2019-2020年高中化学 专题1 第1单元 第1课时 化学反应的焓变课件 苏教版选修4

专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第1课时化学反应的焓变目标与素养：1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。(宏观辨识与微观探析)2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。(宏观辨识与微观探析)3.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。(宏观辨识与微观探析)自主预习探新知一、反应热焓变1．反应热焓变(1)反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同_____时，所吸收或放出的热量。(2)焓变：在______、______的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量，符号为_____，常用单位为_________。微点拨：(1)焓变为恒压条件下的反应热。(2)反应热、焓变的单位均为kJ·mol－1，热量的单位为kJ。温度恒温恒压ΔHkJ·mol－12．ΔH与吸热反应和放热反应的关系(1)当ΔH___0时，反应物的总能量______生成物的总能量，反应过程______热量，为______反应。(2)当ΔH___0时，反应物的总能量______生成物的总能量，反应过程_____热量，为_____反应。＞小于吸收吸热＜大于放出放热3．化学反应伴随能量变化的原因(1)从反应物和生成物总能量相对大小角度分析如图所示___热反应___热反应反应热的计算公式：ΔH＝_________________________。吸放E(生成物)－E(反应物)(2)从反应物断键和生成物成键角度分析N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示：由图可知：1molN2分子中的化学键断裂吸收的能量是________，1molO2分子中的化学键断裂吸收的能量是________，2molNO分子中的化学键形成释放的能量是_________，则N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应吸收的热量为_______。反应热的计算公式：_________________________________________。946kJ498kJ1264kJ180kJΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和二、热化学方程式1．定义：能够表示_______的化学方程式。2．书写热化学方程式需注意的问题(1)书写热化学方程式时应指明反应的_____和_____，若在25℃(即298K)、101kPa时进行的反应，可不注明。(2)注明反应物和生成物的聚集状态。一般用“__”表示气体，“__”表示液体，“__”表示固体，“___”表示水溶液。反应热温度压强glsaq(3)在热化学方程式中，化学计量数表示_________，可以用整数或简单分数表示。(4)在热化学方程式后面注明ΔH的数值、正负号(正号可以省略)及单位(kJ·mol－1)。(5)同一化学反应，热化学方程式中物质的化学计量数不同，ΔH也不同，ΔH与化学计量数成正比关系。物质的量1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)反应热的单位与热量相同。()(2)反应开始前需要加热的反应一定是吸热反应，不需要加热就能发生的反应一定是放热反应。()(3)热化学方程式中物质前的化学计量数可以表示分子个数。()答案：(1)×(2)×(3)×2．下列说法正确的是()A．反应热就是反应中放出的热量B．当反应放热时ΔH0，反应吸热时ΔH0C．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“＋”C[反应热也指反应中吸收的热量，A错；在反应中，生成物比反应物所具有的总能量小，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，断键时吸收能量即反应物键能，成键时放出能量即生成物键能，后者大，则反应为放热反应，ΔH为“－”，D错。]答案：1mol12mol1mol液态水放出3．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示的意义是在25℃、101kPa下，________H2与________O2反应生成________时，______的热量是285.8kJ。核心突破攻重难从宏观和微观的角度分析反应热比较类型放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应宏观辨识反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量(E反＞E生)反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量(E反＜E生)微观探析吸收能量E1↓反应物――――――→旧化学键断裂新化学键形成生成物↓放出能量E2E1＞E2，吸收热量E1＜E2，放出热量与键能的关系反应物的键能总和＞生成物的键能总和，吸收热量反应物的键能总和＜生成物的键能总和，放出热量焓变ΔH＜0ΔH＞0图示能量变化体系的能量降低体系的能量升高实例H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.5kJ·mol－1常见反应类型①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属与(水)酸的置换反应；⑤铝热反应①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；④碳和水、C和CO2的反应【例1】某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是()A．两步反应均为吸热反应B．AB反应，反应条件一定要加热C．A与C的能量差为E4D．三种化合物中C最稳定D[A→B为吸热反应，B→C为放热反应，A项错误；放热反应、吸热反应与是否需要加热无关，B项错误；A与C的能量差为ΔH，C项错误；三种化合物中C能量最低，最稳定，D项正确。]1某一反应是吸热反应还是放热反应，与反应物和生成物总能量的相对大小有关，与反应条件无关。2从能量的角度比较物质的稳定性：物质本身具有的能量越高，其稳定性越差，能量越低的物质越稳定。3从键能的角度比较物质的稳定性：键能越大，物质越稳定。1．由下图分析，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D[本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C→A一定是放热反应；反之，A→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。]2．(1)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)ΔH＝11kJ·mol－1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。(2)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇，发生反应如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OCOH—OC—HE/kJ·mol－14363431076465413由此计算ΔH＝________kJ·mol－1。解析：(1)设1molHI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x－436kJ－151kJ＝11kJ，x＝299kJ。(2)根据键能与反应热的关系可知，ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(1076kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1)－(413kJ·mol－1×3＋343kJ·mol－1＋465kJ·mol－1)＝－99kJ·mol－1。答案：(1)299(2)－99热化学方程式的书写与正误判断1.书写热化学方程式的“五步”一写方程式—写出配平的化学方程式↓二标状态—用s、l、g、aq标明物质的聚集状态↓三标条件—标明反应的温度和压强25℃、101kPa时可不标注↓四标ΔH—在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“＋”或“－”↓五标数值—根据化学计量数计算写出ΔH的数值，带上单位kJ·mol－12．热化学方程式书写的注意事项(1)注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态(g、l、s)，不用标“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。(2)注意注明必要的反应条件：焓变与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须在ΔH后指明反应的温度和压强(298K、101kPa时，可不注明)。(3)注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。(4)注意ΔH的单位及符号：ΔH的单位常采用kJ·mol－1，ΔH只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。ΔH＜0表示为放热反应；ΔH＞0表示为吸热反应。(5)注意同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系：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；若反应逆向进行，则ΔH的符号改变，但数值不变。(6)可逆反应的ΔH表示的是当反应物按化学计量数完全反应时产生的热效应，实际反应中，若按化学计量数放入反应物，产生的热量偏小，如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，若2molSO2与1molO2反应，放出的热量小于196.6kJ。C[A项未标明各物质的聚集状态，B项NaOH和HCl的反应为放热反应，ΔH＜0，D项中ΔH的单位是“kJ·mol－1”而不是“kJ”。]【例2】下列热化学方程式正确的是()A．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2OΔH＝－1367.0kJ·mol－1B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝57.3kJ·mol－1C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)D．2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)ΔH＝－116.2kJ3．已知0.1mol硫黄完全燃烧时放出的热量为29.6kJ，对应的热化学方程式是()A．S＋O2===SO2ΔH＝－296kJ·mol－1B．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－29.6kJ·mol－1C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296kJ·mol－1D．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝296kJ·mol－1C[热化学方程式必须注明物质的状态，A项错误；常温下，硫黄是固体，O2、SO2是气体，1molS完全燃烧时放出的热量为296kJ，B、D项错误，C项正确。]4．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成2molNH3(g)，放出92.4kJ热量。(2)1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量。(3)23gC2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃，恰好完全反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出683.5kJ的热量。答案：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1(2)Cu(s)＋12O2(g)===CuO(s)ΔH＝－157kJ·mol－1(3)12C2H6O(l)＋32O2(g)===CO2(g)＋32H2O(l)ΔH＝－683.5kJ·mol－1当堂达标提素养1．下列有关焓变与反应热的说法，正确的是()A．反应热和焓变的单位都是kJB．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，可认为此时的反应热和焓变相等C．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，可认为此时的反应热与焓变相等D．有些化学反应不存在反应热，即焓变可以为“0”B[反应热和焓变的单位都是kJ·mol－1，A错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，B正确、C错误；任何化学反应都有反应热，即ΔH≠0，D错误。]2．(双选)根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是()碳酸钙的热分解示意图A．CO2(g)和CaO(s)的总能量小于CaCO3(s)的总能量B．该反应的焓变大于零C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D．由该反