1-1-1 焓变 反应热
【学习目标】
1. 知道化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;
2.记住常见的放热反应和吸热反应。
3. 理解反应热和焓变的含义,会用反应热的表达式进行计算。
【学习重难点】
学习重点:反应热的含义和应用
学习重点:△H的“+”与“—”
【自主预习】
1.化学反应的基本特征:一是物质发生了变化,即有 生成;二是能量发生了变化,即 能量或 能量。
2.化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为 的变化。因此化学反应分为两类: 反应和 反应。下列图中,图1表示 反应,图2表示 反应。
3.有下列反应:①氧化钙与水反应 ②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合 ④燃烧煤炭取暖 ⑤钠与水反应 ⑥胆矾受热失去结晶水,其中为吸热反应的是 ,放热反应的是 。
4. 焓变
(1)定义:
(2)符号:
(3)单位:
(4)反应热表示方法:△H为“+”或△H>0时为 反应;
△H为 “一”或△H<0时为 反应。
(5)△H计算的三种表达式:
【预习检测】
1.化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量,在化学上叫做吸热反应。其原因是( )
A.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B.反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C.在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D.在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
2.下列反应是放热反应,但不是氧化还原反应的是( )
A.铝片与稀硫酸的反应 B.氢氧化钡与硫酸的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应 D.甲烷在氧气中燃烧
合作探究
探究活动一:化学反应的反应热
1.化学反应中存在两大变化,即 变化和能量变化。由于拆开不同的化学键 的能量 ,形成不同的化学键 的能量也 ,所以化学反应中总会伴随有能量的变化,最终的反应结果表现为 能量或 能量。
2.化学反应中的能量变化有多种形式,但通常主要表现为 的变化。因此化学反应分为两类:
(1)放热反应: 。
(2)吸热反应: 。
3.反应热的概念:当化学反应在一定的温度下进行时,反应所 称为该反应在此温度下的热效应,简称为反应热。
(1)表示方法:用符号Q表示;Q>0,反应 ;Q<0,反应 。
(2)单位: 。
【归纳整理】
(1)反应热描述的是化学反应前后的热量变化,任何化学反应都有反应热。
(2)对于一个给定的化学反应,反应热与反应物的 、 及 有关。
【学以致用】
1.下列说法不正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
B.任何放热反应在常温条件下一定能发生
C.反应物所具有的总能量和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热反应还是吸热反应
D.吸热反应在一定条件下(如高温、加热等)才能发生
探究活动二:焓变
对于放热反应:能量如何转换的?能量从哪里转移到哪里?
体系的能量如何变化?升高还是降低?
环境的能量如何变化?升高还是降低?
规定放热反应的ΔH 为“-”,是站在谁的角度?体系还是环境?
2. 由课本中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的数学表达式
△H==
3. △H<0时反应 热
△H > 0时反应 热
4. 如何理解课本P3中△H =-184.6kJ/mol中的“/mol
5. 由课本P3 中图1-2 总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式
【归纳整理】
常见的放热、吸热反应分别有哪些?
①常见的放热反应有:
②常见的吸热反应有:
2. △H<0时反应 热△H > 0时反应 热
3. 反应热的数学表达式
△H=
△H=
【学以致用】
2.已知反应A放出热量Q1kJ,焓变为△H1,反应B放出热量Q2kJ,焓变为△H2,
若Q1 > Q2 , 则 △H1 △H2
3. 叫反应热; 反应热用符号
表示,单位一般采用 。对放热反应,△H为 数,即△H 0;对吸热反应,△H为 数,即△H 0 。
【巩固练习】
1.下列说法不正确的是(? ???)
A.化学反应可分为吸热反应和放热反应
B.化学反应的实质是旧键的断裂与新键的生成
C.化学反应中的能量变化都是以热能的形式表现出来
D.放热反应发生时不需加热
2.下列过程属于放热反应的是(?? )
A.在生石灰中加水? ?? ?? ?? ?? ?? ?B.硝酸铵溶于水
C.浓硫酸加水稀释? ?? ?? ???? ?? ?D.用石灰石煅烧石灰
3.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( ???)
A.碳酸钙受热分解? ?? ?? ?? ?? ?? ??B.乙醇燃烧
C.铝粉与氧化铁粉末反应? ?? ?? ??D.氧化钙溶于水
4. 下列说法正确的是 ( )
A.焓变是一个物理量,符号为△H,单位为mol·L ,可以测量;
B.焓变就是反应热,在概念上二者没有区别;
C.吸热反应中,吸收热量越多,则焓变越大;
D.焓变△H只有大小,没有正负之分。
5.①1molC与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g),需吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为△H= kJ/mol;
②拆开1mol H—H键、1mol N—H键、1 molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则由1 molN2生成NH3的反应热为 ,由1mol H2生成NH3的反应热为 。
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】略
【预习检测】 1.B 2.B
【合作探究】
探究活动一:
物质,消耗,不同,释放,不同,吸收,放出
(1)放出热量的化学反应;(2)吸收热量的化学反应
释放或吸收的热量;(1)吸热,放热;(2)J·mol-1或kJ·mol-1
【归纳总结】
(2)物质的量,状态,反应条件(如温度、压强、溶液的浓度等
【学以致用】
B
【解析】反应开始时需加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应;化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热,反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小;放热反应和吸热反应在一定条件下才能发生。
探究活动二
3. 放 吸
【归纳整理】
1、常见的放热、吸热反应分别有哪些?
①常见的放热反应有
Ⅰ.活泼金属与酸或水的反应。
Ⅱ. 酸碱中和反应。
Ⅲ.燃烧反应。
Ⅳ.大多数的化合反应。
②常见的吸热反应有:
Ⅰ. 大多数的分解反应。
Ⅱ. 大多数持续加热或高温的反应。
Ⅲ. Ba(OH)2?8H2O 与NH4Cl的反应
2.放、吸
【学以致用】
< 3. 略
【自我检测】
1.?CD ??2.?D 3.A? ??4.C? ?5. C
1-1-1 焓变 反应热
教学目标
知识与技能:
了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;
认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化,而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,能量的多少取决于反应物和生成物的质量;
了解反应热和焓变的涵义;
过程与方法:
培养学生的自学能力、灵活运用知识分析问题的能力。
情感态度与价值观:
培养理论联系实际的科学态度和保护环境,节约能源的意识。
教学重点:
反应热的含义和应用
教学难点:
△H的“+”与“—”
教学过程:
【复习引入】在以前的学习中我们知道化学反应遵循两个守恒:质量守恒和能量守恒。也就是说化学反应不仅有物质的变化同时还伴随着能量的变化,当能量变化以热的形式表现时,我们把反应分为放热反应和吸热反应。那么在化学反应体系中的物质变化与能量变化是如何体现的呢?这就是今天我们要探究和学习问题。请同学们阅读课本第一章第一节化学反应与能量的变化,讨论交流以下问题:1焓变,反应热的含义? 2.化学反应中伴随能量变化的原因?
【板书】第一节 化学反应与能量变化
反应热、焓变
阅读教材相关内容,回答下列问题:
1、定义:在化学反应过程中 或 的热量,通常叫做反应热。
2、符合:用 表示。
3、单位:一般采用 。
4、可直接测量,测量的仪器叫量热计。
【思考】1、化学反应为什么伴随着能量的变化?
2、一个化学反应是放热还是吸热的决定因素是什么?
【学生活动】阅读教材第3页及图1—2思考、讨论、回答。
【学生回答】1、如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物放出能量,这就是放热反应;如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应物就需要吸收能量才能转化为生成物,这就是吸热反应。所以一个化学反应是放热还是吸热的决定因素是“反应物和生成物所具有的总能量的相对大小”。
2、对于放热反应,由于反应后放出热量而使反应本身的能量降低,所以规定放热反应的
△H为“—”;对于吸热反应,由于反应通过加热、光照等吸收了能量,而使反应本身的能力升高,所以规定吸热反应的△H为“+”。
【板书】5、反应热的表示方法:
放热反应:△H为“—”或△H<0
吸热反应:△H为“+”或△H>0
所以上述反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),反应热测量的实验数据是184.6KJ/mol,与计算的数据183KJ/mol很接近,一般用实验数据表示,所以△H= —184.6KJ/mol。
【投影】练习
1.下列说法正确的是( )
A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.加热条件下发生的反应均为吸热反应
D.一个化学反应中,当反应物能量大于生成物能量时,反应放热,ΔH为“-”
2. 1molN2和3molH2反应生成2molNH3时放出 92.4 kJ·mol-1热量,△H 0。( “>” “< ” “=” )
3. 1molC和1molH2O(g) 反应生成1molCO和 1molH2,需要吸收131.5 kJ·mol-1 △H 0。 (“>”“<” )
6反应热产生的原因。(学生阅读后回答,教师板书)
【思考】例如:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)实验测的1mol H2与1mol Cl2反应生成2molHCl时放出184.6KJ的热量,从微观的角度如何解释?
【阅读】教材第2页图多媒体展示并分析
【分析】(1)化学键断裂时需要吸收能量,吸收总能量为:436KJ+243KJ=679KJ
(2)化学键形成时需要释放能量,释放总能量为:431KJ+431KJ=862KJ
(3)反应热的计算:862KJ—679KJ=183KJ
【讲述】任何化学反应都有反应热,这是由于反应物中旧化学键断裂时,需要克服原子间的相互作用而吸收能量,当原子重新组成生成物新化学键形成时,又要释放能量,新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的能量的差就是此发应的反应热。所以上述反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),反应热测量的实验数据是184.6KJ/mol,与计算的数据183KJ/mol很接近,一般用实验数据表示,所以△H= —184.6KJ/mol。
例1、1molC与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g),需吸收131.5KJ的热量,该反应的反应热为△H= KJ/mol。
例2、拆开1molH—H键、1molN—H键、1mol分别需要的能量是436KJ、391KJ、946KJ,则1molN2生成NH3的反应热为 ;1molH2生成NH3的反应热为 。能力提升: 下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量(kJ)
243
193
151
431
366
298
436
根据上述数据回答(1)~(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是________。
A.HCl B.HBr C.HI
【小结】ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)= E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)结论: ΔH决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,
ΔH决定于反应物的键能之和与生成物的键能之和的相对大小。
物质的稳定性:键能越大,物质越稳定;能量越低,物质越稳定。
【当堂训练】
1、下列过程中,需要吸收能量的是( )
A.H+H=H2 B.H+Cl=HCl C.I2→I+I D.S+O2=SO2
2.下列变化中, 属于放热反应的是 ( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧
C.灼热的碳与二氧化碳的反应 D.氯化钠溶于水
将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了( )
A、该反应是吸热反应 B、该反应是放热反应
C、铁粉和硫粉在常温下可以发生反应 D、生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
4.由图分析,有关叙述正确的是( )
A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能 量不等 B.A―→B+C是放热反应 C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D.A―→B+C是吸热反应,则B+C―→A必然是放热 反应
5.下列说法正确的是
A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B、放热的反应在常温下一定很易发生
C、反应是放热的还是吸热的要看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D、吸热反应在一定的条件下也能发生
6、反应C(石墨) → C(金刚石)是吸热反应,由此可知
A、石墨比金刚石更稳定 B、金刚石和石墨可以相互转化
C、金刚石比石墨稳定 D、金刚石和石墨不能相互转化
课后小结:这节课我们学习了化学反应与能量的关系,而我国使用的能源主要以化石能源为主,以化学能转化成热能为主要形式,化石能源是不可再生能源,而且对我们的环境有一定的污染。因此,我们要有一种保护环境,节约能源的意识,最好是使用无污染的新能源。
板书设计:
第一章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
一、反应热、焓变
1、定义:在化学反应过程中 或 的热量,通常叫做反应热。
2、符合:用 表示。
3、单位:一般采用 。
4、可直接测量,测量的仪器叫量热计。
5、反应热的表示方法:
放热反应:△H为“—”或△H<0
吸热反应:△H为“+”或△H>0
6、反应热产生的原因。
教学回顾:
本节课的教学对于学生较全面地认识化学反应具有重要意义,尤其是反应热的教学,涉及到化学反应的本质――旧化学键的断裂和新化学键的形成,即涉及到化学反应中的物质变化和能量变化,对培养学生全面地分析问题很有帮助。
注意新、旧知识的衔接。在学习本节知识前要指导学生复习必修课程中学习的“化学键与化学反应中能量变化的关系”和“热能与化学能的相互转化”中的相关知识。
课件20张PPT。化学反应中为什么有能量变化?第1节 化学反应与能量的变化第1课时 ——焓变 反应热第一章 化学反应与能量学习目标1.知道化学反应中能量转化的原因和常见能量转化形式;记住常见的放热反应和吸热反应。
2.理解反应热和焓变的含义,会用反应热的表达式进行计算。学习重点反应热的含义和应用学习难点△H的“+”与“—” 化学反应过程中为什么会有能量的变化?
化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子的过程。
旧键断裂需要吸收能量,
新键形成需要放出能量。
而一般化学反应中,旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的,而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中都会有能量的变化。阅读思考①反应物的总能量 生成物的总能量,反应放出能量。1.宏观:化学反应中能量变化的原因
——反应物和生成物的总能量相对大小大于能量反应进程②反应物总能量 生成物总能量,反应吸收能量。小于宏观:化学反应中能量变化的原因
——反应物和生成物的总能量相对大小①反应物的总能量 生成物的总能量,反应放出能量。大于②反应物的总能量 生成物的总能量,反应吸收能量。小于化学反应中的能量变化遵循能量守恒定律。归纳总结1.微观:化学反应中能量变化的原因
——化学键的断裂和形成①断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量,反应放出能量。小于HClClH②断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量,反应吸收能量。能量反应进程大于微观:化学反应中能量变化的主要原因
——化学键的断裂和形成大于①断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量,反应放出能量。②断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量,反应吸收能量。小于归纳总结1. 下列叙述正确的是 ( )
A.化学反应一定伴随热量的变化
B.凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热
C.若△H<0,则反应物的能量高于生成物的能量
D.若△H>0,则反应物的能量高于生成物的能量
2. 已知:H + H ═ H2;△H=-436KJ/mol,则下列叙述正确的是 ( )
A.2个H原子的能量高于1个H2的能量
B.2个H原子的能量低于1个H2的能量
C. H原子比H2分子稳定
D.H2分子比H原子稳定A CA D学以致用二、反应热化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述,叫做反应热,在恒压条件下又称为焓变。 (焓变)PS:
1、符号:△H 单位: kJ/mol 或 kJ·mol-1
2、反应热描述的是化学反应前后的热量变化
3、反应热描述的是一定温度下的热量变化
4、任何化学反应都有反应热,表现为吸热反应或者放热反应?H=E(生成物的总能量)- E(反应物的总能量)?H=E(反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量)-
E(生成物分子化学键形成时所释放的总能量)3. 下列变化过程中会放出热量的是 ( )
①硝酸铵溶于水②物质的燃烧③苛性钠溶于水
④生石灰放入水中 ⑤醋酸的电离
A.仅①⑤ B.仅②③
C.仅②④ D.②③④D学以致用常见的放热反应和吸热反应放热反应所有的燃烧
中和反应
溶液里的置换
一般的化合反应
特殊的分解吸热反应电离
强碱与铵盐
一般的分解
特殊的化合归纳总结 1. 1mol C与1mol H2O(g)反应生成lmol CO(g)和1mol H2(g),需要吸收131.5kJ的热量,该反应的反应热为△H= kJ/mol。 2. 拆开 lmol H—H键、lmol N-H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则1mol N2生成NH3的反应热为 ,1mol H2生成NH3的反应热为 。 +131.5-92KJ/mol-30.6KJ/mol巩固练习3. 下列变化中,属于放热反应的是 ( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
B.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧
C.灼热的碳与二氧化碳的反应
D.氯化钠溶于水B巩固练习4.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,
破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ,
破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ,
形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是( )
A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3B巩固练习一个人追求的目标越高,他的才力就发展的越快,对人类就越有贡献。
——高尔基焓变反应热(课时练)
下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变成白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④
【答案】D
【解析】①是吸热的过程,但不是化学反应;②④都属于分解反应,是吸热反应;③⑤是放热反应。故答案D。
2. 已知反应:X + Y = M + N为放热反应,对该反应的下列说法正确的是()
A、X能量一定高于M B、Y能量一定高于N
C、X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D、因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
【答案】C
【解析】由于反应为放热反应,因此反应物的总能量一定高于生成物总能量。故答案C。
3. 对于反应中的能量变化,表述正确的是( )
A.断开化学键的过程会放出能量
B.放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量
C.加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.氧化反应均为吸热反应
【答案】B
【解析】破坏旧化学键需要吸收能量来克服原子间的相互作用,所以断开化学键的过程会吸收能量,A项错误;在化学反应中,如果反应物的总能量高于生成物的总能量,发生化学反应时要放出能量,这样的化学反应为放热反应,B项正确;反应是吸热还是放热与反应条件无关,有些放热反应也需加热才能发生反应(如木炭的燃烧),C项不正确;燃烧氧化反应、缓慢氧化反应为放热反应,D项不正确。故答案B
4.下列各图中,表示Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)的能量变化的是( )
【答案】A
【解析】题给反应为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,A项正确。
5.下列反应中,属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B.铝与稀盐酸
C.灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应
D.煤与O2的燃烧反应
【答案】C
【解析】A为非氧化还原反应,B、C、D为氧化还原反应,其中C为吸热反应,B和D为放热反应。故答案C。
6.化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ的能量
C.断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
【答案】C
【解析】由图知1 mol A2和1 mol B2的总能量大于2 mol AB的总能量,该反应为放热反应,A、D错误;化学键断裂时吸热,B错误;由图知2 mol A—B键断裂吸收y kJ的能量,C正确。故答案C。
7.下图表示H2和Br2反应的历程,其中虚线表示的是使用催化剂的反应历程,下列说法正确的是( )
A.正反应为吸热反应
B.正反应为放热反应
C.加入催化剂,该化学反应的反应热增大
D.从图中可以看出,该反应的反应热与反应途径有关
【答案】A
【解析】由图像知反应物(Br2+H2)总能量低于生成物(2HBr)的总能量,所以此反应为吸热反应,A项正确,B项不正确;加入催化剂时只是加快反应速率,并不影响反应热,反应热的大小与反应途径无关,C、D两项不正确。故答案A。
8. 已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则反应HCl(g)===1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1
C.+92.3 kJ D.+92.3 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】互为逆反应的两个热化学方程式,ΔH数值相等,符号相反;ΔH的大小与化学计量数成正比,故选D。
9.下列说法正确的是( )
A.焓变单位中kJ·mol-1,是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0
C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”
D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
【答案】C
【解析】焓变单位中的kJ·mol-1,是指每摩尔具体的反应,不一定指参加反应的物质,A错;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C对;化学反应的实质是旧化学键的断裂,新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时放出能量,所以D错。故答案C。
10. (2014·北京东城期末)常温下,1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
E(kJ·mol-1)
436
157
568
432
298
A.432 kJ·mol-1>E(H—Br)>298 kJ·mol-1
B.表中最稳定的共价键是H—F键
C.H2(g)―→2H(g) ΔH=+436 kJ·mol-1
D.H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=-25 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】由于H—Br键的键长在H—Cl键和H—I键的键长之间,所以其键能在H—Cl键和H—I键之间,A正确。表中H—F键的键能最大,所以H—F键最稳定,B正确。1 mol H2断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量,C正确。D项,ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(436+157-568×2)kJ·mol-1=-543 kJ·mol-1,D错误。故答案D。
11. 氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中,正确的是( )
A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2【答案】D
【解析】氢气在氯气中燃烧时放出能量,所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量。
12.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g),反应过程中能量变化如图所示,则:
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a.___________________________________________________;
b.___________________________________________________;
c.___________________________________________________。
(2)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”),ΔH________0(填“>”或“<”)。
【答案】(1)旧键断裂吸收的能量 新键形成放出的能量 反应热 (2)放热 <
【解析】(1)从化学键的角度来解释化学反应,化学反应就是旧键的断裂和新键的形成。由图示可知,a代表破坏旧键需吸收的能量,吸收能量后变为单个原子,然后原子重新组合形成H2O(g),释放出能量,则b代表形成新键释放的能量。(2)因为释放的能量多,所以该反应为放热反应。
13.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量(kJ)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答(1)—(6)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是( )
A.H2B.Cl2C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是( )
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,若消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收热量最多的是___________。
(5)若无表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:________,你的根据是___________________________________。
(6)写出H2和Cl2反应的热化学方程式:_______________________________。
【答案】(1) A (2)A (3)放热?(4)Cl2(5)能;生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定(6)H2(g)+ Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185 kJ·mol-1
【解析】(1)破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越高,则物质本身所具有的能量越低,故答案A。
(2)破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量越高,证明物质越稳定,因此氢化物中,最稳定的是HCl,故答案A。
(3)根据表中的数据计算可知,X2+H2===2HX的反应是放热反应。
(4)当消耗1molH2时,Cl2与H2反应放出的热量为185kJ;B2与H2反应放出的热量为103kJ;I2与H2反应放出的热量为9kJ;因此放出热量最多的是Cl2。
(5)若无表中的数据也可以判断Cl2与H2反应放出的热量最多,原因是生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定。
(6),因此热化学方程式为:H2(g)+ Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185 kJ·mol-1[。
1-1-2热化学方程式
【学习目标】
认识热化学方程式的意义,并能正确书写热化学方程式。
明确测定反应热的要点,学会测定反应热的基本原理和方法。
【学习重难点】
学习重点:热化学方程式的书写
学习重点:热化学方程式的书写
【自主预习】
概念:阅读教材相关内容,思考、讨论、回答问题:什么是热化学方程式,有何意义?书写步骤?
热化学方程式的书写注意事项:对比以下热化学方程式
200℃
H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol ①
101kPa
H2(g)+ 1/2 O2(g)==H2O(g) △H=-241.8kJ/mol ②
2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol ③
思考:(1)与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
(2)正确书写热化学方程式应注意哪几点?
(3)反应物和生成物前的系数它代表了什么?在方程式中?H它表示了什么意义? ?H与
它的值与什么有关系?
【预习检测】
1.根据热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=akJ·mol-1(a=-297.2)。分析下列说法,其中不正确的是 ( )
A.S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=bkJ·mol-1,则a>b
C.1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D.16 g固体硫在空气中充分燃烧,可吸收148.6 kJ的热量
合作探究
探究活动一:热化学方程式的书写
书写热化学方程式的注意事项:
①所有反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态(aq________s_________、l_________、g__________);热化学方程式中不用“↑”和”↓”。
②反应热△H的位置只能在热化学方程式的右边,且中间要留一小段空位表示隔开;△H:吸热用“”,放热用“”单位:__________________。
③△H单位KJ/mol中“每摩尔”指的不是每摩尔某物质,而是指化学方程式的计量数以“摩尔”为单位时的反应热;大小与反应物的物质的量成正比
④化学计量数表示是“”.化学计量数可用分数,但ΔH要相应变化。如:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol;H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)△H=kJ/mol
⑤指明反应时的温度和压强(对于25℃、101KPa时进行的反应,可以不注明)
⑥对于可逆反应中的△H指的是正反应方向完全进行到底时的焓变。
⑦可逆反应中,当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热的数值大小相等,符号相反。
【学以致用】
1.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445 kJ的热量,则下列热化学方程式中正确的是 ( )
A.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
D.CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
探究活动二:中和热的测定
(1)中和反应的反应热可以用实验的方法测得。先将反应器置于绝热容器中,然后在反应器中使酸、碱稀溶液混合,发生中和反应,,测量出,根据水的质量、比热等可求出反应放出的热量。
(2)实验仪器装置
①将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
②实验过程中,还需要的其他仪器有_。
(3)实验测量数据
①初始温度(T1)
测量方法是用一量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,倒入中并测量其;用另一量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液并测量其,取两温度平均值为T1。
②终止温度(T2)
测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的,记录终止温度为T2。
③重复实验操作,记录每次的实验数据,取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液,其密度近似地认为都是1 g·cm-3,反应后溶液的比热容C=4.18 J·K-1·g-1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是,中和反应的反应热为16.72(T2-T1)kJ·mol-1[或Q=-kJ·mol-1]。
【归纳整理】
中和反应的反应热的测定实验步骤
【学以致用】
2.50 mL 1.0 mol·L-1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L-1氢氧化钠溶液在“探究活动二-2”中图示装置中进行中和反应,并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热。试回答下列问题:
(1)大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是____________________________________。
(2)________(填“能”或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒,其原因是____________________________________________________________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖泡沫塑料盖板,对求得反应热数值的影响是________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)如果改用60 mL 1.0 mol·L-1盐酸跟50 mL 1.1 mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应,则与上述实验相比,所放热量________(填“增加”、“减少”或“不变”),理由是_____________________________________________。
【小结】
【巩固练习】
1.依据事实,写出下列反应的热化学方程式∶
(1)1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量;
(2)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ;
1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。
2. 已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-4b kJ
B.2 C2H2 (g)+5 O2 (g)=4C O2 (g)+2H2O(l) △H=-4b kJ/mol
C. C2H2 (g)+5/2 O2 (g)=2C O2 (g)+H2O(g) △H=-4b kJ/mol
D. 2 C2H2 (g)+5 O2 (g)=4C O2 (g)+2H2O(l) △H=+4b kJ/mol
E. 2 C2H2 (g)+5 O2 (g)=4C O2 (g)+2H2O(l) △H=-2b kJ/mol
沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是( )
A. 2CH4 ( g )+4O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) + 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol
B. CH4+2 O2= CO2+ H2O ΔH = -890 kJ/mol
C. CH4 ( g )+2 O2 ( g ) = CO2 ( g ) + 2 H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol
D. 1/2CH4 ( g )+O2 ( g ) = 1/2CO2 ( g ) + H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol
已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确是( )
A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)ΔH=+242kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2 H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1
C. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=+242kJ·mol-1
D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=+484kJ·mol-1
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】略
【预习检测】1.D
【合作探究】
探究活动一:
溶液;固态;液态;气态
+;;kJ/mol或J/mol
物质的量;-285.8
【学以致用】1. C
探究活动二
(1)放出的热传入水(稀溶液)中,水(稀溶液)的温度变化
(2)②50mL量筒(2只)
(3)①量筒,小烧杯,温度,量筒,温度②NaOH溶液,最高温度
(4)0.418(T2-T1)kJ
【学以致用】
2.(1)减少热量散失 (2)不能 铜棒传导热的能力较强,使热量散失较多 (3)偏低(4)增加 反应消耗的酸、碱增多,放出热量增加
【解析】中和反应的反应热测定实验,一是要防止热量散失,如大烧杯上加盖泡沫塑料盖板、两个烧杯口要相平、在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片、用环形玻璃搅拌棒搅拌而不能用金属棒(丝)搅拌、实验时动作要迅速等;二是酸、碱溶液浓度宜小不宜大,温度计读数要准确等。加过量碱溶液可使酸完全反应,碱过量对中和反应的反应热测定没有影响。
【巩固练习】
1. (1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
(2)CH3OH(l)+1.5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.4KJ/mol
(3)C(s)+2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+CO2(g)△H=290KJ/mol
2.B 3.C 4.B
1-1-2 热化学方程式
教学目标
知识与技能:
认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式
过程与方法:
通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的分析能力和主动探究能力
情感态度与价值观:
培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点
教学重点:热化学方程式的书写
教学难点:热化学方程式的书写
教学过程:
【过渡】通过上一节的学习我们知道化学反应过程中的反应热与断裂反应物中化学键吸收的能量和形成生
成物中化学键放出的能量有关,即能量的变化时以发生变化的物质为基础的,那么如何更准确的表示一个化学反应的热效应?如如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化?下面我们来学习热化学方程式。
【板书】二、热化学方程式(thermochemical equation)
定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。 例:H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H= -14.9 kJ/mol
【投影】例:H2(g)+O2(g) = H2O(g);△H=-241.8 kJ/mol,表示 lmol气态 H2和mol气态 O2
反应生成 lmol水蒸气,放出 241.8kJ的热量。(在 101kPa和 25℃时) H2(g)十O2 (g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol,表示lmol气态H2与mo气态O2反应在101 kPa和 25℃时,生成lmol液态水,放出285.8kJ的热量。
【小结】描述在一定条件下,一定量某状态下的物质,充分反应后所吸收或放出热量的多少。
【讲解】热化学方程式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。那么热化学
方程式的书写有什么要求或者需要注意哪些事项呢?
【板书】2.书写热化学方程式的注意事项:
【讲解】与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下几
点:
【学生活动】阅读教材归纳、总结
【板书】(1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不同时,其△H不同。
【讲解】但中学化学中所用的△H的数据,一般都是在101 kPa和 25℃时的数据,因此可不特别注明。但需
注明△H的“+”与“-”。热化学方程式一般不要求写条件
【投影】例如:H2(g)+O2(g) = H2O(g);△H=-241.8 kJ/mol
H2(g)十O2 (g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol
【讲解】从上述两个热化学方程式可看出,lmol H2反应生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44kJ/mol的热量。产
生的热量为什么不同?
【板书】(2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态,与它们所具有的能量有关。
【讲解】通常气体用“g”、液体用”l”、固体用“s”、溶液用“aq”,且热化学方程式通常不用“↑”、“↓”。
【投影】例如:H2(g)+C12(g) = 2HCl(g);△H=-184.6 kJ/mol
H2(g)+Cl2(g) = HCl(g);△H=-92.3 kJ/mol
【板书】(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数,它可以是整数也可以是分数。对于相同
物质的反应,当化学计量数不同时,其△H也不同。
【讲解】我们还需要注意的是,热化学方程式是表示反应已完成的量,而不管反应是否真正完成。△H与反
应完成的物质的量有关,而方程式中化学计量数只表示物质的量的多少,并不表示物质的分子数或原子数,所以化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则△H也要加倍。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
【板书】4.热化学方程式的应用
【点击试题】已知在25℃,101kPa下,1g (辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量.表
示上述反应的热化学方程式正确的是
A.;△H=-48.40kJ/mol
B.;△H=-5518kJ/mol
C.;△H=+5518kJ/mol
D.;△H=-11036kJ/mol
答案 BD
【实践活动】中和反应反应热的测定
【投影】一、实验原理
【讲解】中和热的定义是在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成 1 mol H2O 时的反应热叫中和热。在中
学阶段,只讨论强酸和强碱反应的中和热。
【回顾】必修2第二章30页关于“中和热”的内容:
【回答】酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热。
【实验】实验2-3:在50mL烧杯中加入20mL 2mol/L的盐酸,测其温度。另用量筒量取20mL 2mol/L NaOH
溶液,测其温度,并缓缓地倾入烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程,并作好记录。
盐酸温度/℃
NaOH溶液温度/℃
中和反应后温度/℃
t(HCl)
t(NaOH)
t2
数据处理:△H=Q/n=cm△t/n
其中:c=4.18J/(g·℃),m为酸碱溶液的质量和,△t=t2-t1,t1是盐酸温度与NaOH溶液温度的平均值,
n为生成水的物质的量。
【投影】]二、实验操作
【讨论】上述实验装置和操作存在哪些问题?——热量的散失
【投影】
【提问】课本第5页图1-3与实验2-3相比,作了哪些
改进?改进的目的是什么?
【回答】 1——双层烧杯、2——碎泡沫塑料、3——盖板、
都是为了减少热量的散失。
【思考与交流】课本第5页实验用品,想一想,每件
用品的用途, NaOH溶液为什么不用0.50mol/L而用0.55mol/L?
【回答】为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和,采用碱稍过量。
【讲解】阅读课本第5页实验步骤,强调下列问题
【投影】注意事项:
1、为了保证0.50mol· L-1的盐酸完全被NaOH中和,采用0.55mol·L-1NaOH溶液,使碱稍稍过量,因为过量的碱并不参加中和反应。
2、实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中电离吸热,会使测得中和热的数值偏低。
3、要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间再记下读数。
4、实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
5、操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
6、实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定,但在计算时,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参加中和反应。
操作:学生按课本步骤做实验,记录相应数据。
【投影】三、数据处理
1、取三次测量所得数据的平均值作为计算依据 (t2-t1)=
思考:如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显,怎么办?
2、计算反应热:△H=Q/n=cm△t/n。
其中:c=4.18J/(g·℃),m=m1+m2=100g,△t=(t2-t1) = ,
n=0.50mol· L-1×0.50mL=0.025mol。△H=
【总结】化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征。我们可以利用化学能与热能及其能量的相互转变
为人类的生产、生活及科学研究服务。化学在能源的开发、利用及解决日益严重的全球能源危机中必将起带越来越重要的作用,同学们平时可以通过各种渠道来关心、了解这方面的进展,从而深切体会化学的实用性和创造性。
板书设计:
二、热反应方程式
1. 定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2. 意义: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。
3. 书写步骤:
(1)写出化学方程式;
(2)标明各物质的聚集状态;
(3)注明反应的温度和压强(中学阶段可不特别注明);
(4)写出△H的值并标明“+”与“—”;
(5)检查化学计量数和△H值是否对应。
4. 含义:描述在一定条件下,一定量某状态下的物质,充分反应后所吸收或放出热量的多少。
教学回顾:
适当补充一些不同类型的习题作为课堂练习,发现问题并及时解决。如以煤、汽油和天然气的主要成分发生燃烧的反应为例,不仅巩固、落实了知识和计算技能,还能通过计算的结果说明这些物质燃烧时,其△H的数值都很大,进一步认识煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料。唤起学生资源利用和环境保护的意识和责任感,以及综合分析问题的能力。
课件26张PPT。化学反应中为什么有能量变化?第1节 化学反应与能量的变化第2课时 ——热化学方程式第一章 化学反应与能量学习目标1.认识热化学方程式的意义,并能正确书写热化学方程式。
2.明确测定反应热的要点,学会测定反应热的基本原理与方法。学习重点热化学方程式的书写学习难点热化学方程式的书写?H=E(生成物的总能量)- E(反应物的总能量)?H=E(反应物分子化学键断裂时所释放的总能量)- E (生成物分子化学键形成时所吸收的总能量)我们已经认识了反应热,那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化?二、热化学方程式什么是热化学方程式?表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式,叫做热化学方程式。阅读思考与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同?
正确书写热化学方程式应注意哪几点?请看以下阅读p3-p4几个例子,回答上述问题交流研讨热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa热化学方程式包含物质变化和能量变化两个部分,二者缺一不可。
普通化学方程式只包含物质变化一个部分。物质变化能量变化★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开;
△H:吸热 “+”
放热 “-”
单位:kJ/mol或J/mol热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式H2(g)+I2(g)======2HI(g) △H=-14.9kJ/mol200℃
101kPa2、热化学方程式需注明反应时的温度和压强。对于 25℃ 101kPa时进行的反应可不注明。普通化学方程式不需注明温度和压强。?★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开,△H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或J/mol;2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式3、热化学方程式需注明各物质的状态。
普通化学方程式不需注明物质的状态。★书写热化学方程式的注意事项1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开, △H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或J/mol2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;3、物质后需标聚集状态(s、l、g、aq)热化学方程式 能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量,可为整数或分数。
普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量,微观上表示原子分子数目,只能为整数,不能为分数。阅读 P4 《资料卡片》★kJ/mol的含义:每mol反应的焓变★书写热化学方程式的注意事项、2、需注明反应的温度和压强,如不注明条件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;3、物质后需标聚集状态(s、l、g aq)4、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能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5、根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则△H的数值也加倍;若反应逆向进行,则△H改变符号,但绝对值不变1、化学方程的右边必须写上△H,并用“空格”隔开, △H:吸热用“+”,放热用:“-”,单位是kJ/mol或J/mol热化学方程式表示的意义1、反应物和生成物的种类、聚集状态
2、反应中各物质的物质的量比和质量比
3、反应中放出或吸收的热量。归纳总结反应物和生成物前的系数它代表了什么?
在方程式中?H它表示了什么意义? ?H
它的值与什么有关系? 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,表示对应物质的物质的量。
?H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的热量,?H它的值与方程式中的计量系数有关,即对于相同的反应,当化学计量数不同时,其?H不同。交流研讨1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl,放出184.6KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式。H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ?H =-184.6KJ/mol学以致用而这些书写也是对的!!!依据事实,写出下列反应的热化学方程式∶(1)1mol碳完全燃烧放出393.5KJ的热量;
(2)1克甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放热22.68KJ;
(3)1mol氯气和水蒸气通过灼热的炭层反应,生成氯化氢和二氧化碳放出145KJ的热量。你写对了吗?^_^巩固练习写出下列反应的热化学方程式
(1)1molC(固态)与适量H2O(气态) 反应,生成CO(气态)和H2(气态),吸收131.3kJ的热量
(2)0.5molCu(固态) 与适量O2(气态) 反应, 生成CuO(固态), 放出78.5 kJ的热量
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3KJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)
△H= - 314KJ/mol 2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ,写出C2H2燃烧的热化学方程式。
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)
△H=-2589.6KJ/mol 1、酸和碱的中和反应有热量放出,可以通过实验测得中和反应的反应热。当1L1mol/L的稀盐酸跟1L1 mol/L的NaOH溶液起中和反应时,能放出57.3kJ的热量。
NaOH(aq)+HCI(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ/mol2、如果用1L1mol/L的 KOH溶液中和 1L1mol/L的HNO3溶液,也能放出57.3 kJ的热量。
KOH(aq)+HNO3(aq)=KNO3(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ/mol 二、中和热
1.定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应,生成1mol水时的反应热叫做中和热。
2. 中和热的表示:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1) △H=-57.3kJ/mol
3.要点:
Ⅰ、条件:稀溶液。
Ⅱ、反应物: (强)酸与(强)碱。中和热不包括物质在水溶液中的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应
Ⅲ、生成1mol水。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20,若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热之内
Ⅳ、放出的热量:57.3kJ例:已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);
?H=-57.3kJ/mol ,求下列中和反应中放出的热量。
(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_______ kJ的热量。
(2)用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出______kJ的热量。
28.728.7容易混淆问题: 酸碱中和反应的热化学方程式≠中和热的热化学方程式酸碱中和反应的热化学方程式——水的系数可以是任意的!中和热的热化学方程式——水的系数必须是“1”一个人追求的目标越高,他的才力就发展的越快,对人类就越有贡献。
——高尔基
1-1-2 热化学方程式 中和热
1.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol表示( )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C.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,吸收热量131.3 kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
【答案】C
【解析】依据反应热的概念,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,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,并吸收131.3 kJ的热量,特别要指明水的状态。
2.强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
已知:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-Q1kJ/mol
H2SO4(浓)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-Q2kJ/mol
HNO3(aq)+KOH(aq)===KNO3(aq)+H2O(l)ΔH=-Q3kJ/mol
上述反应均为溶液中的反应,则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为( )
A.Q1=Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1
【答案】C
【解析】由题意知,HNO3和NaOH反应放出的热量为中和热,CH3COOH是弱酸,醋酸中存在电离平衡,其电离过程要吸收热量,故Q1Q3,故Q13.在25℃、101 kPa下,0.1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.65 kJ,下列热化学方程式正确的是( )
A.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+726.5 kJ/mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=+1453 kJ/mol
C.CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ/mol
D.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1453 kJ/mol
【答案】C
【解析】0.1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放出热量为72.65 kJ,则1 mol甲醇放出的热量为726.5 kJ。
4.为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是( )
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积 ③比热容 ④反应后溶液的质量(单位:kg) ⑤生成
水的物质的量 ⑥反应前后温度变化 ⑦操作所需的时间
A.①②③⑥ B.①③④⑤
C.③④⑤⑥ D.全部
【答案】C
【解析】 根据计算公式ΔH=可知,C正确。
5.通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的焓变(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能总和与反应中形成新化学键的键能总和的差。
化学键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
生成1 mol化学键时所放出
的能量/(kJ/mol)
436
243
431
则下列热化学方程式不正确的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===HCl(g) ΔH=-91.5 kJ/mol
B.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol
C.H2(g)+Cl2(g)===HCl(g) ΔH=+91.5 kJ/mol
D.2HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+183 kJ/mol
【答案】C
【解析】根据表中数据可以计算H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH=436 kJ/mol+243 kJ/mol-2×431 kJ/mol=-183 kJ/mol,然后根据热化学方程式的书写要求对照选项判断,确定C项不正确。故答案C。
6. 下列说法中正确的是( )
A.在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由“C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出热量大于57.3 kJ
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】等量硫蒸气的能量大于固体硫的能量,所以将等量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,硫蒸气放出热量多;石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,当反应物的能量小于产物能量时表现为吸热反应,其物质的能量越低,说明物质越稳定;浓硫酸与NaOH的溶液混合,会释放出热量,因为硫酸的稀释一定放热,故该反应放出的热量大于57.3 kJ;2 g H2(1 mol)完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则2 mol H2完全燃烧生成液态水,放出571.6 kJ热量。
7.化学反应N2+3H2===2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH=(a+b)kJ·mol-1
【答案】A
【解析】由图可以看出,a kJ为 mol N2(g)+mol H2(g)断键吸收的能量,b kJ为1 mol N+3 mol H形成1 mol NH3(g)释放的能量,所以N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH=(a-b)kJ·mol-1,而1 mol NH3(g)转化为1 mol的NH3(l)放出的能量为c kJ,所以有:N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=(a-b-c)kJ·mol-1,即:N2(g)+3H2(g)===2NH3 (l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1。
8.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2 (g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
【答案】B
【解析】设H2与CH4的物质的量分别是x mol和y mol,则x+y=,+890y=3695,解得x≈1.25,y≈3.75,故原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是1∶3。
9.写出298 K、101 kPa时,下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C与1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2,吸热131.5 kJ:_______________________________________________________________________。
(2)用CO(g)还原1 mol Fe2O3(s),放热24.8 kJ:________________________________________________。
(3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气时,吸热90.7 kJ:_________________________________________。
【答案】(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.5 kJ/mol
(2)3CO(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ/mol
(3)HgO(s)===Hg(l)+O2(g) ΔH=90.7 kJ/mol
10. 已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,计算下列中和反应放出的热量。
(1)用20 g NaOH配成的稀溶液跟足量的稀盐酸反应,能放出________kJ的热量。
(2)用0.1 mol Ba(OH)2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反应,能放出________kJ的热量。
(3)用1 mol醋酸稀溶液和足量NaOH稀溶液反应,放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)57.3 kJ,
理由是________________________________________________________________________。
(4)1 L 0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别与①醋酸溶液、②浓硫酸、③稀硝酸恰好反应时,放出的热量分别为
Q1、Q2、Q3(单位:kJ)。则它们由大至小的顺序为________。
【答案】(1)28.65 (2)11.46 (3)小于 醋酸电离需要吸热 (4)Q2>Q3>Q1
【解析】由于CH3COOH电离要吸收热量,所以CH3COOH(aq)与NaOH(aq)中和放热要少些。浓硫酸稀释时放出大量热,所以(4)中Q2最大。
11.50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液在图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是_______。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值__________。(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(4)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量_____________(填“相等”、“不相等”),所求中和热_____________,(填“相等”、“不相等”),简述理由________________________________________________________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会_______________;用50mL0.50mol·L-1NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会_____________。(均填 “偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒; (2)减少实验过程中的热量损失; (3)偏小 (4)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol H2O所放出的能量,与酸碱的用量无关; (5)偏小 偏小
【解析】(1)从实验装置上看,图中确实环形玻璃搅拌棒,作用是搅拌溶液,是酸碱充分反应;(2)烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,从而减少中和热的误差;(3)如果大烧杯上不盖硬纸板,热量会大量散失,从而使求得的中和热数值偏小;(4)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,由于参加反应的反应物的物质的量不同。因此所放出的热量不同;但是,中和热指的是强酸与强碱反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关,因此所求的中和热相等;(5)氨水是弱碱,在溶液中存在电离平衡,吸收热量,因此用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小;在实验中,酸或碱之一应该过量,因此用50mL0.50mol·L-1NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小。