1[1].1化学反应的热效应 第3.4课时 热化学方程式 反应焓变的计算 课件(鲁科选修4)

第1节化学反应的热效应第2课时热化学方程式反应焓变的计算晨背关键语句理解教材新知应用创新演练把握热点考向考向一考向二考向三第1章化学反应与能量转化知识点二知识点一随堂基础巩固课时跟踪训练1.定义在热化学中，将一个化学反应的变化和反应的同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。物质焓变三、热化学方程式2．热化学方程式书写的基本步骤第一步第二步第三步第四步最后写出化学反应方程式；依据题目信息注明物质状态；计算焓变数值；确定焓变的符号(即正负号)；写出热化学方程式。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)H（298K）＝－285.8kJ·mol－1P6资料在线ΔH的单位中mol－1的含义(2)在ΔH后要注明，因为在不同温度下进行同一反应，其反应是不同的。如果不标明温度和压强，则表示在条件下的反应热。反应温度298K、常压J·mol－1kJ·mol－1焓变3．书写热化学方程式注意的问题(1)要在物质的化学式后面用括号标明反应物和生成物的，一般用英文小写字母g、l、s分别表示物质的、和。水溶液中溶质则用表示。聚集状态气态液态固态aq(3)ΔH的单位是或。(5)同素异形体在反应中除标状态外，还要注明名称，如C(s，石墨)。(4)同一化学反应，热化学方程式中物质的不同,ΔH也不同。根据焓的性质，若热化学方程式中各物质的加倍，则ΔH的数值也；若反应逆向进行，则ΔH符号，但不变。系数加倍系数改变绝对值(6)在热化学方程式中，物质化学式前面的系数只表示，可以用整数或简单分数表示。物质的量1．(2012·淄博检测)下列热化学方程式书写正确的是()A．2SO2＋O22SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(l)ΔH＝－1143.2kJ·mol－1C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝393.5kJD．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－1解析：A中未注明各物质的聚集状态，C、D中ΔH的符号错误，放热反应的ΔH0，C中ΔH的单位也错。答案：B【规律方法】热化学方程式正误判断的“四看”：“一看”化学原理是否正确；“二看”状态是否标明；“三看”反应热符号及单位是否正确；“四看”反应热数值是否与系数和状态相对应。1.盖斯定律对于一个化学反应，无论是完成还是分完成，其反应的都是一样的，这一规律称为盖斯定律。即化学反应的焓变只与反应的有关，与反应的无关。一步几步焓变始态和终态途径四、反应焓变的计算ΔH＝＝ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH52．盖斯定律的应用若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的。加减代数和3．注意事项(1)焓变与化学反应的无关，与物质的聚集状态、反应的温度、热化学方程式中物质的系数等有关。(2)对热化学方程式进行加减时，反应物与反应物、反应产物与反应产物的之间进行加减，若出现负项移项即可，ΔH带进行加减，同一物质在反应物和反应产物中都同时按系数约减。过程同种物质“＋”或“－”2．(2011·江苏高考，节选)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。()已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝206.2kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝247.4kJ·mol－1则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。解析：CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g),设此反应分两步进行：两步相加得总反应CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)第一步：2CH4(g)＋2H2O(g)=2CO(g)＋6H2(g)ΔH1＝412.4kJ·mol-1第二步：2CO(g)＋2H2(g)=CH4(g)＋CO2(g)ΔH2＝－247.4kJ·mol-1由盖斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝412.4kJ·mol-1－247.4kJ·mol-1＝165.0kJ·mol-1答案：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝165.0kJ·mol-1计算焓变的常用方法小结1．根据热化学方程式计算2．根据化学键断裂和形成过程中的能量变化来计算焓变等于破坏旧化学键吸收的能量与形成新化学键所放出的能量之差。其计算方法与根据一般方程式计算相似，可以把ΔH看成方程式内的一项进行处理，反应的焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。ΔH＝E(反应物的化学键断裂吸收的总能量)－E(生成物的化学键形成放出的总能量)3．根据物质所具有的能量计算4．根据Q＝－C(T2－T1)5．根据盖斯定律进行计算，其计算步骤一般是：(1)确定待求的反应方程式；(2)找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；(3)根据未知方程式中各物质的化学计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整化学计量数，或调整反应方向；(4)叠加并检验上述分析的正确与否。ΔH＝E(反应产物的能量和)－E(反应物的能量和)利用ΔH的绝对值与的绝对值相等进行计算。(1)热化学方程式不仅表示物质变化，还表示能量变化，书写时要注明物质的聚集状态、反应温度和ΔH的正负号、单位等。(2)盖斯定律的实质是反应的焓变与途径无关。(3)焓变的运算是一种包括符号在内的代数运算。本节小结[例1]新华网甘肃酒泉2011年9月20日电：中国载人航天工程新闻发言人20日宣布，我国将实施载人航天工程首次空间交会对接任务，执行任务的天宫一号目标飞行器和长征二F运载火箭组合体已顺利转运至发射区，天宫一号将于9月27日至30日择机发射。长征二F运载火箭以肼(N2H4)为燃料，二氧化氮为氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。已知4gN2H4(g)在上述反应中放出71kJ热量，写出该反应的热化学方程式。[答案]N2H4(g)＋NO2(g)===32N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－568kJ·mol－1或18N2H4(g)＋18NO2(g)===316N2(g)＋14H2O(g)ΔH＝－71kJ·mol－1。[解析]4gN2H4(g)与NO2反应生成氮气和气态水放热71kJ，则1molN2H4(g)32g燃烧放热：71kJ4g×32g＝568kJ。(1)书写热化学方程式时应注意：状态明，符号准，单位正，标温度，量对应。“量对应”即指：同一个化学反应的热化学方程式的写法有多种，ΔH的数值要与热化学方程式的系数对应。(2)判断一个热化学方程式是否正确，应从以下几个方面分析：①化学方程式的书写；②各物质的聚集状态；③ΔH的数值，“＋”或“－”及单位。1．(2012·烟台月考)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4,0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445kJ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＝890kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝890kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1D.12CH4(g)＋O2(g)===12CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1解析：CH4燃烧放热，ΔH0，A、B错误，0.5molCH4燃烧生成CO2和液态水放出445kJ热，D错误。答案：C[例2](2011·广东高考，节选)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206kJ·mol－1又已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802kJ·mol－1写出由CO2生成CO的热化学方程式______________。[解析]由CO2生成CO的反应可分两步：第一步：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206kJ·mol－1第二步：CO2(g)＋2H2O(g)===CH4(g)＋2O2(g)ΔH2＝＋802kJ·mol－1两式相加得总反应：CO2(g)＋3H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)＋2O2(g)，由盖斯定律得：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋206kJ·mol－1＋802kJ·mol－1＝＋1008kJ·mol－1。[答案]CO2(g)＋3H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)＋2O2(g)ΔH＝＋1008kJ·mol－12．已知：Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ·mol－1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1解析：设提供的两个反应分别为①、②，据盖斯定律：2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)，可由②×32－①得到，ΔH＝－393.5kJ·mol－1×32－234.1kJ·mol－1＝－824.4kJ·mol－1。答案：A[例3]同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中放出热量最少的是()A．2A(l)＋B(l)===2C(g)ΔH1B．2A(g)＋B(g)===2C(g)ΔH2C．2A(g)＋B(g)===2C(l)ΔH3D．2A(l)＋B(l)===2C(l)ΔH4[解析]各项所发生的化学反应相同，只是由于各反应物和生成物状态不同导致热效应不相同。由于反应放热，故各体系所具有的能量大小如图所示：[答案]A故|ΔH1|最小。(1)物质在不同状态下的能量大小不同，同一物质不同状态能量大小关系为：固态液态气态。(2)放热反应的ΔH0，放热越多，ΔH越小。吸热反应的ΔH0，吸热越多，ΔH越大。(1)假设各反应均为吸热反应，则吸收热量最少的是()(2)原题若比较反应热的大小，则结果如何？提示：(1)若各反应均为吸热反应，则能量关系图为：由图可知由气态变为液态时，反应吸收热量最少，故热量数值最小为ΔH3。(2)原题若比较反应热的大小，则既包括数值，又包括符号的比较，因反应放热，ΔH为负值，放出热量越少的反应ΔH越大，故反应热最小的为ΔH3。答案：(1)C(2)反应热最小的为C项中方程式。