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第一单元化学反应中的热效应第一课时化学反应的焓变—————————————————————————————————————[课标要求]1．了解吸热反应、放热反应的定义，了解反应热和焓变的含义。2．知道键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。3．认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。1．在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。2．在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变，用ΔH表示，单位kJ·mol－1，吸热反应的ΔH0，放热反应的ΔH0。3．热化学方程式书写“三步骤”：(1)写出配平的化学方程式。(2)标出物质的聚集状态。(3)注明反应热的正负号、数值和单位。4．反应热计算“两公式”：(1)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。(2)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。化学反应的焓变1．反应热在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。2．焓变(1)焓(H)：与内能有关的物理量。(2)焓变(ΔH)：生成物与反应物的焓值差，即ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。(3)焓变与反应热：恒压条件下的反应热等于焓变。(4)焓变概念：在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量，单位kJ·mol－1。(5)ΔH与吸热反应、放热反应的关系①吸热反应：ΔH0；②放热反应：ΔH0。3．化学反应伴随有能量变化的原因(1)从反应物断键和生成物成键角度①化学反应过程：②化学键变化与反应热的关系：若E1E2，反应吸收能量，ΔH0，为吸热反应；若E1E2，反应放出能量，ΔH0，为放热反应。(2)从反应物和生成物总能量大小角度若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中放出能量。如果反应中的能量变化主要表现为热的形式，就是吸热反应和放热反应。如图所示：1．在《化学2》中，我们知道H—H、Cl—Cl、H—Cl键的键能分别为436.4kJ·mol－1、242.7kJ·mol－1、431.8kJ·mol－1，则反应H2＋Cl2===2HCl的反应热ΔH是多少？提示：ΔH＝436.4kJ·mol－1＋242.7kJ·mol－1－2×431.8kJ·mol－1＝－184.5kJ·mol－1。2．根据1中的数据计算反应2HCl===H2＋Cl2的反应热ΔH是多少？与1中的反应热ΔH相比，得出的结论是什么？提示：ΔH＝2×431.8kJ·mol－1－436.4kJ·mol－1－242.7kJ·mol－1＝184.5kJ·mol－1。正、逆反应的反应热ΔH数值相等，符号相反。3．已知N2、O2、NO分子中的键能分别为946kJ·mol－1、498kJ·mol－1、632kJ·mol－1，那么反应N2＋O2===2NO的反应热ΔH是多少？提示：ΔH＝946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×632kJ·mol－1＝180kJ·mol－1。4．N2与O2在放电或加热下都能反应生成NO，则在上述反应条件下，反应热ΔH是否发生变化？提示：不发生变化，ΔH仍为180kJ·mol－1，因此，化学反应的焓变与反应条件无关。1．焓变与反应热的关系项目内容概念在恒温、恒压条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量，叫做反应热，又称焓变符号ΔH单位kJ·mol－1意义ΔH0表示该反应为放热反应ΔH0表示该反应为吸热反应注意事项①任何化学反应都有反应热，即焓变ΔH≠0②ΔH的大小与反应条件无关2.ΔH的计算方法(1)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。(2)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。1．判断的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)任何化学反应均伴随能量的变化()(2)焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化()(3)ΔH0的反应为吸热反应，ΔH0的反应为放热反应()(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×2．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()A．每生成2个AB分子吸收(a－b)kJ热量B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量解析：选B形成化学键放出热量，形成2molA—B键放出bkJ热量，A项错误；1molA2(g)和1molB2(g)反应生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ热量，B项正确；由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；断裂1molA—A和1molB—B键，吸收akJ能量，D项错误。3．键能是两原子间形成1mol新键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知下列物质的键能：化学键H—HNNN—H键能/(kJ·mol－1)436946391则反应：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)的ΔH＝________。解析：ΔH＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量＝946kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝(2254kJ·mol－1－2346kJ·mol－1)＝－92kJ·mol－1。答案：－92kJ·mol－13．化学反应过程中的能量变化如图所示，判断以下说法正确的是()A．图甲表示的是吸热反应B．图乙表示的是放热反应C．图甲中ΔH＞0D．图乙中ΔH＞0解析：选D由图像分析可知甲：E反应物E生成物，反应放热，ΔH0；乙：E反应物E生成物，反应吸热，ΔH0。[方法技巧]判断吸热反应、放热反应的依据与误区(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”理论依据：反应物与生成物总能量的相对大小。计算依据：断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”误区一：与反应条件有关。误区二：只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。如水蒸气液化放出热量，但该过程不是放热反应。热化学方程式1．概念能够表示反应热的化学方程式。2．意义(1)热化学方程式既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。(2)对于热化学方程式H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃(298K)、101kPa时，1molH2与12molO2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8kJ。3．书写原则(1)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，可以用整数也可以用分数。(2)必须注明物质的状态、ΔH的“＋、－”和单位。(3)应标明反应的温度和压强。若不标明，则表示是在25℃(298K)、101kPa条件下的反应热。(4)对于相同反应，ΔH的数值必须与化学计量数对应。4．实例8g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，该反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1。已知有下列化学方程式(1)H2＋I2△2HI(2)H2(g)＋I2ΔH＝－14.9kJ·mol－1(3)H2＋Cl2=====点燃2HCl(4)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1(5)12H2(g)＋12Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝－92.3kJ·mol－1(6)H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1[问题思考]1．以上6个方程式中，哪几个不属于热化学方程式？热化学方程式中的g、l代表什么？固态和溶液如何表示？提示：(1)、(3)不属于热化学方程式；g表示物质的状态为气态，l表示物质的状态为液态；固态和溶液分别用s和aq表示。2．热化学方程式(5)中的“12”代表什么？如果是2molH2和2molCl2完全反应，则ΔH还是－92.3kJ·mol－1吗？提示：热化学方程式(5)中的“12”代表的是H2和Cl2的物质的量，而不是H2和Cl2的分子数。如果H2和Cl2的物质的量均为2mol，则ΔH＝－369.2kJ·mol－1，而不是ΔH＝－92.3kJ·mol－1。3．由方程式(6)可得到H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)的ΔH为多少？提示：ΔH＝＋241.8kJ·mol－1。热化学方程式的书写步骤与注意事项1．书写“三”步骤2．注意“五”事项(1)要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。(2)ΔH的单位是kJ·mol－1。(3)根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH的数值也加倍。(4)热化学方程式中不用“↑”“↓”，“===”上不用标明反应条件。(5)必须标明ΔH的符号，放热反应ΔH为“－”，吸热反应ΔH为“＋”，正负号不可省略。1．1g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是()A．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1B．H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－285.8kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJD．H2＋12O2===H2OΔH＝－285.8kJ·mol－1解析：选A由1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量可知，1molH2燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，则ΔH＝－285.8kJ·mol－1。2．下列热化学方程式书写正确的是()A．2SO2＋O2===2SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJD．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝＋393.5kJ·mol－1解析：选BA没有标明状态；C中ΔH的单位不正确，应为kJ·mol－1；因为碳和氧气的反应是放热反应，所以D中ΔH为负值。3．写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ热量。________________________________________________________________________(2)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量。________________________________________________________________________(3)1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量。________________________________________________________________________(4)24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量。________________________________________________________________________解析：(1)1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出的热量为46.1kJ×2＝92.2kJ。(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1。(3)CO转化为CO2的化学方程式为2CO＋O2===2CO2,2molCO生成CO2放出热量为2×283kJ＝566kJ，则反应的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)