2011年高二化学课件：1.1《化学反应的反应热焓变》(鲁科版选修4)

第1节化学反应的热效应第1课时化学反应的反应热焓变1．了解化学反应能量变化的实质，知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式。2．理解反应热、焓变的含义及其表示方法。3．了解焓变与反应吸热或放热的关系。4．掌握热化学方程式的书写和意义。知识回顾1.化学反应的特征:物质变化、能量变化2.化学反应伴随能量变化的原因：（1）从化学反应实质上释放能量：断键吸收能量＜成键放出能量吸收能量：断键吸收能量＞成键放出能量（2）从反应物和生成物能量上释放能量：反应物总能量＞生成物总能量吸收能量：反应物总能量＜生成物总能量一、化学反应的反应热1．反应热(1)定义：当化学反应在一定的下进行时，反应所的热量。(2)符号与单位：用符号Q表示，其单位为。(3)意义：放热反应；吸热反应。温度吸收或放出kJ·mol－1或J·mol－1Q＜0Q02．反应热的测定(1)测量仪器：。(2)原理：Q＝－C(T2－T1)其中C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示。量热计反应前和反应后体系的温度二、化学反应的焓变与热化学反应方程式1．焓用来描述的物理量，相同量的不同的物质所具有的能量不同，其焓也不相同，表示符号H。2．焓变(1)表达式及单位ΔH＝，单位是。物质具有的能量H(反应产物)－H(反应物)kJ·mol－1(2)含义ΔH0，反应；ΔH0，反应。(3)与反应热的关系条件下，反应中的能量变化时，焓变与化学反应的反应热相等，数学表达式为。吸热放热等压全部转化为热能ΔH＝QP3．热化学方程式(1)热化学方程式的概念在热化学中，把一个化学反应中的和同时表示出来的化学方程式。(2)热化学方程式的意义①意义表示化学反应中的；表示化学反应中的。物质的变化反应的焓变物质变化焓变②实例298K时，1molH2(g)和0.5molO2(g)反应生成1molH2O(l)放热285.8kJ，此反应的热化学方程式可表示为：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1。1/2N2(g)+3/2H2(g)==NH3(g)；△H=-46.11kJ/molN2(g)+3H2(g)==2NH3(g)；△H=-92.22kJ/molNH3(g)==1/2N2(g)+3/2H2(g)；△H=+46.11kJ/mol思考探究答案重点讲解：书写热化学方程式应注意的事项(1)在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态，一般用英文字母g、l、s分别代表物质的气态、液态、固态，水溶液中的溶质则用aq来表示。(2)在ΔH后面注明反应条件。焓变(ΔH)与测定条件(温度、压强等)有关，如同一反应在不同温度下进行时的焓变是不同的。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101KPa下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)标明ΔH的“＋”与“－”：“＋”表示为吸热反应，“－”表示为放热反应。(4)ΔH的单位为J·mol－1或kJ·mol－1。(5)若化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。热化学方程式与普通化学方程式的区别化学方程式热化学方程式各物质的系数既表示微粒个数又表示该物质的物质的量只表示物质的物质的量状态不要求注明必须在分子式后注明反应条件一般要标明反应所需条件，产物中并标注“↑”和“↓”.注明ΔH的测定温度和压强，25℃101kPa时可不注明。不用标注“↑”“↓”[难点突破]3.如何理解ΔH的单位“kJ·mol－1”？提示：反应焓变的单位“kJ·mol－1”不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以化学方程式中各物质的化学式的系数来计量其物质的量时伴随的能量变化自主测试答案1.1mol石墨和1mol氧气反应生成1mol二氧化碳放热393.5KJ2.BA项方程式系数和△H数值不对应C项未注明物质的状态D项放热应用“-”3.N2(g)+O2(g)==2NO(g)；△H=+68kJ/mol2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)△H=－314KJ/molS(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=－299.52kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=－67.2KJ/molH2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8KJ/mol1．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．放热反应在常温下一定很容易发生C．反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的大小D．吸热反应在常温下一定不能发生解析：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，并不是由反应条件所决定。放热反应在常温下不一定能发生；吸热反应如果断裂反应物中的化学键需要的能量较低，也可以在常温下发生。答案：C2．下列说法中正确的是()A．物质发生化学反应不一定都伴随着能量变化B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同D．在一个确定的化学反应关系中，改变反应物的状态对反应热不会有影响解析：物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴有能量变化。在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓(设为x)与反应产物的总焓(设为y)之间的关系为：①xy，化学反应为放热反应；②xy，化学反应为吸热反应；③x≠y。物质状态的变化也对应着能量的变化，因此改变反应物的状态对反应热也会产生影响。答案：C3．(2011·惠州高二质检)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是()①幕布的着火点升高②幕布的质量增加③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A．①②B．③④C．①③D．②④解析：NH4Cl受热分解为吸热反应，同时生成的HCl、NH3阻隔了空气与幕布的接触。答案：B一、化学反应的反应热1．常见的放热反应和吸热反应(1)放热反应①活泼金属与水或酸的反应②酸碱中和反应③燃烧反应④多数化合反应(2)吸热反应①多数分解反应②NH4Cl(s)与消石灰的反应③C(s)与H2O(g)的反应④CO2与C的反应2．焓变与化学键的形成和断裂过程中能量的变化之间的关系(1)焓变与化学键的形成和断裂过程中能量的变化的关系化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(如图)。(2)由化学键的形成和断裂过程的能量变化求焓变的公式ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量总和－生成物的化学键形成时放出的能量总和。①反应物的化学键断裂吸收的能量总和生成物的化学键形成时放出的能量总和，反应吸热；②反应物化学键断裂吸收的能量总和生成物化学键形成时放出的能量总和，反应放热。3．焓变与物质能量的关系类型比较放热反应吸热反应关系反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量表示方法ΔH0ΔH0图示类型比较放热反应吸热反应实例H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ/molC(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ/mol反应是放热反应还是吸热反应取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小，与反应条件无关。已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图，问：(1)a、b、c分别代表什么意义？a______________________；b_____________________；c____________________。(2)该反应是放热反应还是吸热反应？________________。ΔH大于零还是小于零？________。(3)若已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH1＝－Q12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－Q2则ΔH1________ΔH2，Q1________Q2(填“”、“”或“＝”)。思路点拨：解答本题应抓住以下三个关键点：(1)反应热等于旧化学键断裂吸收的能量与新化学键生成放出的能量差。(2)物质由气态转化成液态要放出热量。(3)比较ΔH的大小，要连同“＋”、“－”号包括在内。(1)H2(g)和12O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和12O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)＋O(g)结合成氢氧键所放出的能量，c则代表断键所吸收的能量－成键所释放的能量，即a－b＝c。(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH0。(3)比较ΔH大小时，要连同“＋”、“－”包含在内，类似于数学上的正负数比较，如果只比较反应放出热量多少，则只比较数值大小，与“＋”、“－”无关。答案：(1)代表旧键断裂吸收的能量代表生成新键放出的能量代表反应热(2)放热反应小于零(3)1．(2011·福州高二质检)下列变化为放热反应的是()A．H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋14.9kJ·mol－1C．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D．能量变化如图所示的化学反应解析：A项不属于化学反应；B项为吸热反应；C项中化学反应是放热反应还是吸热反应决定于拆开反应物中的化学键吸收的能量与形成生成物的化学键放出能量的相对大小，该项说法无法确定该反应是放热反应还是吸热反应。答案：D(1)书写热化学方程式的要点口诀：状态明、符号清、量对应。(2)同一化学反应的热化学方程式的写法有多种，只要ΔH的绝对值与热化学方程式中物质的系数对应即可。(2011·营口高二质检)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－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.12N2(g)＋32H2(g)===NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.12N2(g)＋32H2(g)===NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1思路点拨：解答本题应抓住以下关键点：(1)抓住a、b、c表示的意义。(2)注意正确运用ΔH的符号。由图示可知：(1)断裂12molN2(g)和32molH2(g)中的化学键共吸收akJ的能量，由1molN和3molH生成1molNH3(g)放出bkJ的能量，由1molNH3(g)变为1molNH3(l)放出ckJ能量；(2)由12molN2(g)和32molH2(g)生成1molNH3(g)或1molNH3(l)均放出能量。故有①12N2(g)＋32H2(g)===NH3(g)ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1＝(a－b)kJ·mol－1或②12N2(g)＋32H2(g)===NH3(l)ΔH＝－(b＋c－a)kJ·mol－1＝(a－b－c)kJ·mol－1，因此C、D项均错误。将①式乘以2得：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(a－b)kJ·mol－1，B项错误；将②式乘以2得：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1，A项正确。答案：A2．根据例2分析下列热化学方程式，其中正确的是()A．4NH3(g)===2N2(g)＋6H2(g)ΔH＝＋2(b－a)kJ·mol－1B．4NH3(l)===2N2(g)＋6H2(g)ΔH＝＋2(a－b－c)kJ·mol－1C．2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋2(b－a)kJ·mol－1D．2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋2(a－b－c)kJ·mol－1解析：由例1中：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(a－b)kJ·mol－1可得2NH3(g)