内容正文:
第2课时 热化学方程式 燃烧热
热化学方程式
授课提示:对应学生用书第7页
1.概念:表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.意义:热化学方程式不仅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。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25_℃和101_kPa下,1_mol气态H2和0.5_mol气态O2反应生成1_mol_液态水时,放出285.8_kJ的热量。
3.书写注意事项
(1)需注明反应时的温度和压强,中学所用ΔH数据,一般都是25_℃和101_kPa时的数据,可不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的聚集状态,常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体和溶液。热化学方程式通常不用标“↑”和“↓”。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数表示物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。
(4)需注明ΔH的“+”“-”、数值和单位。放热反应,ΔH为“-”;吸热反应,ΔH为“+”。
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,不正确的画“×”。
1.反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ·mol-1,则H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=184.6 kJ·mol-1。(×)
2.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1。(×)
授课提示:对应学生用书第7页
问题1:(1)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1;
(2)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。
(1)、(2)的ΔH为什么不同?书写热化学方程式时对物质的聚集状态有何要求?
答案:由H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,知反应物和生成物的聚集状态不同,焓变不同。因此,只有注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义和特点。
问题2:分析2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH(298 K)=-483.6 kJ·mol-1中ΔH(298 K)的意义?探究书写热化学方程式时如何处理反应条件?
答案:ΔH(298 K)表示反应在298 K发生时的焓变。因焓变与测定条件有关,同一反应在不同温度下进行时的焓变是不同的,所以书写热化学方程式时要注明ΔH的测定条件,绝大多数ΔH是在25 ℃(298 K)、101 kPa下测定的,此时可不注明。
问题3:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;
H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1。
为什么前者的ΔH数值是后者ΔH数值的2倍且ΔH的符号相反?
答案:热化学方程式的化学计量数只代表反应物和生成物的物质的量,ΔH的数值必须与化学式前面的化学计量数相对应,若化学方程式的化学计量数改变,则ΔH也改变相应的倍数,因此,热化学方程式的化学计量数会出现分数,若反应逆向进行,则ΔH要改变符号,但绝对值不变。
问题4:热化学方程式中ΔH的单位均是kJ·mol-1,请结合实例说明kJ·mol-1的含义是什么?
答案:kJ·mol-1表明按照所给反应式发生反应时放出或吸收的热量。例如4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905 kJ·mol-1,表示4 mol气态NH3和5 mol气态O2完全反应生成4 mol气态NO和6 mol气态H2O时,放出热量905 kJ。
问题5:实验测得28 ℃(301 K)、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水放热22.68 kJ,下面是几个同学书写的热化学方程式,讨论分析他们所写的热化学方程式分别错在哪里?
甲:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+725.8 kJ/mol;
乙:2CH3OH(l)+3O2===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH(301 K)=-1 452 kJ/mol;
丙:2CH3OH(l)+3O2===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-725.8 kJ/mol;
丁:2CH3OH(l)+3O2===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+1 452。
答案:甲:因反应放热,ΔH的符号应为“-”且应注明温度:301 K。
乙:O2的状态没有标注。
丙:O2的状态没有标注;ΔH数值计算错误;应注明温度:301 K。
丁:O2的状态没有标注;应注明温度:301 K;ΔH的符号应为“-”;ΔH数值后应带单位“kJ/mol”。
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