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第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第1課時化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化新教材高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變課件魯科版必修1一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1.反應(yīng)熱
2.熱化學(xué):用_____方法和_____方法研究反應(yīng)熱的化學(xué)分支。必備知識·素養(yǎng)奠基實驗理論一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱必備知識·素養(yǎng)奠基實驗理論3.反應(yīng)熱的測定(1)主要儀器:量熱計。其構(gòu)造和各部分的作用如下:
3.反應(yīng)熱的測定(2)操作:將反應(yīng)物加入___筒并使之迅速混合,測量反應(yīng)前后溶液溫度的變化值。(3)計算:公式為___________。其中,C表示溶液及量熱計的_____,T1、T2分別表示反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度。內(nèi)Q=-C(T2-T1)熱容(2)操作:將反應(yīng)物加入___筒并使之迅速混合,測量反應(yīng)前后【微思考】在實驗室中有玻璃攪拌器和金屬攪拌器,在進(jìn)行測定反應(yīng)熱的實驗時應(yīng)選擇哪種攪拌器?提示:應(yīng)選用玻璃攪拌器。因為金屬是熱的良導(dǎo)體而玻璃不是,選用金屬攪拌器會增大反應(yīng)過程中熱量的散失,造成實驗誤差?!疚⑺伎肌俊厩膳袛唷?/p>
(1)反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)可通過實驗測得,也可運用理論計算求得。 (
)提示:√??赏ㄟ^實驗測得,也可利用理論計算求得。(2)H2O(s)====H2O(g)的反應(yīng)熱Q>0。 (
)提示:×。只有化學(xué)變化才有反應(yīng)熱,而H2O(s)====H2O(g)屬于物理變化?!厩膳袛唷慷?、化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變1.內(nèi)能二、化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變2.化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化(1)內(nèi)能變化與能量變化的關(guān)系:化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)能的變化可寫作:ΔU=______________________。U(反應(yīng)產(chǎn)物)__U(反應(yīng)物)反應(yīng)吸收能量U(反應(yīng)產(chǎn)物)__U(反應(yīng)物)反應(yīng)釋放能量U(反應(yīng)產(chǎn)物)-U(反應(yīng)物)><2.化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化U(反應(yīng)產(chǎn)物)__U(反應(yīng)物)反應(yīng)吸收(2)與反應(yīng)熱的關(guān)系①反應(yīng)體系與環(huán)境進(jìn)行能量交換以___和___的形式呈現(xiàn)。即化學(xué)反應(yīng)內(nèi)能的變化等于_______和___的加和:ΔU=____。②若反應(yīng)中沒有做功,則ΔU=__,即反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后體系內(nèi)能的變化。③等壓條件下:可能存在因體積改變而存在體積功,故反應(yīng)熱不一定等于反應(yīng)體系內(nèi)能的變化。熱功反應(yīng)熱功Q+WQ(2)與反應(yīng)熱的關(guān)系熱功反應(yīng)熱功Q+WQ3.化學(xué)反應(yīng)的焓變(1)焓3.化學(xué)反應(yīng)的焓變(2)反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系①焓變(2)反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系②反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系等壓條件下,反應(yīng)不與外界進(jìn)行電能、光能等其他形式能量的轉(zhuǎn)化時的反應(yīng)熱___________焓變,即Qp=ΔH等于反應(yīng)的②反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系等于反應(yīng)的4.熱化學(xué)方程式概念把一個化學(xué)反應(yīng)中___________和___________同時表示出來的式子意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,還表明了能量變化,同時還表明了“物質(zhì)的量”與“能量”之間的關(guān)系舉例________________________________________________物質(zhì)變化能量變化表示在298K和101kPa的條件下,______C(s)和1molH2O(g)完全反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2(g)時_____的熱量為131.3kJ物質(zhì)的變化反應(yīng)的焓變C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·mol-1
1mol吸收4.熱化學(xué)方程式概念把一個化學(xué)反應(yīng)中___________和【微思考】熱化學(xué)方程式“CH4+2O2====CO2+2H2O
ΔH=+890.3kJ”是否正確?為什么?提示:不正確。主要原因有三點:一是未標(biāo)明反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的聚集狀態(tài);二是ΔH的符號不正確;三是ΔH的單位不正確?!疚⑺伎肌俊厩膳袛唷?1)在一個化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,反應(yīng)放熱,ΔH為“-”。 (
)提示:√。放熱反應(yīng)的焓變ΔH<0。(2)同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同。 (
)提示:×。焓變與反應(yīng)條件無關(guān)。【巧判斷】關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成知識點一焓變與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化【重點釋疑】1.焓變與反應(yīng)能量變化的關(guān)系(1)微觀解釋。關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成知識點一焓變與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(2)判斷:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸熱反應(yīng)E1<E2ΔH<0放熱反應(yīng)(2)判斷:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸熱反應(yīng)E12.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)鍵的關(guān)系
ΔE1>ΔE2吸熱反應(yīng)ΔE1<ΔE2放熱反應(yīng)ΔH=∑反應(yīng)物鍵能-∑生成物鍵能2.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表示方法ΔH<0ΔH>0說明:ΔH的“+”“-”必須標(biāo)明,“-”表示放熱,“+”表示吸熱圖示
類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表示ΔH<0ΔH>0說明:ΔH的“+”“【思考·討論】1.任何化學(xué)反應(yīng)一定伴隨能量的變化嗎?提示:一定?;瘜W(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化。2.化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱是否與反應(yīng)條件有關(guān)?提示:反應(yīng)吸熱還是放熱與是否加熱等條件無直接關(guān)系。3.若反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?提示:放熱反應(yīng)?!舅伎肌び懻摗俊景咐痉丁俊镜淅?2020·合肥高二檢測)已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)====2AB(g)的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是 (
)A.每生成2分子AB吸收bkJ熱量B.該反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵,放出akJ能量【案例示范】【思維建?!拷獯鸨绢愒囶}思維流程如下:【解析】選B。觀察題給圖象可以得到,上述反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,為吸熱反應(yīng),其中反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1?;瘜W(xué)反應(yīng)過程中,化學(xué)鍵斷裂為吸熱過程,化學(xué)鍵形成為放熱過程?!舅季S建?!拷獯鸨绢愒囶}思維流程如下:【規(guī)律方法】常見的吸熱和放熱反應(yīng)(1)常見的吸熱反應(yīng):大多數(shù)分解反應(yīng)、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)、C或CO與CuO、CO2或H2O(g)的反應(yīng)等。(2)常見的放熱反應(yīng):中和反應(yīng)、金屬與水或酸反應(yīng)、燃燒、化合反應(yīng)(大多數(shù))、鋁熱反應(yīng)等。【規(guī)律方法】常見的吸熱和放熱反應(yīng)【遷移·應(yīng)用】1.(2020·天水高二檢測)下列說法正確的是 (
)A.焓變單位中kJ·mol-1,是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化B.當(dāng)反應(yīng)放熱時ΔH>0,反應(yīng)吸熱時ΔH<0C.一個化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,反應(yīng)放熱,ΔH為“-”D.一個化學(xué)反應(yīng)中,生成物總鍵能大于反應(yīng)物的總鍵能時,反應(yīng)吸熱,ΔH為“+”【遷移·應(yīng)用】【解析】選C。焓變單位中的kJ·mol-1,是指每摩爾具體的反應(yīng),不一定指參加反應(yīng)的物質(zhì),A錯;在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少,反應(yīng)就放熱,反之就吸熱,C對;化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂,新化學(xué)鍵的形成,斷鍵時吸收能量,成鍵時釋放能量,所以D錯?!窘馕觥窟xC。焓變單位中的kJ·mol-1,是指每摩爾具體的2.(2020·濟(jì)南高二檢測)下列說法正確的是 (
)A.化學(xué)反應(yīng)除了生成新的物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化B.據(jù)能量守恒定律,反應(yīng)物的總能量一定等于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量C.放熱的化學(xué)反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生D.吸熱反應(yīng)不加熱就不會發(fā)生2.(2020·濟(jì)南高二檢測)下列說法正確的是 ()【解析】選A?;瘜W(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)的生成,形成新化學(xué)鍵釋放的能量與斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量不相等,所以化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化,A項正確;化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)產(chǎn)物的總能量不等于反應(yīng)物的總能量,反應(yīng)前后的能量差值為化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,B項錯誤;放熱反應(yīng)有的需要加熱,如木炭的燃燒是一個放熱反應(yīng),但需要點燃,C項錯誤;Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),但不需要加熱,D項錯誤?!窘馕觥窟xA?;瘜W(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)的生成,形成新化學(xué)【補償訓(xùn)練】
(2020·青海高二檢測)已知EA、EB、EC、ED分別表示A(g)、B(g)、C(g)、D(g)所具有的能量,則對于吸熱反應(yīng):A(g)+B(g)====C(g)+D(g),下列說法正確的是 (
)A.EA>EC
B.EA>EC+EDC.EA+EB>EC+ED D.EA+EB<EC+ED【補償訓(xùn)練】【解析】選D。反應(yīng)物的總能量低于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故吸熱反應(yīng):A(g)+B(g)====C(g)+D(g)中,EA+EB<EC+ED,D項正確?!窘馕觥窟xD。反應(yīng)物的總能量低于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量的反應(yīng)為吸熱知識點二熱化學(xué)方程式的書寫【重點釋疑】與普通方程式相比,書寫熱化學(xué)方程式除了要遵循化學(xué)方程式的要求外,還應(yīng)注意以下五點:1.注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):反應(yīng)物或產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)的ΔH不同,因此書寫熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):氣體-g、固體-s、液體-l、稀溶液-aq。知識點二熱化學(xué)方程式的書寫2.溫度和壓強條件:反應(yīng)的焓變與測定條件有關(guān),因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明反應(yīng)的溫度和壓強(若是101kPa和298K可不注明)。3.化學(xué)計量數(shù)的含義:化學(xué)計量數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,不表示微粒個數(shù),因此熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。4.ΔH的單位及符號:ΔH的單位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能寫在化學(xué)方程式的右邊,表示正向反應(yīng)的焓變。ΔH<0表示放熱反應(yīng);ΔH>0則表示吸熱反應(yīng)。2.溫度和壓強條件:反應(yīng)的焓變與測定條件有關(guān),因此書寫熱化學(xué)5.同一反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系:熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH數(shù)值的絕對值也加倍;若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則ΔH的數(shù)值改變符號,但絕對值不變。5.同一反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系:熱化學(xué)方程式中【易錯提醒】熱化學(xué)方程式書寫易錯點(1)可逆反應(yīng)的焓變是指完全反應(yīng)時的焓變。(2)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān),化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)的焓變數(shù)值可以同時增大或減小相同的倍數(shù)。(3)反應(yīng)逆向進(jìn)行時,其反應(yīng)的焓變與正反應(yīng)的焓變數(shù)值相等,符號相反。【易錯提醒】熱化學(xué)方程式書寫易錯點【思考·討論】1.如何用一個式子既表示出化學(xué)反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化,又表示出反應(yīng)過程中的能量變化?提示:化學(xué)方程式可以表示化學(xué)反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化,若要表示反應(yīng)過程中的能量變化,需要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)和反應(yīng)的焓變,這樣的式子叫熱化學(xué)方程式?!舅伎肌び懻摗?.反應(yīng)過程中的能量變化與哪些因素有關(guān)?書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意什么問題?提示:由于反應(yīng)的焓變與物質(zhì)的聚集狀態(tài)、化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)等有關(guān),所以書寫熱化學(xué)方程式時,需注明物質(zhì)的狀態(tài)、焓變(符號、數(shù)值及單位)。
2.反應(yīng)過程中的能量變化與哪些因素有關(guān)?書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)【案例示范】【典例】(2020·貴港高二檢測)在常溫常壓下,1gH2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體,放出92.3kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式中正確的是 (
)A.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=-92.3kJ·mol-1B.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=+92.3kJ·mol-1C.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=+184.6kJ·mol-1D.2HCl(g)====H2(g)+Cl2(g)
ΔH=+184.6kJ·mol-1【案例示范】【思維建模】判斷熱化學(xué)方程式的正誤的思路如下:(1)看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確;(2)看ΔH的“+”“-”符號是否正確;(3)看反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol-1;(4)看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)是否對應(yīng)?!舅季S建模】判斷熱化學(xué)方程式的正誤的思路如下:【解析】選D。H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體,1gH2燃燒放出92.3kJ的熱量,則1mol(即2g)H2燃燒放出184.6kJ的熱量,化學(xué)反應(yīng)放出熱量,ΔH為“-”。則H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體的熱化學(xué)方程式為H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH=-184.6kJ·mol-1。一個放熱反應(yīng)的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),并且在其他條件相同時,正、逆反應(yīng)的ΔH絕對值相等,符號相反。則該題的四個選項中只有D項是正確的?!窘馕觥窟xD。H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體,1gH2【母題追問】(1)若將方程式寫為H2(g)+Cl2(g)====HCl(g),此反應(yīng)的ΔH為多少?提示:-92.3kJ·mol-1。方程式的化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼?ΔH要對應(yīng)變?yōu)樵瓉淼摹?2)若此反應(yīng)是在光照條件下進(jìn)行,則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式還是“H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=-184.6kJ·mol-1”嗎?提示:還是。因為熱化學(xué)方程式的書寫和焓變與反應(yīng)的條件無關(guān)?!灸割}追問】(1)若將方程式寫為H2(g)+Cl【遷移·應(yīng)用】1.(2020·信陽高二檢測)下列對H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)ΔH(298K)=-184.6kJ·mol-1的敘述正確的是 (
)A.1分子H2和1分子Cl2反應(yīng),放出熱量184.6kJB.1molH2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJC.在298K、101kPa的條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJD.在298K、101kPa的條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),吸收的熱量為184.6kJ【遷移·應(yīng)用】【解析】選C。熱化學(xué)方程式中ΔH的值與具體化學(xué)反應(yīng)相對應(yīng),在反應(yīng)中各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)不再表示粒子數(shù)目,只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量,所以A項中分子個數(shù)的說法是錯誤的。在描述反應(yīng)時應(yīng)說明外界條件,而B項中沒有說明溫度、壓強及Cl2的物質(zhì)的量和狀態(tài),該說法也是錯誤的。ΔH<0,該反應(yīng)放熱而非吸熱,D項錯誤。【解析】選C。熱化學(xué)方程式中ΔH的值與具體化學(xué)反應(yīng)相對應(yīng),在2.(2020·西安高二檢測)已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.4kJ熱量。表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 (
)A.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-48.4kJ·mol-1B.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5517.6kJ·mol-1C.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=+5517.6kJ·mol-1D.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-48.4kJ·mol-12.(2020·西安高二檢測)已知在25℃、101kPa【解析】選B。C8H18(辛烷)的摩爾質(zhì)量為114g·mol-1,所以1molC8H18(辛烷)完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出5517.6kJ熱量。【解析】選B。C8H18(辛烷)的摩爾質(zhì)量為114g·mo3.(2020·德州高二檢測)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 (
)A.2SO2+O22SO3
ΔH=-196.6kJ·mol-1B.N2(g)+2O2(g)====2NO2(g)
ΔH=+67.7kJ·mol-1C.C(s)+O2(g)====CO2(g)
ΔH=+393.5kJ·mol-1D.H2O(l)====H2(g)+O2(g)
ΔH=+285.8kJ·mol-13.(2020·德州高二檢測)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 【解析】選D。A項,未注明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),故錯誤;B項,化學(xué)方程式書寫錯誤,應(yīng)為N2(g)+O2(g)====2NO(g),故錯誤;C項,C與O2反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,故錯誤?!窘馕觥窟xD。A項,未注明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),故錯誤;【補償訓(xùn)練】1.(2020·大慶高二檢測)已知2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1,則下列關(guān)于方程式2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)的ΔH的說法中正確的是(
)A.方程式中的化學(xué)計量數(shù)表示分子數(shù)B.該反應(yīng)ΔH大于零C.該反應(yīng)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.可表示36g水分解時的熱效應(yīng)【補償訓(xùn)練】【解析】選B。熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量,A項錯誤;在書寫熱化學(xué)方程式時,若反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物對換,則ΔH的符號相反,數(shù)值不變,故B項正確、C項錯誤;D項未注明水是液態(tài),錯誤。【解析】選B。熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量,A項錯誤2.(2020·武漢高二檢測)已知:①2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列說法中錯誤的是 (
)A.①式表示25℃、101kPa時,2molH2和1molO2完全燃燒生成2molH2O(l)放熱571.6kJB.①式表示25℃、101kPa時,1molH2和1molO2完全燃燒生成2molH2O(l)放熱571.6kJ2.(2020·武漢高二檢測)已知:①2H2(g)+O2(gC.②式表示含1molNaOH的稀溶液與50g98%的硫酸混合后放出的熱量大于57.3kJD.②式表示含1molNaOH的稀溶液與含1molHCl的稀鹽酸混合后放出的熱量等于57.3kJ【解析】選B。①式表示25℃、101kPa時,2molH2和1molO2完全燃燒生成2molH2O(l)放熱571.6kJ。C.②式表示含1molNaOH的稀溶液與50g98%【素養(yǎng)提升】CCS技術(shù)是將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)中所產(chǎn)生的CO2進(jìn)行捕捉與封存的技術(shù),被認(rèn)為是拯救地球、應(yīng)對全球氣候變化最重要的手段之一。其中一種以天然氣為燃料的“燃燒前捕獲系統(tǒng)”的簡單流程圖如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)?!舅仞B(yǎng)提升】(1)CH4在催化劑作用下實現(xiàn)第一步,也叫CH4不完全燃燒,1gCH4不完全燃燒反應(yīng)放出2.21kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。提示:流程中第一步CH4不完全燃燒,化學(xué)方程式是2CH4+O2====2CO+4H2。1gCH4不完全燃燒放熱2.21kJ,則2molCH4不完全燃燒放熱70.72kJ。故其熱化學(xué)方程式為2CH4(g)+O2(g)====2CO(g)+4H2(g)
ΔH=-70.72kJ·mol-1。(1)CH4在催化劑作用下實現(xiàn)第一步,也叫CH4不完全燃燒,(2)第二步中涉及的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g),其反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,寫出反應(yīng)CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)的熱化學(xué)方程式。(2)第二步中涉及的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)====C提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)
ΔH=+41kJ·mol-1。由圖示可知當(dāng)1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)時,要吸收41kJ熱量。提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g(3)分離出的H2可以用于合成氨工業(yè),如圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g)過程中能量變化示意圖。請寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(3)分離出的H2可以用于合成氨工業(yè),如圖是N2(g)和H2提示:由圖象可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且生成1molNH3(g)時,放出的熱量為(300-254)kJ=46kJ,故N2(g)和H2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol-1。提示:由圖象可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且生成1molNH3(4)分離出的CO2
和H2在工業(yè)上可合成甲醇,合成氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)====CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-50kJ·mol-1。在同一個圖象中畫出生成氣態(tài)甲醇和液態(tài)甲醇的能量變化圖示。提示:液態(tài)物質(zhì)的能量小于氣態(tài)物質(zhì),因此圖象為(4)分離出的CO2和H2在工業(yè)上可合成甲醇,合成氣態(tài)甲(5)100℃下,充分燃燒一定量的甲烷放出熱量10.25kJ,經(jīng)測定完全吸收生成的CO2需消耗0.25mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正鹽,寫出此條件下甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。提示:CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-820kJ·mol-1。據(jù)題意,放出10.25kJ熱量時生成的CO2的物質(zhì)的量為0.25mol·L-1×0.1L÷2=0.0125mol,根據(jù)碳元素守恒,因此甲烷的物質(zhì)的量為0.0125mol,因此燃燒1mol甲烷放出的熱量為10.25÷0.0125=820(kJ)。由于反應(yīng)在100℃下進(jìn)行,水為氣態(tài),因此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-820kJ·mol-1。(5)100℃下,充分燃燒一定量的甲烷放出熱量10.25【備選要點】中和熱【備選要點】中和熱【特別提醒】(1)必須是強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)。(2)產(chǎn)物是1molH2O(l)。用離子方程式可表示為OH-(aq)+H+(aq)====H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·mol-1?!咎貏e提醒】(1)必須是強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)。課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2020·長春高二檢測)下列設(shè)備工作時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是(
)
【解析】選D。A、C分別將太陽能轉(zhuǎn)化為電能、熱能;B.鋰離子電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;D.燃?xì)庠顚⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2020·長春高二檢測)下列設(shè)備工作2.(2020·常熟高二檢測)下列反應(yīng)中,生成物的總焓大于反應(yīng)物的總焓的是 (
)A.氫氣在氧氣中燃燒B.鐵絲在氧氣中燃燒C.硫在氧氣中燃燒D.焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)【解析】選D。生成物的總焓大于反應(yīng)物的總焓,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故D項正確。2.(2020·常熟高二檢測)下列反應(yīng)中,生成物的總焓大于反3.(2020·九江高二檢測)由圖分析,下列說法正確的是 (
)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號A.A→B+C和B+C→A兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等B.A→B+C
ΔH<0C.A具有的焓高于B和C具有的焓的總和D.A→B+C
ΔH>0,則B+C→A
ΔH<03.(2020·九江高二檢測)由圖分析,下列說法正確的是 (【解析】選D。由圖可看出,B和C的焓之和高于A的焓,則反應(yīng)B+C→A一定是放熱反應(yīng),ΔH<0;反之,A→B+C的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng),ΔH>0;根據(jù)能量守恒定律,兩反應(yīng)吸收和放出的能量一定相等?!窘馕觥窟xD。由圖可看出,B和C的焓之和高于A的焓,則反應(yīng)B4.(2020·榆林高二檢測)含有11.2gKOH的稀溶液與1L0.1mol·L-1的H2SO4溶液反應(yīng),放出11.46kJ的熱量,表示該反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式為 (
)A.KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-11.46kJ·mol-1B.0.2KOH(aq)+0.1H2SO4(aq)====0.1K2SO4(aq)+0.2H2O(l)ΔH=-11.46kJ·mol-14.(2020·榆林高二檢測)含有11.2gKOH的稀溶C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1D.KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1C.2KOH(aq)+H2SO4(aq)====K2SO4(【解析】選D。中和熱是以生成1molH2O(l)所放出的熱量來衡量的,故書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時,應(yīng)以生成1molH2O(l)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),再結(jié)合放熱數(shù)值?!窘馕觥窟xD。中和熱是以生成1molH2O(l)所放出的5.(2020·沈陽高二檢測)熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·mol-1表示 (
)A.碳和水反應(yīng)吸收131.3kJ能量B.1mol碳和1mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量C.1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w和氫氣,并吸熱131.3kJD.1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸收131.3kJ熱量5.(2020·沈陽高二檢測)熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(【解析】選C。物質(zhì)的量的多少未描述,狀態(tài)也未描述,故A項錯誤;反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)未標(biāo)出,故B項錯誤;闡明意義時既說明物質(zhì)的狀態(tài)又描述了物質(zhì)的量的多少,故C項正確;化學(xué)式前的計量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量而非分子數(shù),1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱kJ,故D項錯誤?!窘馕觥窟xC。物質(zhì)的量的多少未描述,狀態(tài)也未描述,故A項錯誤6.(新思維·新考向)硫酸是一種重要的工業(yè)原料,在工業(yè)制硫酸的過程中涉及反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的ΔH1=-99kJ·mol-1。請回答下列問題:世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號6.(新思維·新考向)硫酸是一種重要的工業(yè)原料,在工業(yè)制硫酸(1)分析圖示中A、B、C、E、F的含義。(2)計算圖示中的ΔH。(3)書寫SO3在一定條件下分解的熱化學(xué)方程式。(4)將2molSO2和1molO2置于一容器中發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過程中釋放多少熱量?(1)分析圖示中A、B、C、E、F的含義?!窘馕觥?1)從反應(yīng)的圖示可以得出A表示反應(yīng)物2SO2和O2的總能量之和,C表示生成物2SO3的總能量之和。B表示反應(yīng)的中間狀態(tài)。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,因此E表示斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量,F表示形成生成物中化學(xué)鍵釋放的能量。(2)圖中的表示的方程式是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),表示2molSO2(g)參加反應(yīng),因此ΔH=-99kJ·mol-1×2=-198kJ·mol-1?!窘馕觥?1)從反應(yīng)的圖示可以得出A表示反應(yīng)物2SO2和O2(3)因為生成SO3的反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此SO3的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
ΔH=+198kJ·mol-1。(4)由于此反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進(jìn)行徹底,因此反應(yīng)過程釋放的熱量小于198kJ。(3)因為生成SO3的反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此SO3的分解反應(yīng)為答案:(1)A——反應(yīng)物的能量總和,B——反應(yīng)的中間狀態(tài)或中間產(chǎn)物,C——生成物的能量總和,E——斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量,F——形成生成物中化學(xué)鍵釋放的能量。(2)-198kJ·mol-1(3)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
ΔH=+198kJ·mol-1(4)小于198kJ答案:(1)A——反應(yīng)物的能量總和,B——反應(yīng)的中間狀態(tài)或中第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第1課時化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化新教材高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變課件魯科版必修1一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱1.反應(yīng)熱
2.熱化學(xué):用_____方法和_____方法研究反應(yīng)熱的化學(xué)分支。必備知識·素養(yǎng)奠基實驗理論一、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱必備知識·素養(yǎng)奠基實驗理論3.反應(yīng)熱的測定(1)主要儀器:量熱計。其構(gòu)造和各部分的作用如下:
3.反應(yīng)熱的測定(2)操作:將反應(yīng)物加入___筒并使之迅速混合,測量反應(yīng)前后溶液溫度的變化值。(3)計算:公式為___________。其中,C表示溶液及量熱計的_____,T1、T2分別表示反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度。內(nèi)Q=-C(T2-T1)熱容(2)操作:將反應(yīng)物加入___筒并使之迅速混合,測量反應(yīng)前后【微思考】在實驗室中有玻璃攪拌器和金屬攪拌器,在進(jìn)行測定反應(yīng)熱的實驗時應(yīng)選擇哪種攪拌器?提示:應(yīng)選用玻璃攪拌器。因為金屬是熱的良導(dǎo)體而玻璃不是,選用金屬攪拌器會增大反應(yīng)過程中熱量的散失,造成實驗誤差?!疚⑺伎肌俊厩膳袛唷?/p>
(1)反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)可通過實驗測得,也可運用理論計算求得。 (
)提示:√。可通過實驗測得,也可利用理論計算求得。(2)H2O(s)====H2O(g)的反應(yīng)熱Q>0。 (
)提示:×。只有化學(xué)變化才有反應(yīng)熱,而H2O(s)====H2O(g)屬于物理變化?!厩膳袛唷慷⒒瘜W(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變1.內(nèi)能二、化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化與焓變2.化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化(1)內(nèi)能變化與能量變化的關(guān)系:化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)能的變化可寫作:ΔU=______________________。U(反應(yīng)產(chǎn)物)__U(反應(yīng)物)反應(yīng)吸收能量U(反應(yīng)產(chǎn)物)__U(反應(yīng)物)反應(yīng)釋放能量U(反應(yīng)產(chǎn)物)-U(反應(yīng)物)><2.化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)能變化U(反應(yīng)產(chǎn)物)__U(反應(yīng)物)反應(yīng)吸收(2)與反應(yīng)熱的關(guān)系①反應(yīng)體系與環(huán)境進(jìn)行能量交換以___和___的形式呈現(xiàn)。即化學(xué)反應(yīng)內(nèi)能的變化等于_______和___的加和:ΔU=____。②若反應(yīng)中沒有做功,則ΔU=__,即反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后體系內(nèi)能的變化。③等壓條件下:可能存在因體積改變而存在體積功,故反應(yīng)熱不一定等于反應(yīng)體系內(nèi)能的變化。熱功反應(yīng)熱功Q+WQ(2)與反應(yīng)熱的關(guān)系熱功反應(yīng)熱功Q+WQ3.化學(xué)反應(yīng)的焓變(1)焓3.化學(xué)反應(yīng)的焓變(2)反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系①焓變(2)反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系②反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系等壓條件下,反應(yīng)不與外界進(jìn)行電能、光能等其他形式能量的轉(zhuǎn)化時的反應(yīng)熱___________焓變,即Qp=ΔH等于反應(yīng)的②反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系等于反應(yīng)的4.熱化學(xué)方程式概念把一個化學(xué)反應(yīng)中___________和___________同時表示出來的式子意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,還表明了能量變化,同時還表明了“物質(zhì)的量”與“能量”之間的關(guān)系舉例________________________________________________物質(zhì)變化能量變化表示在298K和101kPa的條件下,______C(s)和1molH2O(g)完全反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2(g)時_____的熱量為131.3kJ物質(zhì)的變化反應(yīng)的焓變C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·mol-1
1mol吸收4.熱化學(xué)方程式概念把一個化學(xué)反應(yīng)中___________和【微思考】熱化學(xué)方程式“CH4+2O2====CO2+2H2O
ΔH=+890.3kJ”是否正確?為什么?提示:不正確。主要原因有三點:一是未標(biāo)明反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的聚集狀態(tài);二是ΔH的符號不正確;三是ΔH的單位不正確?!疚⑺伎肌俊厩膳袛唷?1)在一個化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,反應(yīng)放熱,ΔH為“-”。 (
)提示:√。放熱反應(yīng)的焓變ΔH<0。(2)同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同。 (
)提示:×。焓變與反應(yīng)條件無關(guān)。【巧判斷】關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成知識點一焓變與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化【重點釋疑】1.焓變與反應(yīng)能量變化的關(guān)系(1)微觀解釋。關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成知識點一焓變與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(2)判斷:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸熱反應(yīng)E1<E2ΔH<0放熱反應(yīng)(2)判斷:ΔH=E1-E2。E1>E2ΔH>0吸熱反應(yīng)E12.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)鍵的關(guān)系
ΔE1>ΔE2吸熱反應(yīng)ΔE1<ΔE2放熱反應(yīng)ΔH=∑反應(yīng)物鍵能-∑生成物鍵能2.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表示方法ΔH<0ΔH>0說明:ΔH的“+”“-”必須標(biāo)明,“-”表示放熱,“+”表示吸熱圖示
類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表示ΔH<0ΔH>0說明:ΔH的“+”“【思考·討論】1.任何化學(xué)反應(yīng)一定伴隨能量的變化嗎?提示:一定?;瘜W(xué)反應(yīng)一定伴隨著能量變化。2.化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱是否與反應(yīng)條件有關(guān)?提示:反應(yīng)吸熱還是放熱與是否加熱等條件無直接關(guān)系。3.若反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?提示:放熱反應(yīng)?!舅伎肌び懻摗俊景咐痉丁俊镜淅?2020·合肥高二檢測)已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)====2AB(g)的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是 (
)A.每生成2分子AB吸收bkJ熱量B.該反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵,放出akJ能量【案例示范】【思維建?!拷獯鸨绢愒囶}思維流程如下:【解析】選B。觀察題給圖象可以得到,上述反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,為吸熱反應(yīng),其中反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJ·mol-1?;瘜W(xué)反應(yīng)過程中,化學(xué)鍵斷裂為吸熱過程,化學(xué)鍵形成為放熱過程?!舅季S建?!拷獯鸨绢愒囶}思維流程如下:【規(guī)律方法】常見的吸熱和放熱反應(yīng)(1)常見的吸熱反應(yīng):大多數(shù)分解反應(yīng)、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)、C或CO與CuO、CO2或H2O(g)的反應(yīng)等。(2)常見的放熱反應(yīng):中和反應(yīng)、金屬與水或酸反應(yīng)、燃燒、化合反應(yīng)(大多數(shù))、鋁熱反應(yīng)等。【規(guī)律方法】常見的吸熱和放熱反應(yīng)【遷移·應(yīng)用】1.(2020·天水高二檢測)下列說法正確的是 (
)A.焓變單位中kJ·mol-1,是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化B.當(dāng)反應(yīng)放熱時ΔH>0,反應(yīng)吸熱時ΔH<0C.一個化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,反應(yīng)放熱,ΔH為“-”D.一個化學(xué)反應(yīng)中,生成物總鍵能大于反應(yīng)物的總鍵能時,反應(yīng)吸熱,ΔH為“+”【遷移·應(yīng)用】【解析】選C。焓變單位中的kJ·mol-1,是指每摩爾具體的反應(yīng),不一定指參加反應(yīng)的物質(zhì),A錯;在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少,反應(yīng)就放熱,反之就吸熱,C對;化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂,新化學(xué)鍵的形成,斷鍵時吸收能量,成鍵時釋放能量,所以D錯?!窘馕觥窟xC。焓變單位中的kJ·mol-1,是指每摩爾具體的2.(2020·濟(jì)南高二檢測)下列說法正確的是 (
)A.化學(xué)反應(yīng)除了生成新的物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化B.據(jù)能量守恒定律,反應(yīng)物的總能量一定等于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量C.放熱的化學(xué)反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生D.吸熱反應(yīng)不加熱就不會發(fā)生2.(2020·濟(jì)南高二檢測)下列說法正確的是 ()【解析】選A。化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)的生成,形成新化學(xué)鍵釋放的能量與斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量不相等,所以化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化,A項正確;化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)產(chǎn)物的總能量不等于反應(yīng)物的總能量,反應(yīng)前后的能量差值為化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,B項錯誤;放熱反應(yīng)有的需要加熱,如木炭的燃燒是一個放熱反應(yīng),但需要點燃,C項錯誤;Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),但不需要加熱,D項錯誤?!窘馕觥窟xA?;瘜W(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)的生成,形成新化學(xué)【補償訓(xùn)練】
(2020·青海高二檢測)已知EA、EB、EC、ED分別表示A(g)、B(g)、C(g)、D(g)所具有的能量,則對于吸熱反應(yīng):A(g)+B(g)====C(g)+D(g),下列說法正確的是 (
)A.EA>EC
B.EA>EC+EDC.EA+EB>EC+ED D.EA+EB<EC+ED【補償訓(xùn)練】【解析】選D。反應(yīng)物的總能量低于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故吸熱反應(yīng):A(g)+B(g)====C(g)+D(g)中,EA+EB<EC+ED,D項正確?!窘馕觥窟xD。反應(yīng)物的總能量低于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量的反應(yīng)為吸熱知識點二熱化學(xué)方程式的書寫【重點釋疑】與普通方程式相比,書寫熱化學(xué)方程式除了要遵循化學(xué)方程式的要求外,還應(yīng)注意以下五點:1.注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):反應(yīng)物或產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)的ΔH不同,因此書寫熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):氣體-g、固體-s、液體-l、稀溶液-aq。知識點二熱化學(xué)方程式的書寫2.溫度和壓強條件:反應(yīng)的焓變與測定條件有關(guān),因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明反應(yīng)的溫度和壓強(若是101kPa和298K可不注明)。3.化學(xué)計量數(shù)的含義:化學(xué)計量數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,不表示微粒個數(shù),因此熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。4.ΔH的單位及符號:ΔH的單位是J·mol-1或kJ·mol-1,ΔH只能寫在化學(xué)方程式的右邊,表示正向反應(yīng)的焓變。ΔH<0表示放熱反應(yīng);ΔH>0則表示吸熱反應(yīng)。2.溫度和壓強條件:反應(yīng)的焓變與測定條件有關(guān),因此書寫熱化學(xué)5.同一反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系:熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)加倍,則ΔH數(shù)值的絕對值也加倍;若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則ΔH的數(shù)值改變符號,但絕對值不變。5.同一反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系:熱化學(xué)方程式中【易錯提醒】熱化學(xué)方程式書寫易錯點(1)可逆反應(yīng)的焓變是指完全反應(yīng)時的焓變。(2)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān),化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)的焓變數(shù)值可以同時增大或減小相同的倍數(shù)。(3)反應(yīng)逆向進(jìn)行時,其反應(yīng)的焓變與正反應(yīng)的焓變數(shù)值相等,符號相反。【易錯提醒】熱化學(xué)方程式書寫易錯點【思考·討論】1.如何用一個式子既表示出化學(xué)反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化,又表示出反應(yīng)過程中的能量變化?提示:化學(xué)方程式可以表示化學(xué)反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化,若要表示反應(yīng)過程中的能量變化,需要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)和反應(yīng)的焓變,這樣的式子叫熱化學(xué)方程式。【思考·討論】2.反應(yīng)過程中的能量變化與哪些因素有關(guān)?書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意什么問題?提示:由于反應(yīng)的焓變與物質(zhì)的聚集狀態(tài)、化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)等有關(guān),所以書寫熱化學(xué)方程式時,需注明物質(zhì)的狀態(tài)、焓變(符號、數(shù)值及單位)。
2.反應(yīng)過程中的能量變化與哪些因素有關(guān)?書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)【案例示范】【典例】(2020·貴港高二檢測)在常溫常壓下,1gH2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體,放出92.3kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式中正確的是 (
)A.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=-92.3kJ·mol-1B.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=+92.3kJ·mol-1C.H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=+184.6kJ·mol-1D.2HCl(g)====H2(g)+Cl2(g)
ΔH=+184.6kJ·mol-1【案例示范】【思維建?!颗袛酂峄瘜W(xué)方程式的正誤的思路如下:(1)看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確;(2)看ΔH的“+”“-”符號是否正確;(3)看反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol-1;(4)看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)是否對應(yīng)?!舅季S建?!颗袛酂峄瘜W(xué)方程式的正誤的思路如下:【解析】選D。H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體,1gH2燃燒放出92.3kJ的熱量,則1mol(即2g)H2燃燒放出184.6kJ的熱量,化學(xué)反應(yīng)放出熱量,ΔH為“-”。則H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體的熱化學(xué)方程式為H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH=-184.6kJ·mol-1。一個放熱反應(yīng)的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),并且在其他條件相同時,正、逆反應(yīng)的ΔH絕對值相等,符號相反。則該題的四個選項中只有D項是正確的?!窘馕觥窟xD。H2在Cl2中燃燒生成HCl氣體,1gH2【母題追問】(1)若將方程式寫為H2(g)+Cl2(g)====HCl(g),此反應(yīng)的ΔH為多少?提示:-92.3kJ·mol-1。方程式的化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼?ΔH要對應(yīng)變?yōu)樵瓉淼摹?2)若此反應(yīng)是在光照條件下進(jìn)行,則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式還是“H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)
ΔH=-184.6kJ·mol-1”嗎?提示:還是。因為熱化學(xué)方程式的書寫和焓變與反應(yīng)的條件無關(guān)?!灸割}追問】(1)若將方程式寫為H2(g)+Cl【遷移·應(yīng)用】1.(2020·信陽高二檢測)下列對H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)ΔH(298K)=-184.6kJ·mol-1的敘述正確的是 (
)A.1分子H2和1分子Cl2反應(yīng),放出熱量184.6kJB.1molH2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJC.在298K、101kPa的條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJD.在298K、101kPa的條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),吸收的熱量為184.6kJ【遷移·應(yīng)用】【解析】選C。熱化學(xué)方程式中ΔH的值與具體化學(xué)反應(yīng)相對應(yīng),在反應(yīng)中各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)不再表示粒子數(shù)目,只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量,所以A項中分子個數(shù)的說法是錯誤的。在描述反應(yīng)時應(yīng)說明外界條件,而B項中沒有說明溫度、壓強及Cl2的物質(zhì)的量和狀態(tài),該說法也是錯誤的。ΔH<0,該反應(yīng)放熱而非吸熱,D項錯誤?!窘馕觥窟xC。熱化學(xué)方程式中ΔH的值與具體化學(xué)反應(yīng)相對應(yīng),在2.(2020·西安高二檢測)已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.4kJ熱量。表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 (
)A.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-48.4kJ·mol-1B.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5517.6kJ·mol-1C.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=+5517.6kJ·mol-1D.C8H18(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-48.4kJ·mol-12.(2020·西安高二檢測)已知在25℃、101kPa【解析】選B。C8H18(辛烷)的摩爾質(zhì)量為114g·mol-1,所以1molC8H18(辛烷)完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出5517.6kJ熱量。【解析】選B。C8H18(辛烷)的摩爾質(zhì)量為114g·mo3.(2020·德州高二檢測)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 (
)A.2SO2+O22SO3
ΔH=-196.6kJ·mol-1B.N2(g)+2O2(g)====2NO2(g)
ΔH=+67.7kJ·mol-1C.C(s)+O2(g)====CO2(g)
ΔH=+393.5kJ·mol-1D.H2O(l)====H2(g)+O2(g)
ΔH=+285.8kJ·mol-13.(2020·德州高二檢測)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 【解析】選D。A項,未注明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),故錯誤;B項,化學(xué)方程式書寫錯誤,應(yīng)為N2(g)+O2(g)====2NO(g),故錯誤;C項,C與O2反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,故錯誤。【解析】選D。A項,未注明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài),故錯誤;【補償訓(xùn)練】1.(2020·大慶高二檢測)已知2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1,則下列關(guān)于方程式2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)的ΔH的說法中正確的是(
)A.方程式中的化學(xué)計量數(shù)表示分子數(shù)B.該反應(yīng)ΔH大于零C.該反應(yīng)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.可表示36g水分解時的熱效應(yīng)【補償訓(xùn)練】【解析】選B。熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量,A項錯誤;在書寫熱化學(xué)方程式時,若反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物對換,則ΔH的符號相反,數(shù)值不變,故B項正確、C項錯誤;D項未注明水是液態(tài),錯誤?!窘馕觥窟xB。熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量,A項錯誤2.(2020·武漢高二檢測)已知:①2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列說法中錯誤的是 (
)A.①式表示25℃、101kPa時,2molH2和1molO2完全燃燒生成2molH2O(l)放熱571.6kJB.①式表示25℃、101kPa時,1molH2和1molO2完全燃燒生成2molH2O(l)放熱571.6kJ2.(2020·武漢高二檢測)已知:①2H2(g)+O2(gC.②式表示含1molNaOH的稀溶液與50g98%的硫酸混合后放出的熱量大于57.3kJD.②式表示含1molNaOH的稀溶液與含1molHCl的稀鹽酸混合后放出的熱量等于57.3kJ【解析】選B。①式表示25℃、101kPa時,2molH2和1molO2完全燃燒生成2molH2O(l)放熱571.6kJ。C.②式表示含1molNaOH的稀溶液與50g98%【素養(yǎng)提升】CCS技術(shù)是將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)中所產(chǎn)生的CO2進(jìn)行捕捉與封存的技術(shù),被認(rèn)為是拯救地球、應(yīng)對全球氣候變化最重要的手段之一。其中一種以天然氣為燃料的“燃燒前捕獲系統(tǒng)”的簡單流程圖如圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)?!舅仞B(yǎng)提升】(1)CH4在催化劑作用下實現(xiàn)第一步,也叫CH4不完全燃燒,1gCH4不完全燃燒反應(yīng)放出2.21kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。提示:流程中第一步CH4不完全燃燒,化學(xué)方程式是2CH4+O2====2CO+4H2。1gCH4不完全燃燒放熱2.21kJ,則2molCH4不完全燃燒放熱70.72kJ。故其熱化學(xué)方程式為2CH4(g)+O2(g)====2CO(g)+4H2(g)
ΔH=-70.72kJ·mol-1。(1)CH4在催化劑作用下實現(xiàn)第一步,也叫CH4不完全燃燒,(2)第二步中涉及的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g),其反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,寫出反應(yīng)CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)的熱化學(xué)方程式。(2)第二步中涉及的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)====C提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)
ΔH=+41kJ·mol-1。由圖示可知當(dāng)1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)時,要吸收41kJ熱量。提示:CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g(3)分離出的H2可以用于合成氨工業(yè),如圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g)過程中能量變化示意圖。請寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(3)分離出的H2可以用于合成氨工業(yè),如圖是N2(g)和H2提示:由圖象可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且生成1molNH3(g)時,放出的熱量為(300-254)kJ=46kJ,故N2(g)和H2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol-1。提示:由圖象可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且生成1molNH3(4)分離出的CO2
和H2在工業(yè)上可合成甲醇,合成氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)====CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-50kJ·mol-1。在同一個圖象中畫出生成氣態(tài)甲醇和液態(tài)甲醇的能量變化圖示。提示:液態(tài)物質(zhì)的能量小于氣態(tài)物質(zhì),因此圖象為(4)分離出的CO2和H2在工業(yè)上可合成甲醇,合成氣態(tài)甲(5)100℃下,充分燃燒一定量的甲烷放出熱量10.25kJ,經(jīng)測定完全吸收生成的CO2需消耗0.25mol·L-1的KOH溶液100mL,恰好生成正鹽,寫出此條件下甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。提示:CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-820kJ·mol-1。據(jù)題意,放出10.25kJ熱量時生成的CO2的物質(zhì)的量為0.25mol·L-1×0.1L÷2=0.0125mol,根據(jù)碳元素守恒,因此甲烷的物質(zhì)的量為0.0125mol,因此燃燒1mol甲烷放出的熱量為10.25÷0.0125=820(kJ)。由于反應(yīng)在100℃下進(jìn)行,水為氣態(tài),因此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-820kJ·mol-1。(5)100℃下,充分燃燒一定量的甲烷放出熱量10.25【備選要點】中和熱【備選要點】中和熱【特別提醒】(1)必須是強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)。(2)產(chǎn)物是1molH2O(l)。用離子方程式可表示為OH-(aq)+H+(aq)====H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·mol-1?!咎貏e提醒】(1)必須是強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)。課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2020·長春高二檢測)下列設(shè)備工作時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是(
)
【解析】選D。A、
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