g b2 g 2ab g 的能量變化如圖所示 圖中所示反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量 是 填 吸熱 或 放熱 反應(yīng) 2 某硝酸廠處理尾氣中no的方法 催化劑存在時(shí)用h2將no還原為n2 已知 則氮?dú)夂退魵夥磻?yīng)生成氫氣和一氧化氮的熱化學(xué)方程式是 解析 1 反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量 是吸熱反應(yīng) 2 n2和水蒸氣反應(yīng)生成no和h2的過(guò)程可看作是n2先分解成氮原子 h2o先分解成氫原子和氧原子 然后氮原子 氫原子 氧原子再重新組合生成no和h2 故反應(yīng)的 h 945kj mol 1 4 463kj mol 1 2 630kj mol 1 2 436kj mol 1 665kj mol 1 答案 1 低于吸熱 2 n2 g 2h2o g 2no g 2h2 g h 665kj mol 1 延伸探究 題 1 中反應(yīng)熱 h 題 2 中2mol氣態(tài)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 過(guò)關(guān)訓(xùn)練 1 2017 紹興高二檢測(cè) 已知三種物質(zhì)的鍵能數(shù)據(jù)如下表 且晶體硅為原子晶體 1個(gè)硅原子形成2個(gè)共價(jià)鍵 晶體硅在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式為si s o2 g sio2 s h 989 2kj mol 1 則x的值為 a 423 3b 460c 920d 1165 2 解析 選b 根據(jù)公式 h 反應(yīng)物鍵能總和 生成物鍵能總和 則2 176 1 498 8 4x 989 2 解得x 460 2 化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程 化學(xué)鍵的鍵能是形成 或拆開(kāi) 1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放 或吸收 的能量 已知白磷和p4o6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示 現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能 kj mol 1 p p 198 p o 360 o o 498 則反應(yīng)p4 白磷 3o2 g p4o6 s 的反應(yīng)熱 h為 a 126kj mol 1b 1638kj mol 1c 1638kj mol 1d 126kj mol 1 解析 選c 要根據(jù)化學(xué)鍵變化來(lái)計(jì)算白磷燃燒的反應(yīng)熱 必須弄清p4 p4o6分子中的共價(jià)鍵類(lèi)型 共價(jià)鍵數(shù)目 根據(jù)題中所給的白磷和p4o6分子結(jié)構(gòu)示意圖 觀察后可得 p4中共有6個(gè)p p鍵 p4o6中有12個(gè)p o鍵 所以 h 反應(yīng)物的鍵能 生成物的鍵能 6ep p 3 12ep o 6 198kj mol 1 3 498kj mol 1 12 360kj mol 1 1638kj mol 1 補(bǔ)償訓(xùn)練 已知1moln2和1molo2反應(yīng)生成2molno需要吸收180kj熱量 其中n n o o鍵的鍵能分別為946kj mol 1 498kj mol 1 則n o鍵的鍵能為 a 1264kj mol 1b 632kj mol 1c 316kj mol 1d 1624kj mol 1 解析 選b 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 h等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差 h 180kj mol 1 946kj mol 1 498kj mol 1 2e n o 所以e n o 632kj mol 1 二 熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷 核心突破 1 注意 h及其單位 1 h只能寫(xiě)在熱化學(xué)方程式的右側(cè) 單位為kj mol 1 2 若為吸熱反應(yīng) h 0 若為放熱反應(yīng) h 0 2 注意反應(yīng)條件 一般情況下 h是在25 1 01 105pa條件下測(cè)定的 可不注明反應(yīng)條件 若為其他條件 需注明溫度和壓強(qiáng) 3 注意物質(zhì)的聚集狀態(tài) 對(duì)于同一反應(yīng) 反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同時(shí) h也就不同 因此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí) 必須用g l s或aq注明各物質(zhì)的狀態(tài) 其原因如下 4 注意對(duì)熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)含義的理解 1 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量 可以是整數(shù) 也可以是分?jǐn)?shù) 2 h與化學(xué)計(jì)量數(shù)一一對(duì)應(yīng) 如化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍 h也加倍 反之亦然 易錯(cuò)提醒 1 熱化學(xué)方程式既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 又體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 2 當(dāng)兩反應(yīng)互為逆反應(yīng)時(shí) h互為相反數(shù) 拓展深化 化學(xué)方程式與熱化學(xué)方程式的區(qū)別 典題通關(guān) 典例 已知斷裂1molh2 g 中的h h鍵需要吸收436 4kj的能量 斷裂1molo2 g 中的共價(jià)鍵需要吸收498kj的能量 生成h2o g 中的1molh o鍵能放出462 8kj的能量 下列說(shuō)法正確的是 a 斷裂1molh2o中的化學(xué)鍵需要吸收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 選b 1molh2o g 中含有2molh o鍵 斷裂2molh o鍵 需要吸收2 462 8kj 925 6kj的能量 但a選項(xiàng)中h2o未注明狀態(tài) 則a選項(xiàng)錯(cuò)誤 根據(jù) h 反應(yīng)物的鍵能和 生成物的鍵能和 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選項(xiàng)正確 因?yàn)椴恢纇2o g 變成h2o l 的反應(yīng)熱為多少 所以無(wú)法計(jì)算c和d選項(xiàng)反應(yīng)的 h c d選項(xiàng)錯(cuò)誤 延伸探究 若h2o g h2o l h 44kj mol 1 則16gh2 g 與足量氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水放出的熱量是 kj 提示 2273 6 2molh2 g 與o2完全反應(yīng)生成h2o g 放出480 4kj 16gh2 g 即8molh2 g 與足量氧氣反應(yīng)生成h2o g 放出1921 6kj 生成液態(tài)水放出的熱量是1921 6kj 8 44kj 2273 6kj 過(guò)關(guān)訓(xùn)練 已知熱化學(xué)方程式 2so2 g o2 g 2so3 g h 196 64kj mol 1 在容器中充入2molso2和1molo2充分反應(yīng) 最終放出的熱量為 a 196 64kjb 196 64kj mol 1c 小于196 64kjd 大于196 64kj 解析 選c 根據(jù)熱化學(xué)方程式2so2 g o2 g 2so3 g h 196 64kj mol 1的含義 可知so2和o2反應(yīng)生成1molso3時(shí)放出的熱量為98 32kj 所以生成2molso3時(shí)放出的熱量為196 64kj 由于是可逆反應(yīng) 2molso2和1molo2不能完全反應(yīng) 所以放出的熱量小于196 64kj 選c 2 根據(jù)能量變化示意圖 下列熱化學(xué)方程式正確的是 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 選d 根據(jù)圖象可知 合成氨反應(yīng)的反應(yīng)物的能量和大于生成物的能量和 所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng) h 0 則生成1molnh3 g 的 h b a kj mol 1 生成1molnh3 l 的 h b c a kj mol 1 3 甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的一種反應(yīng)原理如下 ch3oh g h2o g co2 g 3h2 g h 49 0kj mol 1下列說(shuō)法正確的是 a 1lch3oh蒸氣與1l水蒸氣反應(yīng)生成1lco2氣體與3l氫氣吸收熱量49 0kj b 1個(gè)ch3oh分子與1個(gè)水分子反應(yīng)生成1個(gè)co2分子與3個(gè)h2分子吸收49 0kj熱量c 相同條件下1molch3oh g 與1molh2o g 的能量總和小于1molco2 g 與3molh2 g 的能量總和d 1molch3oh蒸氣與1mol液態(tài)水反應(yīng)生成1molco2氣體與3mol氫氣吸收的熱量小于49 0kj 解析 選c 1molch3oh蒸氣與1mol水蒸氣反應(yīng)生成1molco2氣體與3mol氫氣吸收熱量49 0kj 故a b錯(cuò)誤 吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量 所以1molch3oh g 與1molh2o g 的能量總和小于1molco2 g 與3molh2 g 的能量總和 故c正確 液態(tài)水吸收熱量變?yōu)闅鈶B(tài) 所以1molch3oh蒸氣與1mol液態(tài)水反應(yīng)生成1molco2氣體與3mol氫氣吸收的熱量大于49 0kj 故d錯(cuò)誤 補(bǔ)償訓(xùn)練 2017 湖州高二檢測(cè) 關(guān)于反應(yīng) 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 905kj mol 1的描述不正確的是 a 生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量b 方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示分子數(shù)c 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)d 該反應(yīng)中每4molnh3 g 被氧化 放出905kj熱量 解析 選b 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 905kj mol 1 是放熱反應(yīng) 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 故a和c正確 熱化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量 不表示微粒數(shù) 故b錯(cuò)誤 熱化學(xué)方程式4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 905kj mol 1表示在一定條件下 4molnh3 g 和5molo2 g 完全反應(yīng)生成4molno g 和6molh2o g 時(shí) 放出905kj熱量 故d正確 備選要點(diǎn) 反應(yīng)熱大小的比較1 放熱反應(yīng) h0 h的數(shù)值越大 就越大 3 同一反應(yīng) 生成物的狀態(tài)不同時(shí) a g b g c g h1 0 a g b g c l h2 0 存在 h2 h1 4 同一反應(yīng) 反應(yīng)物的狀態(tài)不同時(shí) a s b g c l h1 0 a g b g c l h2 0 存在 h2 h1 5 比較反應(yīng)熱大小時(shí)注意三個(gè)要點(diǎn) 1 反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 物質(zhì)的氣 液 固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系 2 參加反應(yīng)物質(zhì)的量 當(dāng)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時(shí) 參加反應(yīng)物質(zhì)的量越多放熱反應(yīng)的 h越小 吸熱反應(yīng)的 h越大 3 反應(yīng)的程度 參加反應(yīng)物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí) 反應(yīng)的程度越大 熱量變化越大 過(guò)關(guān)訓(xùn)練 1 2017 衢州高二檢測(cè) 同溫同壓下 已知下列各反應(yīng)為放熱反應(yīng) 下列各熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱最小的是 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 選c 各反應(yīng)中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量相同 同一物質(zhì)的能量g l s 反應(yīng)物的總能量越高 生成物的總能量越低 反應(yīng)放出的熱量越多 故c放出的熱量最多 反應(yīng)熱符號(hào)為 反應(yīng)放出的熱量越多 反應(yīng)熱越小 故c的反應(yīng)熱最小 2 在同溫同壓下 硫燃燒的熱化學(xué)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 則a b c的大小關(guān)系正確的是 a a b cb ac a 解析 選b 對(duì)于相同條件下的同一物質(zhì)來(lái)說(shuō) 氣態(tài)物質(zhì)具有的能量最高 液態(tài)物質(zhì)次之 固態(tài)物質(zhì)具有的能量最低 根據(jù) 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 根據(jù)以下3個(gè)熱化學(xué)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 判斷q1 q2 q3三者關(guān)系正確的是 a q1 q2 q3b q1 q3 q2c q3 q2 q1d q2 q1 q3 解析 選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 與 相比較 由于s so2放熱 則q1 q2 與 相比較 由于h2o l h2o g 吸熱 則q2 q3 則q1 q2 q3 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化圖象問(wèn)題的解答思路核心素養(yǎng) 認(rèn)識(shí)