内容正文:
第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
学习任务目标
1.从能量变化和能量守恒两个角度理解热化学方程式的含义,能根据不同信息条件书写热化学方程式,能利用热化学方程式进行简单计算。
2.能够运用盖斯定律进行反应热的简单计算,构建运用盖斯定律解决具体问题的思维模型。
1.吸热反应的ΔH>0,放热反应ΔH<0。
2.1 mol H2完全燃烧生成液态水和水蒸气,放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”),两反应的焓变分别为ΔH1和ΔH2,则ΔH1<(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
一、热化学方程式
1.概念
把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子。
2.实例
已知在298 K时,由N2、H2反应生成1 mol NH3(g)放热46.1 kJ,请将下列化学方程式写成热化学方程式:
H2+N2===NH3:H2(g)+N2(g)===NH3(g) ΔH=-46.1 kJ·mol-1;
3H2+N2===2NH3:3H2(g)+N2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1;
NH3===H2+N2:NH3(g)===H2(g)+N2(g) ΔH=+46.1 kJ·mol-1。
结论:①ΔH与化学式前的系数对应成比例。
②反应逆向进行时,与正向相比,ΔH符号相反,绝对值相等。
二、盖斯定律
1.内容
一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热相等。
2.本质
化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
3.意义
(1)为计算反应焓变奠定了理论基础。
(2)可以间接地把不易测定的反应热计算出来。
三、能源
1.概念
自然界中,能为人类提供能量的物质或物质运动。
2.常见能源
常见能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
3.实现能源可持续发展的措施是“开源”和“节流”。
四、摩尔燃烧焓
1.概念:在一定反应温度和压强条件下,1 mol 纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。
2.指定物质中所含有的氮元素氧化为N2(g)、氢元素氧化为H2O(l)、碳元素氧化为CO2(g)。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)热化学方程式中物质化学式前的系数可以表示分子个数。 ( )
× 提示:热化学方程式中各物质化学式前的系数只表示物质的量,而不表示分子个数,故它可以是整数,也可以是分数。
(2)化学反应的焓变与反应途径密切相关。 ( )
× 提示:化学反应的焓变只与反应的始态、终态有关,与反应的途径无关。
(3)H2(g)+O2(g)===H2O(l)和2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH相同。 ( )
× 提示:同一反应的热化学方程式系数不同,ΔH不同。
(4)中,存在关系式:ΔH1=ΔH2+ΔH3。 ( )
× 提示:ΔH3=ΔH1+ΔH2。
2.下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2+O2===2SO3 ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ
C 解析:A项没有标出物质的聚集状态,正确的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,故A错误;H2的燃烧为放热反应,所以反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,故B错误;C项符合热化学方程式书写要求,故C正确;反应热的单位为kJ·mol-1,故D错误。
3.在298 K、100 kPa时,已知:
①2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
A 解析:因为反应式①②和③之间存在关系:①+2×②=③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3。
4.写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的热量。
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(2)1 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s),放出834.9 kJ的热量。
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